杨实验三
杨氏双缝干涉实验的规律
杨氏双缝干涉实验的规律引言：杨氏双缝干涉实验是物理学中经典的实验之一，它揭示了光的波动性质。
通过实验观察到的干涉现象和规律，加深了人们对光的理解，也为后来的波动理论奠定了基础。
本文将详细介绍杨氏双缝干涉实验的规律。
一、实验原理与装置：杨氏双缝干涉实验是利用光的波动性质而进行的，它基于光的干涉和叠加原理。
实验装置主要由一块光源、两个狭缝、一块屏幕以及一些辅助器件组成。
光源发出的光通过两个狭缝之后，会形成一系列的光波，这些光波在屏幕上叠加形成干涉条纹。
二、干涉条纹的形成：当光通过两个狭缝后，会形成两组光波，这两组光波在屏幕上相互叠加。
当两个狭缝之间的距离足够小，且光的波长也足够小的时候，我们可以观察到明暗相间的干涉条纹。
这些条纹是由光的相长和相消干涉引起的。
三、干涉条纹的间距：干涉条纹的间距是杨氏双缝干涉实验中的重要参数。
根据理论计算和实验观察，我们可以得出以下结论：1. 干涉条纹的间距与光的波长成反比：当光的波长增大时，干涉条纹的间距会减小；当光的波长减小时，干涉条纹的间距会增大。
2. 干涉条纹的间距与两个狭缝之间的距离成正比：当两个狭缝之间的距离增大时，干涉条纹的间距也会增大；当两个狭缝之间的距离减小时，干涉条纹的间距也会减小。
四、干涉条纹的明暗：干涉条纹的明暗是由光波的相长和相消引起的，根据杨氏双缝干涉实验的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 在干涉条纹的中央位置，光波的相长使得条纹最亮。
2. 两个狭缝之间的光波在屏幕上叠加时，如果光波的波峰与波谷重合，就会出现相消干涉，使得条纹最暗。
3. 在中央位置附近，干涉条纹由明变暗，然后再由暗变明，形成了一系列的明暗相间的条纹。
五、干涉条纹的宽度：干涉条纹的宽度是指相邻两条暗纹（或亮纹）之间的距离，根据实验观察和理论计算，我们可以得出以下结论：1. 干涉条纹的宽度与光的波长成正比：当光的波长增大时，干涉条纹的宽度也会增大；当光的波长减小时，干涉条纹的宽度也会减小。
杨氏双缝实验实验报告
一、实验目的1. 通过杨氏双缝实验，观察光的干涉现象，验证光的波动性。
2. 理解光的干涉条件，包括相干光源的概念。
3. 掌握实验仪器的操作方法，包括光源、狭缝、透镜和屏幕等。
4. 学习如何测量光波的波长。
二、实验原理杨氏双缝实验是由英国物理学家托马斯·杨于1801年提出的，该实验通过观察光通过两个狭缝后在屏幕上形成的干涉条纹，验证了光的波动性。
实验原理基于以下两个假设：1. 光是一种波动现象。
2. 当两束相干光波相遇时，会发生干涉现象。
在杨氏双缝实验中，光通过两个狭缝后，在屏幕上形成一系列明暗相间的干涉条纹。
这些条纹的形成是由于两束光波相遇时发生干涉，即两束光波的振幅相加，导致某些区域光强增强（亮条纹），而另一些区域光强减弱（暗条纹）。
根据杨氏双缝实验的原理，可以推导出干涉条纹间距的公式：\[ \Delta x = \frac{\lambda L}{d} \]其中，\(\Delta x\) 是相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离，\(\lambda\) 是光波的波长，\(L\) 是屏幕到双缝的距离，\(d\) 是两个狭缝之间的距离。
三、实验仪器1. 激光器：提供单色光源。
2. 狭缝板：包含两个平行的狭缝。
3. 透镜：将激光束聚焦到狭缝板上。
4. 屏幕板：用于观察干涉条纹。
5. 支架：用于固定实验仪器。
四、实验步骤1. 将激光器、狭缝板、透镜和屏幕板按照实验要求放置在支架上。
2. 调整透镜，使激光束聚焦到狭缝板上。
3. 调整狭缝板，使两个狭缝平行且距离适中。
4. 调整屏幕板，使屏幕与狭缝板平行，并观察屏幕上的干涉条纹。
5. 记录屏幕上的干涉条纹间距，并计算光波的波长。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中，成功观察到屏幕上的干涉条纹，验证了光的波动性。
2. 根据干涉条纹间距的测量结果，计算出光波的波长。
3. 通过实验结果，可以得出以下结论：- 光是一种波动现象。
- 干涉现象是光波的基本特性之一。
大学物理实验三动态法测量金属杨氏模量
实验三 动态法测量金属杨氏模量杨氏模量是描述固体材料弹性形变的一个重要的物理量，它是反映材料形变与内应力关系的物理量，也是反映工程材料的一个重要物理参数。
测定杨氏模量的方法很多，通常采用静态法、动态法、 波速测量法等。
我们学过的拉伸法属于静态法，这种方法在拉伸时由于载荷大，加载速度慢，含有驰豫过程，所以不能真实地反映材料内部结构的变化，而且不能对脆性材料进行测量。
另一种通常采用的方法是动态共振法，它的适用范围大（不同的材料，不同的温度），试验结果稳定、误差小。
所以更具有实用性，也是国家标准GB/T2105-91所推荐使用的测量方法。
一、实验目的1．学习用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量。
2．培养学生综合运用物理实验仪器的能力。
3．进一步了解信号发生器和示波器的使用方法。
二、实验仪器动态杨氏模量试样加热炉、信号发生器（含频率计、信号放大器）、数显温控仪、示波器、游标卡尺、千分尺、天平、待测试样等。
三、实验原理悬挂法是将试样（圆棒或矩形棒）用两根悬线悬挂起来并激发它作横振动。
在一定条件下，试样振动的固有频率取决于它的几何形状、尺寸、质量以及它的杨氏模量。
如果在实验中测出试样在不同温度下的固有频率，就可以计算出试样在不同温度下的杨氏模量。
根据杆的横振动方程式02244=∂∂+∂∂tyEJS xy ρ （1）式中ρ为杆的密度，S 为杆的截面积，⎰=sdS y J 2称为惯量矩（取决于截面的形状），E即为杨氏模量。
求解该方程，对圆形棒得（见附录）2436067.1fdm l E =式中：l 为棒长；d 为棒的直径；m 为棒的质量；f 为试样共振频率。
对于矩形棒得：23394644.0fbhm l E =式中： b 和h 分别为矩形棒的宽度和厚度；m 为棒的质量；f 为试样共振频率。
在国际单位制中杨氏模量E 的单位为2-∙mN 。
本实验的基本问题是测量在一定温度下试样的固有频率f 。
实验中采用如图1所示装置。
植物学实验三
A
B
黄豆芽（切片法） 临时装片（4X）
C
D
图示黄豆幼苗根－茎初生维管组织的结构转换
6.组织观察 1.植物器官中的组织类型与分布
表皮 厚角组织 薄壁组织 厚壁组织 薄壁组织
外韧皮部
束中形成层 木质部
内韧皮部
髓 腔
南瓜茎横切永久制片（4X）
6.组织观察 1.植物器官中的组织类型与分布
表皮 厚角组织 纤 维
（内始式）
单子叶植物茎（禾本科植物茎的结构）
表皮
基本组织 维管束
玉米茎横切面永久制片（4X）
单子叶植物茎（禾本科植物茎的结构）
薄壁组织
维管束鞘
初生韧皮部 后生木质部 初 生 木 质 部 维 管 束
原生木质部
气腔 伴胞 筛管 玉米茎的维管束 玉米茎横切面永久制片（40X） 在初生韧皮部与初生木质部之间无维管形成 层，其维管束属于外韧有限维管束。
4.2裸子植物茎的结构及木材三切面
1.松茎三切面
树脂道
射线 松茎横切面（4X) 具缘纹孔
松茎横切面（40X）
4.2裸子植物茎的结构及木材三切面
1.松茎三切面
射 线
具 缘 纹 孔
松茎径向切面（10X）
松茎径向切面（40X） 射 线
管胞 松茎切向切面（10X
松茎切向切面（10X）
5.根茎转换整体观察 植物根-茎过渡区
7.蓖麻茎，旱伞草茎观察
维管束
旱伞草茎横切临时装片（4X）
旱伞草茎横切临时装片（10X）
旱伞草属于草本单子叶植物
薄壁组织
双韧维管束 南瓜茎横切永久制片（4X） 薄纤 壁维 组组 织织 薄 壁 组 织 外 木 韧 质 皮 部 部 内 韧 皮 部 髓 髓 腔 腔
B3-2杨氏双缝干涉实验
(1.51)d5 d106m
例8 钠光灯作光源，波长 0.5，8屏9与m 3双缝的距离
D=500mm,(1)d=1.2mm和d=10mm,相邻明条纹间距分别
为多大？（2) 若相邻明条纹的最小分辨距离为0.065mm,能
分辨干涉条纹的双缝间距是多少？
解 ｛1｝d= 1.2 mm
例2、根据条纹移动求缝后所放介质片的厚度
当双缝干涉装置的一条狭缝S1后面盖上折射率为n=1.58
的云母片时，观察到屏幕上干涉条纹移动了9个条纹间距，
已知波长λ=5500A0，求云母片的厚度。
P
S1 r1
x
d S2
r2
O
解：没有盖云母片时，零级明条纹在O点； 当S1缝后盖上云母片后，光线1的光程增大。 由于零级明条纹所对应的光程差为零，所以这时零级明条
d
可利用此公式求波长
一般称到达屏上某点的两条相干光线间的夹角为相干光束
的会聚角，记为
当 dD 且 x, yD 有 d D
P
S1
r1
x
则 e
d
r2
O
S2
条纹间距正比于相干光的波长，反比于相干光束的会聚角
任何两条相邻的明（或暗）条纹所对应的光程差之差一定
等于一个波长值。 m (m1) 2 上式中的m为干涉条纹的级次。
例3 一双缝装置的一个缝为折射率1.40的薄玻璃片遮盖，另 一个缝为折射率1.70的薄玻璃片遮盖，在玻璃片插入以后， 屏上原来的中央极大所在点，现在为原来的第五级明纹所占
据。假定λ=480nm，且两玻璃片厚度均为t，求t值。
解：两缝分别为薄玻璃片遮盖后，两束相干光到达O点处
的光程差的改变为
P
高中物理实验测量光的波动与粒子性质的实验解释
高中物理实验测量光的波动与粒子性质的实验解释光既显示波动性又显示粒子性，这一观点是物理学学科中的一个基本问题。
为了解释这个问题，人们通过实验进行了深入研究。
本文将介绍几个高中物理实验，通过测量结果解释光的波动性和粒子性。
实验一：干涉实验干涉实验是证明光波动性的经典实验之一。
它基于当两束光波相遇时，会产生明暗交替的干涉条纹。
实验步骤如下：1. 使用波长相同的两束单色光源，例如两个相干的激光器，确保它们具有相同的频率和波长。
2. 将这两束光引导到一个狭缝后面，并让它们通过一个狭缝，使它们重叠在一个屏幕上。
3. 观察屏幕上的亮暗交替的干涉条纹。
通过这个实验，我们可以看到光的波动性。
当两束光的波峰和波谷重合时，会产生亮条纹；当它们相互推移半个波长时，会产生暗条纹。
这表明光是以波动的形式传播的。
实验二：光电效应实验光电效应是光显示粒子性的重要实验现象。
在这个实验中，我们用光照射金属，观察是否能释放出电子。
实验步骤如下：1. 使用一个光源，例如氢气放电管，将它的紫外线辐射照射到一个金属表面上。
2. 让金属表面连接到一个电路中。
3. 通过电路来测量金属表面是否有电流流过。
实验结果显示，只有当光的频率高于一定的阈值时，金属表面才会释放出电子。
这个实验结果表明光以粒子的形式传播，由光的能量决定金属表面是否能放出电子。
实验三：缝隙实验（杨氏实验）缝隙实验是证明光的波动性的另一重要实验。
它基于当光通过一个缝隙时，会发生衍射现象，形成一系列明暗相间的衍射条纹。
实验步骤如下：1. 使用一个狭缝光源，并将光传导到一个狭缝后面。
2. 让光通过一个狭缝，并观察在一固定位置上的屏幕上的衍射条纹。
实验结果显示，通过狭缝的光发生衍射，形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这表明光以波动的形式传播，并且在通过狭缝时会产生衍射现象。
通过以上实验，我们可以看到光既表现出波动性，例如干涉实验和缝隙实验中的明暗交替的干涉条纹和衍射条纹；又表现出粒子性，例如光电效应实验中的释放电子现象。
实验三霍尔位置传感器测定杨氏模量
磁铁位置调整螺母
4、调整读数显微镜旳目镜，使得眼睛能清楚地观察到 十字叉丝及分划板刻度线和数字且转动读数显微镜上 方调整鼓轮时，十字叉丝能随之上下移动。
调整鼓轮
十字叉丝
目镜调整旋钮
5、移动读数显微镜前后位置（调焦），使能清楚看 到铜刀上旳画痕线。选定位于中间位置旳某一条画痕 为基准线。转动读数显微镜旳鼓轮使读数显微镜内十 字叉丝线自下往上移动并与看到旳铜刀上旳该基准线 重叠。从鼓轮记下初始读数值。
8、按公式求得样品旳杨氏模量，而且求出霍耳位 置传感器旳敏捷度（百分比系数）K0。
五、注意事项
❖ 1.霍耳片一定要垂直放置在磁场旳中心轴上。
❖ 2.用读数显微镜测量时，鼓轮只能单方向转动。 ❖ 3.加放砝码时动作一定要轻，千万不能碰动铜刀架。
三、试验环节：
1、将铜尺和各元件组装好，注意铜刀口带画痕旳一 面朝向读数显微镜。
画痕线
2．调整三维调整架旳上下调整螺丝，使铜杠杆 水平且传感器探测元件处于磁铁中间位置。
传感器元件
铜杠杆 可调高度旳螺丝
3、调整磁铁盒旳螺母使磁铁上下移动，同步观察 霍尔传感器输出电压值。当毫伏表数值很小时，停 止调整并固定螺丝，最终调整零点电位器使毫伏表 读数为零。
控制显微镜前后移 动位置旳固定螺丝
调焦后看到旳某 一条画痕线
十字叉丝
6、逐次增长砝码，每次增长10.00g。每加一次砝码， 都转动鼓轮使十字叉丝重新与选定旳基准线重叠并 读出此时读数显微镜旳读数。（mm）及毫伏表旳读 数（mv）。将测得旳数据填入试验数据表格。用逐 差法求出Z和V旳平均值。
7、用游标尺测量铜尺宽度b；用千分尺测量铜尺旳 厚度a（均测1次）。
霍尔位置传感器测定杨氏 模量
论杨氏双缝干涉实验成果
论杨氏双缝干涉实验成果论杨氏双缝干涉实验在1807年，托马斯?杨扬总结出版了他的《自然哲学讲义》，里面综合整理了他在光学方面的工作，并在里面第一次描述了他那个名扬四海的实验:光的双缝干涉。
后来的历史证明，这个实验完全可以跻身于物理学史上最经典的前五个实验之列，而在今天，它已经出现在每一本中学物理的教科书上。
杨的实验手段极其简单:把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。
现在在纸后面再放一张纸，不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。
从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，就会形成一系列明、暗交替的条纹，这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。
理论依据让我们考虑这一“原型的”量子力学实验。
一束电子或光或其他种类的“粒子——波”通过双窄缝射到后面的屏幕去。
为了确定起见，我们用光做实验。
按照通常的命名法，光量子称为“光子”。
光作为粒子(亦即光子)的呈现最清楚地发生在屏幕上。
光接收是以光子单位的完全有或完全没有的现象。
只有整数个光子才被观察到。
然而，光子通过缝隙时似乎产生了类波动的行为。
先假定只有一条缝是开的(另一条缝被堵住)。
光通过该缝后就被散开来，这是被称作光衍射的波动传播的一个特征。
但是，这些对于粒子的图像仍是成立的。
可以想象缝隙的边缘附近的某种影响使光子随机地偏折到两边去。
当相当强的光也就是大量的光子通过缝隙时，屏幕上的照度显得非常均匀。
但是如果降低光强度，则人们可断定，其亮度分布的确是由单独的斑点组成——和粒子图像相一致——是单独的光子打到屏幕上。
亮度光滑的表观是由于大量的光子参与的统计效应。
光子在通过狭缝时的确被随机地弯折——弯折角不同则概率不同，就这样地得到了所观察到的亮度分布。
然而，当我们打开另一条缝隙时就出现了粒子图像的关键问题～假设光是来自于一个黄色的钠灯，这样它基本上具有纯粹的非混合的颜色——用技术上的术语称为单色的，也即具有确定的波长或频率。
在粒子图像中，这表明所有光子具有同样的能量。
光学实验报告杨氏干涉
一、实验目的1. 了解杨氏干涉实验原理，验证光的波动性。
2. 学习双缝干涉实验装置的组装和使用方法。
3. 掌握干涉条纹的观察、测量和分析方法。
二、实验原理杨氏干涉实验是英国物理学家托马斯·杨在1801年提出的。
实验原理是利用两个狭缝作为两个相干光源，通过光的干涉现象，在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
根据光的波动理论，当两束光波在空间中相遇时，会发生干涉现象。
当两束光波的相位差为整数倍波长时，光波相互加强，形成亮条纹；当相位差为奇数倍半波长时，光波相互减弱，形成暗条纹。
三、实验装置1. 杨氏干涉实验装置包括：光源、单缝、双缝、屏幕、光具座等。
2. 实验装置的组装：将光源、单缝、双缝、屏幕依次安装在光具座上，确保各部件对齐。
四、实验步骤1. 调整光源，使光线垂直照射在单缝上。
2. 调整双缝与单缝的距离，使双缝与单缝对齐。
3. 调整屏幕与双缝的距离，使屏幕与双缝对齐。
4. 观察屏幕上的干涉条纹，并记录条纹的形状、间距等特征。
5. 改变双缝与单缝的距离，观察干涉条纹的变化，并记录数据。
6. 改变光源的波长，观察干涉条纹的变化，并记录数据。
五、实验结果与分析1. 在实验过程中，观察到屏幕上出现明暗相间的干涉条纹，条纹间距随着双缝与单缝距离的变化而变化。
2. 当双缝与单缝的距离增加时，干涉条纹间距增大；当双缝与单缝的距离减小时，干涉条纹间距减小。
3. 当光源的波长增加时，干涉条纹间距增大；当光源的波长减小时，干涉条纹间距减小。
根据实验结果，可以得出以下结论：1. 光的波动性得到了验证，因为干涉条纹的形成证明了光具有波动性质。
2. 干涉条纹间距与双缝与单缝的距离和光源的波长有关。
当双缝与单缝的距离增加或光源的波长增加时，干涉条纹间距增大；反之，干涉条纹间距减小。
六、实验讨论1. 实验过程中，观察到干涉条纹的对比度受到光源的非单色性和光具的成像质量等因素的影响。
2. 实验过程中，为了提高干涉条纹的对比度，可以采取以下措施：选择单色光源、减小光具的像差、调整光源和光具的位置等。
杨氏双缝干涉实验报告
一、实验目的1. 理解杨氏双缝干涉现象的基本原理。
2. 掌握杨氏双缝干涉实验装置的基本结构及光路调整方法。
3. 观察双缝干涉现象，并掌握光波波长的一种测量方法。
二、实验原理杨氏双缝干涉实验是托马斯·杨于1801年设计的一个经典实验，用以证明光的波动性质。
实验原理基于光的干涉现象，即当两束相干光波相遇时，它们会相互叠加，形成明暗相间的干涉条纹。
实验中，单色光通过两个非常接近的狭缝后，在屏幕上形成干涉条纹。
干涉条纹的形成是由于两束光波在经过狭缝后发生相位差，从而产生干涉现象。
根据干涉条纹的间距，可以计算出光波的波长。
三、实验器材1. 杨氏双缝干涉仪一台（WSY-6-0.5mm）2. 测微目镜一个（0.01mm）3. 钠灯光源一套4. 硬纸板一块5. 刻度尺一把6. 画笔一支四、实验步骤1. 将杨氏双缝干涉仪放置在实验台上，调整至水平状态。
2. 将钠灯光源置于干涉仪的一端，调整光源位置，确保光束垂直照射到狭缝上。
3. 使用测微目镜观察干涉条纹，调整狭缝间距和屏幕距离，使干涉条纹清晰可见。
4. 使用刻度尺测量干涉条纹的间距，记录数据。
5. 改变狭缝间距和屏幕距离，重复实验步骤，记录不同条件下的干涉条纹间距。
6. 分析实验数据，计算光波的波长。
五、实验结果与分析1. 通过观察干涉条纹，可以清晰地看到明暗相间的干涉条纹，证明了光的波动性质。
2. 根据干涉条纹的间距，可以计算出光波的波长。
实验结果显示，钠光的波长约为589nm。
3. 改变狭缝间距和屏幕距离后，干涉条纹间距发生变化，说明干涉条纹间距与狭缝间距和屏幕距离有关。
六、实验总结1. 杨氏双缝干涉实验成功地证明了光的波动性质，为光的波动理论提供了有力证据。
2. 实验过程中，通过调整狭缝间距和屏幕距离，可以观察到不同条件下的干涉条纹，加深了对干涉现象的理解。
3. 本实验为光波波长的一种测量方法，具有较高的精度。
七、注意事项1. 实验过程中，注意保持干涉仪的稳定，避免振动影响实验结果。
试验三拉伸法则杨氏模量
实验三 拉伸法测杨氏模量实验内容测定钢丝的杨氏弹性模量教学要求1． 掌握用光杠杆测量微小长度变化的方法，了解其应用。
2． 学习各种长度测量工具的使用方法与要求。
3． 学习用逐差法处理实验数据。
实验器材杨氏模量测定仪，望远镜标尺架，光杠杆，标准砝码（1kg ），钢卷尺，游标卡尺，螺旋测微计，重垂等。
力作用于物体所引起的效果之一是使受力物体发生形变，物体的形变可分为弹性形变和塑性形变。
固体材料的弹性形变又可分为纵向、切变、扭转、弯曲，对于纵向弹性形变可以引入杨氏模量来描述材料抵抗形变的能力。
杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要的物理量，是工程设计上选用材料时常需涉及的重要参数之一，一般只与材料的性质和温度有关，与其几何形状无关。
实验测定杨氏模量的方法很多，如拉伸法、弯曲法和振动法（前两种方法可称为静态法，后一种可称为动态法）。
本实验是用静态拉伸法测定金属丝的杨氏模量。
在研究的纵向弹性形变时，根据杨氏弹性模量的特点，为了计算材料内部各点应力和应变的方便，可将材料做成柱状。
因此，本实验中的样品为一根粗细均匀的细钢丝。
为了测量细钢丝的微小长度变化，实验中使用了光杠杆放大法，利用光杠杆不仅可以测量微小长度变化，也可测量微小角度变化和形状变化。
由于光杠杆放大法具有稳定性好、简单便宜、受环境干扰小等特点，在许多生产和科研领域得到广泛应用。
本实验可以在实验方法，数据处理，长度测量等方面使学员得到基本的训练。
实验原理一、杨氏弹性模量设细钢丝的原长L ，横截面积为S ，沿长度方向施力F 后，其长度改变ΔL ，则细钢丝上各点的应力为F/S ，应变为ΔL/L 。
根据胡克定律，在弹性限度内有S F ＝LL E ∆∙ （3-１） 则E ＝LL ∆S F （3-２） 比例系数E 即为杨氏弹性模量。
在国际单位制中其单位为牛顿／米２，记为Ｎ·Ｍ－２。
通过分析知，作用力可由实验中钢丝下端所挂砝码的重量来确定，原长（起始状态）可由米尺测量，钢丝的横截面积S ，可先用螺旋测微计测出钢丝直径d 后算出S ＝42d π （3-３）现在的问题是如何测量ΔL ？用米尺准确度太低，用游标卡尺和螺旋测微计呢，测量范围又不够（在此实验中，当L ≈１ｍ时，F 每变化１ｋg 相应的ΔL 约为０．３ｍｍ）。
光的干涉实验杨氏双缝实验
光的干涉实验杨氏双缝实验光的干涉实验——杨氏双缝实验光的干涉实验是一种经典的实验方法，可以揭示光的波动性质和干涉现象。
其中，杨氏双缝实验被认为是最经典的光的干涉实验之一。
本文将详细介绍杨氏双缝实验的原理、装置及实验结果，并探讨光的干涉现象对科学研究和技术应用的重要性。
一、实验原理杨氏双缝实验利用光的波动性质，在一个屏上设置两个极为接近的狭缝，通过狭缝射过来的光波经过衍射会形成一组干涉条纹。
这一实验可以用来研究光的波动性质、光的干涉现象以及相关的光学量。
二、实验装置杨氏双缝实验装置由光源、双缝、银屏、接收屏以及适当的调节装置组成。
光源通常选择单色光源，如激光，以保证光的单色性。
双缝间距需保持一定的宽度，一般使用可调的双缝装置。
银屏位于双缝与接收屏之间，能够有效地接收和记录干涉条纹。
三、实验结果通过杨氏双缝实验可以观察到一系列干涉条纹。
这些干涉条纹形式多样，呈现出明暗相间、交替出现的特点。
具体的干涉条纹形态与双缝间距、光波长度等因素有关。
实验中可以通过调节双缝间距和光源位置等参数，观察不同情况下的干涉条纹变化，进一步探究光的波动性质。
四、干涉现象的意义光的干涉现象在科学研究和技术应用中具有重要的意义。
首先，它验证了光的波动性质，支持了波动光学理论。
其次，通过干涉现象可以测量材料的薄膜厚度、表面形貌等物理性质。
再次，基于干涉现象的应用如全息术、干涉测量等在科学研究和工程技术领域都有广泛的应用。
五、光的干涉实验的进一步研究除了杨氏双缝实验，在光的干涉实验中还可以采用其他实验方法，如杨氏双棱镜实验、两个反射镜的干涉实验等。
这些实验方法更进一步揭示了光波的性质和干涉现象的规律。
此外，光的干涉实验还可以与其他实验方法相结合，如杨氏双缝实验与贝尔干涉仪的组合应用等，以进一步深入研究光的干涉现象和光学量的测量。
光的干涉实验的发展历程是科学研究和技术进步的重要组成部分。
通过不断深入探索和实验验证，我们可以更好地理解和应用这一现象，推动光学领域的发展。
实验三杨氏弹性模量的测定
杨氏弹性模量的测定实验目的1.学会用伸长法测量金属丝的杨氏模量。
2.掌握用光杠杆法测量微小伸长量的原理。
3.学会用逐差法处理实验数据。
实验仪器杨氏弹性模量测量仪（包括尺读望远镜，测量架，光杠杆，标尺，砝码），钢卷尺，螺旋测微器，钢丝。
仪器描述测量杨氏模量的实验装置如图3-1图3-11．标尺；2．俯仰螺丝；3．目镜；4．调焦手轮；5．内调焦望远镜；6．准星；7．锁紧手轮；8．钢丝上夹头；9．钢丝；10．光杠杆；11．砝码；12．调整螺钉；13．钢丝下夹头；14．工作平台被测金属丝上端固定在支架顶部的夹头上，下端连接砝码托，中间固定在一小圆柱形夹头上，此圆柱形夹头放在支架工作平台的圆孔中，并可在圆孔中上下自由滑动。
一个直立的平面镜装在三角形支架上成为光杠杆，光杠杆的3个足尖成等腰三角形。
使用时两前足尖放在支架中间平台的凹槽内，后足尖放在夹金属丝的圆柱形夹头上。
在反射镜前1.5～2m左右放有另一支架，其上安有望远镜和竖直标尺，使通过调节，从望远镜中能同时看到望远镜的基准叉丝线和标尺的清晰像，从而可读出叉丝线在标尺像上的位置。
实验原理材料受力后发生形变。
在弹性限度内，材料的胁强与胁变（即相对形变）之比为一常数，称为弹性模量。
条形物体（如钢丝）沿纵向的弹性模量称为杨氏模量。
测量杨氏模量有拉伸法、梁的弯曲法、振动法、内耗法等等，本实验采用拉伸法测量杨氏模量。
设一粗细均匀的金属丝长度为L，横截面积为S将其上端固定，下端悬挂砝码，于是金属丝受砝码重力F的作用而发生形变，设其伸长量为ΔL，比值F/S称为应力（金属丝截面/L称为应变（金属丝单位长度的相对形变），在一定上单位面积所受的作用力），而比值L的弹性范围内，物体所受的应力与应变成正比，称为胡克定律，即L L ESF ∆= (3-1) 其比例系数L L SF E //∆=(3-2)E 称为杨氏弹性模量，简称杨氏模量，式中各量的单位均用SI 单位时，E 的单位为Pa ，（1Pa =1N/m 2)。
杨氏干涉实验
P
n1
i
D
n2
n3
A
C
B
e
0 2e n2 n1 sin i
2 2 2
（2）附加光程差δ′
• 当n1 < n2 < n3或（n1 > n2 > n3 ）时， 称
反射条件相同。
0
• 当n1 > n2 < n3 或 （n1 < n2 > n3 ）时，称
反射条件不同。
2
c
b
a
F
三、分波阵面干涉
将点光源发出的波阵面分割成两部分，使它 们分别通过某些光学装置，经反射、折射或衍射后 再在一定的区域里叠加而产生干涉，这种方法称为 分波阵面法。
用分波阵面法产生的光干涉，称为分波阵面干涉。 1、杨氏双缝实验 干涉条纹为一条列等间距的平行直条纹。
杨氏干涉实验：
S*
S1 * S2 *
2
k 0,1,2 明纹 k （2k 1) k 0,1,2 暗纹 2
式中： λ 为光在真空中的波长。
4、理想透镜不会产生附加光程差 在干涉和衍射装置中，经常要用到薄透镜， 可以证明，两束光线经过理想透镜时，不会产生 附加光程差。
A B C
1、波长与媒质的关系
/ n
式中： 光在媒质中的波长，n为媒质的折射率， 为光在真空中的波长。
2、光程
L nl
式中：n为媒质折射率，l 为光波在该媒质中所经 历的几何路程。
若光波先后通过几种媒质，则
L ni li
光程的物理意义：
光在介质中传播的路程l ，折算成光在相同 时间内在真空中传播的路程 n l。 3、光程差与相位差的关系 两束相干光的光程之差，称为光程差。 L2 L1 两相干光的相位差为 干涉条件：
5杨氏双逢干涉实验
实验三杨氏双缝干涉一实验目的1 学习干涉原理2 熟悉杨氏双缝干涉实验二实验器件不同的光源(点光源,面光源,He-Ne激光器)双缝, 双透镜, 双棱镜, 双面镜准直透镜移动装置, 接收屏三实验原理相干光由狭缝分为两束光波,此两束光波迭加时产生干涉.当两束波相位差δ2-δ1＝2 mπ，亮纹当两束波相位差δ2-δ1＝2 mπ+π，暗纹改变光程差,条纹变化只要能将相干光分为两束光波再迭加都可能形成干涉.可用其它方法代替狭缝分光.四实验演示观察下列现象1光的双缝干涉2杨氏双缝干涉现象3杨氏双缝干涉与干涉条纹4电子的杨氏双缝干涉: 与光波一样.都是电磁波,仅波长不同5双透镜双缝干涉: 通过透镜分成两束相干光6菲涅尔双棱镜干涉(图片) 通过双棱镜分成两束相干光7菲涅尔双面镜干涉(图片) 通过双反射镜分成两束相干光8光源横向移动(图片) 干涉条纹移动9空间相干性: 不同光源的效果: 点光源, 面光源(无条纹), 激光光源10 两球面波的干涉场(图片)五选择题五选择题1下列说法正确的是(1)杨氏双缝干涉的光源一定是点光源(2) 杨氏双缝干涉的光源一定是面光源(3) 杨氏双缝干涉的光源一定是激光光源(4) 以上都不对2杨氏双缝干涉中(1)干涉条纹的形状是园(2)干涉条纹的形状是直线(3)干涉条纹的形状是双曲线(4)以上都不对3杨氏双缝干涉中接收屏上一点的光强取决于(1)考察点到两狭缝的光程差(2)考察点通过两狭缝到光源的光程差(3)考察点通过两狭缝到光源的相位差(4)考察点到两狭缝的相位差4杨氏双缝干涉中(1)光源横向移动则条纹移动(2)光源横向移动则条纹对比度降低(3)光源轴向移动则条纹移动(4)光源轴向移动则条纹对比度降低5杨氏双缝干涉中当光源在轴上,而接收屏沿轴微量移动时(1)接收屏上条纹不变(2)接收屏上条纹的周期变化(3)接收屏上条纹移动(4)以上均不对1下列说法正确的是(2)杨氏双缝干涉的光源一定是点光源(2) 杨氏双缝干涉的光源一定是面光源(3) 杨氏双缝干涉的光源一定是激光光源(4) 以上都不对2杨氏双缝干涉中(1)干涉条纹的形状是园(2)干涉条纹的形状是直线(3)干涉条纹的形状是双曲线(4)以上都不对3杨氏双缝干涉中接收屏上一点的光强取决于(5)考察点到两狭缝的光程差(6)考察点通过两狭缝到光源的光程差(7)考察点通过两狭缝到光源的相位差(8)考察点到两狭缝的相位差4杨氏双缝干涉中(5)光源横向移动则条纹移动(6)光源横向移动则条纹对比度降低(7)光源轴向移动则条纹移动(8)光源轴向移动则条纹对比度降低5杨氏双缝干涉中当光源在轴上,而接收屏沿轴微量移动时(5)接收屏上条纹不变(6)接收屏上条纹的周期变化(7)接收屏上条纹移动(8)以上均不对。
物理实验技术中的声学实验指南
物理实验技术中的声学实验指南声学是研究声波的产生、传播和接收的学科，是物理学中的重要分支。
在物理实验中，声学实验是一种常见且实用的实验方法。
本文将为大家介绍一些物理实验中的声学实验指南，以帮助读者更好地进行声学实验。
实验一：声音的传播速度测量声音是一种机械波，传播速度与介质的密度、弹性模量以及温度有关。
在这个实验中，我们将测量介质中声音的传播速度。
材料准备：1. 两个固定距离的音源，如扬声器2. 一个接收器，例如麦克风3. 一根测量介质长度的尺子4. 激光测距仪或光电门等测量长度的仪器实验步骤：1. 将音源与接收器分别放置在固定的位置上，并固定好。
2. 首先测量介质的长度，使用尺子或激光测距仪等工具。
3. 缓慢调节音源，发出一个连续的声音信号。
4. 同时启动计时器，记录从音源到接收器的声音传播时间。
5. 利用已知介质长度和声音传播时间，计算声音的传播速度。
实验二：共振现象的观察共振是声学中的重要现象，当某对象的固有频率与外界激励频率相等时，就会出现共振。
这个实验将帮助我们观察共振现象，并了解共振频率与对象固有频率之间的关系。
材料准备：1. 一个玻璃杯或共振箱2. 一个频率可调的发声器3. 切实浮力卡尺或声音强度计（可选）实验步骤：1. 将玻璃杯或共振箱放在水平桌面上。
2. 打开发声器，调整其频率直到达到共振的状态，即杯子或箱子开始发出较大的声音。
3. 记录此时发声器的频率，这就是共振频率。
4. 如果有合适的仪器，可测量共振时的声音强度。
实验三：杨氏实验杨氏实验是利用一根绷紧的细线或金属丝来测量声音的频率。
通过改变绷紧线的长度和材料的不同，我们可以测量不同频率下的声音。
材料准备：1. 一根绷紧的细线或金属丝2. 一个重物（如金属质量块）3. 频率可调的发声器或音叉实验步骤：1. 将绷紧的线或金属丝固定在两个支架上。
2. 将引重物挂在线的下端。
3. 打开发声器或敲击音叉，让声音传播到线上。
4. 可以观察到线的振动，通过改变线的长度或引重物的质量，我们可以观察到不同频率下的杨氏实验。
实验三CCD杨氏模量测定
实验三 CCD 杨氏模量测定[目的]1． 了解拉伸法测量金属丝杨氏模量的原理；2． 学习读数显微镜、CCD 摄像机、调焦镜头的调节方法； 3． 掌握拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法。
[仪器和用具]CCD 杨氏模量测量仪（WYM —1型）主体结构，显微镜组，CCD 摄像机，调焦镜头，监视器，螺旋测微计，钢卷尺，金属丝等。
[实验原理]设金属丝的原长为l ，横截面积为S ，在受到沿长度方向的外力F 作用下伸长了δ，则根据胡克定律有：在弹性限度内，金属丝的应力S F 与应变lδ成正比。
写作lE SF δ= （3—1）上式中的比例系数E ，称为杨氏弹性模量。
它的国际单位为牛顿/米2，记为2m N -⋅。
设金属丝直径为d ，则241d S π=，将此式代入（3—1）式可得出δπ24d l F E = （3—2）上式表明，对于长度l 、直径d 和所加外力F 相同的情况下，杨氏模量大的金属丝的伸长量δ较小，而杨氏模量小的伸长量δ较大。
可见，杨氏弹性模量反映出材料抵抗外力产生拉伸（或压缩）形变的能力。
根据（3—2）式可知，测出等号右边的各个量，便可算出杨氏模量，其中外力F 、长度l 和直径d 均可用常用的方法和仪器测得，而对于微小的伸长量δ，通过显微镜和CCD 成像系统来记录变化情况，并经过监视器显示出来。
安装仪器(只放砝码盘，未放砝码)后，调节测微目镜从显微镜中能清楚地看到十字叉丝，读取与显微镜中标尺横线重合的读数0A ，在砝码盘上增加砝码m 之后，金属丝伸长为δ，金属丝的伸长量的表达式0A A m -=δ （3—3）将mg F =和上式代入式（3—2），可得出伸长法测金属丝的杨氏模量E 的公式为24A A d mglE m -=π （3—4）又设mA A K m 0-=（3—5） 则K 为砝码改变一个单位时，显微镜中分划板标尺的读数的变化量。
将式（3—5）代入式（3—4），可得Kd lg E 24π=（3—6）[实验内容与步骤]1．调节WYM —1型CCD 杨氏模量测量仪底角螺钉，使测量仪的底座平台水平，使支架、金属丝铅直。
杨氏干涉实验
一、杨氏干涉实验二、决定条纹间距的条件三、实验：用双缝干涉测量光的波长光的衍射和干涉知识点四、光的衍射五、偏振现象横波只沿某一特定方向振动，自然光通过偏振片后得到了偏振光，只有横波才有偏振现象.自然光：从光源（如太阳、亮着的灯等）直接发出的光，包含着在垂直于传播方向的一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.偏振光：①自然光通过偏振片后，在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动较弱,这样的光叫偏振光.②自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这时的反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直.我们通常看到的绝大多数光都是偏振光.六、光的颜色色散光的色散：当白光经过三棱镜后能形成彩色个光带，这个现象叫色散；1、发生色散后在光屏上从上至下，依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫；2、从红到紫光的频率由小到大；波长由大到小；3、在同种介质中，折射率由小到大；传播速度由大到小；4、从红光到紫光衍射现象逐渐减弱；七、薄膜干涉中的色散八、激光的特点及其应用光是从物质的原子中发射出来的．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性．激光额另一个特点是平行度很好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度．这个特点使它可以用来进行精确的测距．激光还有一个特点使亮度高．可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔．高考考纲一、 杨氏干涉实验1、在双缝干涉实验中，下列说法正确的是（）A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹【答案】 B D【解析】用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，选项A 错；红光双缝干涉的图样为红黑相间的条纹，选项B 正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，选项C 错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，选项D 正确．2、（2011北京高考）如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S 时，在光屏P 上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（）A ．增大1S 与2S 的间距B ．减小双缝屏到光屏的距离C ．将绿光换为红光D ．将绿光换为紫光【答案】 C【解析】由于双缝干涉中，相邻条纹间距离Lx dλ∆=，增大1S 与2S 的间距d ，相邻条纹间距离x ∆减小，A 错误；减小双缝屏到光屏的距离L ，相邻条纹间距离x ∆减小，B 错误；将绿光换为红光，使波长λ增大，相邻条纹间距离x ∆增大，C 正确；将绿光换为紫光，使波长λ减小，S 1 S 2P单缝屏双缝屏光屏单色光知识点相邻条纹间距离x ∆减小，D 错误．3、在用双缝干涉测光的波长的实验中，准备了下列仪器：①白炽灯 ②双窄缝片 ③单窄缝片 ④滤光片 ⑤毛玻璃光屏（1）把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是_________（填字母）；（2）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a c 、的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示；其中表示a 纹位置（图甲）的手轮读数为_________mm ，c 纹位置（图乙）的手轮读数为_________mm ； （3）已知双缝间的距离为0.18mm ，双缝与屏的距离为500mm ，则单色光的波长为_________m .μ【答案】（1）①④③②⑤（2）1.790 1.792～，4.940 4.942～（3）0.567【解析】 （1）双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝．故自光源起合理的顺序是①④③②⑤（2）图甲中螺旋测微器固定刻度为1.5mm ，可动刻度为0.0129.0mm 0.290mm ⨯=，最终读数为1.790mm ．图乙中的螺旋测微器固定刻度为4.5mm ，可动刻度读数为0.0144.00.440mm ⨯=，最终读数为4.940mm ． （3）干涉条纹的间距1.575mm x = ．根据双缝干涉条纹的间距公式L x d λ= 得，xdLλ=代入数据得，75.6710m 0.567μm λ-=⨯=二、 决定条纹间距的条件4、（2011高考西城二模）用单色光做双缝干涉实验，在屏上会得到明暗相间的条纹．关于这个实验，下列说法中正确的是（）A ．屏上中央亮条纹明显最宽，两边的亮条纹宽度明显变窄B ．若减小实验中双缝的距离，屏上条纹间距也减小C ．在同样实验装置的情况下，红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距D ．同样条件下，在水中做双缝干涉实验屏上所得条纹间距比在空气中的大【答案】 C【解析】A 、根据双缝干涉条纹的间距公式Lx dλ= 知，同种光的条纹间距相等．故A 错误． B 、根据双缝干涉条纹的间距公式Lx dλ= 知，若减小实验中双缝的距离，屏上条纹间距会增大，故B 错误；C 、由上公式，可知，红光的波长大于蓝光，则红光的亮条纹间距较宽．故C 正确．D 、由是分析可知，同样条件下，在水中做双缝干涉实验，因波长的变短，则干涉间距应变小，故D 错误；5、（2015高考顺义一模）两种单色光束a b 、分别照射在同一套双缝干涉演示实验装置时，得到的干涉图样如图（a ）、（b ）所示，则（）A ．a 光的波长大于b 光的波长B ．a 光的光子能量大于b 光的光子能量C ．a 光在真空中的速度大于b 光在真空中的速度D ．同一种介质对a 光的折射率大于对b 光的折射率 【答案】 A【解析】A 、由图知，a 光产生的干涉条纹间距大于b 光产生的干涉条纹间距，根据双缝干涉条纹的间距公式Lx dλ=知，a 光的波长大于b 光的波长，故A 正确． B 、光的波长大于b 光的波长，由公式c λγ=知，a 光的频率小于b 光的频率，而光子的能量与频率成正比，则a 光的光子能量小于b 光的光子能量．故B 错误． C 、在真空所有色光的速度都相等，都为8310m/s c =⨯，故C 错误．D 、a 光的频率小于b 光的频率，所以同一种介质对a 光的折射率小于b 光的折射率，故D 错误．三、 实验：用双缝干涉测量光的波长6、（2008高三上期末朝阳区）某同学用如图1所示的实验装置做“双缝干涉测光的波长”的实验，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头（如图2所示）测出．测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为0.070mm ，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，如图2所示，此时手轮上的示数为_______mm ．已知双缝的距离为0.400mm d =，测得双缝到毛玻璃屏的距离为0.600m L =，求得相邻亮纹的间距为x ，写出计算被测量波长的表达式λ=_____，并算出其波长λ=_______nm ．（取二位有效数字）【答案】4.948，dx Lλ=∆，36.510⨯【解析】螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm ，可动刻度读数为0.0144.80.448mm ⨯=，所以最终读数为4.948mm ．根据双缝干涉条纹的间距公式L x d λ∆=得，dx Lλ=∆，代入数据得，36.510nm λ=⨯．7、在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题．（1）如图所示，甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________．（2）将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．序应为________．(填写元件代号)（3）已知该装置中双缝间距0.50 mm d =，双缝到光屏的距离0.50 m l =，在光屏上得到的干涉图样如图a 所示，分划板在图中A 位置时游标卡尺如图b 所示，则其示数为________mm ；在B 位置时游标卡尺如图c 所示．由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________ m ．【答案】（1）甲（2）EDBA （3）111.10；76.410⨯－【解析】（1）光的干涉条纹是等间距的，故题图中的干涉条纹是图甲．（2）根据实验原理可知，图丙中的光具座上自左向右放置的光学元件依次为白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、光屏，故答案为EDBA ．（3）由图b 可知，A 位置所对应的条纹位置为1111 mm 20.05 mm 111.10 mm x =+⨯=，由图c 可知，B 位置所对应的条纹位置为2115 mm 120.05 mm 115.60 mm x =+⨯=，故条纹间距Δ210.64 mm 7x x x -=≈，将其代入L x d λ∆=，解得76.410m dx Lλ=∆=⨯－．四、 光的衍射8、甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面MN 上，由于发生折射后合为一束，如图所示(反射光未画出)，则下列判断正确的是（）A ．甲光的频率比乙光的频率大B ．相同条件下，甲光比乙光容易发生衍射C ．对同种介质，甲光的折射率比乙光的折射率大D ．在同种介质中甲光的光速比乙光的光速小B【解析】由折射光路图可以看出，乙光的折射率较大，由此可知，乙光的频率较高，波长较短，在同种介质中光速较小，所以，选项B正确．9、一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后面的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹．现将其中一条缝挡住，让这束红光只通过一条缝，则在光屏上可以看到（）A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央亮条纹变宽些C．只有一条与缝宽对应的亮条纹D．无条纹，只存在一片红光【答案】B【解析】这束红光通过双缝时产生了干涉现象，说明每一条缝都很窄，满足这束红光发生干涉的条件．这束红光通过双缝时在光屏上形成的干涉图样的特点是：中央出现亮条纹，两侧对称地出现等间距的明暗相间条纹．而这束红光通过单缝时形成的衍射图样的特点是：中央出现较宽的亮条纹，两侧出现对称的不等间距的明暗相间条纹，且距中央亮条纹远的亮条纹亮度迅速减弱，所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少．故B正确．10、在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(黑线为暗线)（）A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明的圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板【答案】A【解析】中央是亮斑，然后是较粗的暗环，随后是明暗相间的圆环，这是典型的泊松亮斑，故正确答五、 偏振现象11、有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有（）A ．只有光波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B ．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C ．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D ．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光【答案】 B D【解析】偏振是横波的特有现象，机械波中的横波能发生偏振．偏振光的获取除了自然光通过偏振片形成偏振光外，还可以让自然光从一种介质射入另一种介质发生反射和折射形成的反射光和折射光只要互相垂直，这样的反射光和折射光都是偏振光．12、如图所示，a 是一偏振片，a 的透振方向为竖直方向．下列四种入射光束哪几种照射a 时能在a 的另一侧观察到透射光（）A ．太阳光B ．沿竖直方向振动的光C ．沿水平方向振动的光D ．沿与竖直方向成45︒的光【答案】 A B D【解析】根据光的偏振知识，只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直，光都能通过偏振片．当光的振动方向与偏振片的透振方向相同时，透射光最强，当二者垂直时，光完全不能透过．当二者间的夹角在090︒～逐渐增加时，透射光逐渐减弱．太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45︒角振动的光均能通过偏振片．13、实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随波长λ的变化符合科西经验公式：24BCn A λλ=++，其中A B C 、、是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示，A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光【答案】D【解析】可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a为红光，而紫光折射率最大，所以d为紫光．14、光的干涉现象在技术中有重要应用．人们常用干涉法检查精密的光学平面的平整程度．如图所示，在被检查平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面和被检查平面之间形成一个楔形空气薄层．现用红光从上面照射，则下列说法中正确的是（）A．干涉条纹是由样板的上下a b、两个面反射的光形成的B．干涉条纹是由空气薄层的上下b c、两个面反射的光形成的C．改用紫光照射，条纹间距将变宽D．改用紫光照射，条纹间距不会发生变化【答案】B【解析】干涉条纹是空气层的上、下两面(即b和c面)反射光叠加产生的，故A错、B对．改用紫光照射，因光波波长变小，故条纹间距变窄，选项C、D均错．15、如图所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（）A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等距是因为空气膜厚度不是均匀变化D．干涉条纹不等距是因为空气膜厚度是均匀变化【答案】A C【解析】由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化，形成不等间距的干涉条纹六、激光的特点及其应用16、将激光束的宽度聚集到纳米级(-910m)范围内，可以修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除，这是应用了激光的（）A．方向性强的特性B．单色性好的特性C．亮度高的特性D．粒子性好的特性【答案】C【解析】应用激光修复人体损坏的器官主要是利用了激光的亮度高的特性，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．故C对．17、准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗．用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是（）A．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体B．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削【答案】【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果．人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼，A 对；激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，B 对；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上，C 错，D 对．1、下面有关光的干涉现象的描述中，正确的是（）A ．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽B ．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹C ．在光的双缝干涉实验中，若缝1S 射入的是绿光，2S 射入的是紫光，则干涉条纹是彩色的D ．光的干涉现象说明光是一种波【答案】B D【解析】根据公式L x dλ∆=，光的双缝干涉实验中，条纹间距与波长成正比，所以在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，绿光波长长，则条纹间隔将变窄，选项A 错误．选项B 是发生薄膜干涉，形成彩色条纹，所以选项B 正确．相干波必须满足频率相等，所以C 错误，光的干涉现象说明光是一种波，选项D 正确，故选BD2、在观察光的双缝干涉现象的实验中：（1）将激光束照在如图乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图甲中的________．（2）换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将随堂练习________(以上均选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．【答案】（1）A（2）变宽；变窄【解析】（1）双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确；（2）根据Lxdλ∆=知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；当双缝到屏的距离L减小时，条纹间距变窄．3、用游标卡尺观察光的衍射现象的实验中，用日光灯作为被观察的对象，对于以下的做法和观察结果，下列说法正确的是（）A．卡尺的两个测脚间距很小，大约是0. 5 mm或更小B．卡尺的两个测脚形成的狭缝要与灯管平行C．狭缝离日光灯近一些效果较好D．观察到的是在灯管上下边缘形成黑白相间的条纹【答案】A B【解析】在用游标卡尺观察光的衍射现象的实验中，卡尺的两个测脚间距很小，大约是0. 5 mm或更小，A项正确；卡尺的两个测脚形成的狭缝要与灯管平行，否则就看不到衍射条纹，B项正确；狭缝离日光灯远近效果都较好，C项错误；观察到的是彩色条纹，D项错误．4、两盏相同的普通白炽灯发出的光相遇时，下列说法中正确的是（）A．两盏白炽灯相同，为相干光源，故能产生干涉现象B．只要两盏灯亮度相同，就能产生干涉现象C．由于两灯光的振动情况不同，故不能产生干涉现象D．以上说法都不正确【答案】D【解析】相干光源发出的光频率相同、振动方向相同、相位差恒定．一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的．5、如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜Ⅰ，在足够大的光屏M上形成彩色光谱，下列说法中正确的是（）A ．屏M 自上而下分布的色光的波长由小到大B ．在各种色光中，红光通过棱镜的时间最长C ．若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏M 上最先消失的是紫光D ．若在棱镜Ⅰ和屏M 间放置与棱镜Ⅰ完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行(如图乙所示)，则在屏M 上形成的是彩色光谱【答案】C D【解析】光线经三棱镜后向底部偏折，折射率越大，偏折越明显，故屏M 自上而下分布的色光的波长由大到小；红光的折射率最小，在介质中速度最大，传播时间最短；紫光的折射率最大，临界角最小，最易发生全反射；将两个三棱镜合在一起，可看成平行玻璃砖，中间空气的两面也是平行的，平行介质不改变光线的方向，只是使光线侧移，折射率不同侧移量不同．6、科学家在研究地月组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返时间为t ．若还已知万有引力常量G ，月球绕地球旋转(可看成匀速圆周运动)的周期T ，光速c (地球到月球的距离远大于它们的半径)．则可以求出（）A ．月球到地球的距离B ．地球的质量C ．月球受地球的引力D ．月球的质量【答案】A B【解析】由题意可求得月球到地球的距离/2s R ct ≈=，由于地球到月球的距离远大于各自半径，因此可认为月球绕地球运行的轨道半径即为R ，根据万有引力提供向心力， (其中M 为地球质量，m 为月球质量)根据题中所给条件无法得知月球质量，也无法求得地球与月球之间的引力．课后作业1、在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)：（1）下列说法哪一个是错误的______．(填选项前的数字) ①调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝②测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐③为了减少测量误差，可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a ，求出相邻两条亮纹间距1a x n ∆=- （2）测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_____mm ．【答案】（1）①（2）1.970【解析】（1）应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝，①选项不正确．目镜分划板中心应与亮纹中心对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，②选项正确．目镜移过n 条亮纹，则亮条纹间距1a x n ∆=-③选项正确，故选①． （2）主尺读数是1.5 mm ，螺旋读数是47.00.01 mm ⨯，因此示数为1.970 mm ．2、如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是（）A ．甲、乙是光的干涉图样B ．丙、丁是光的干涉图样C ．形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长短D．形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长短【答案】A【解析】由图样可得甲和乙是等间距的，丙和丁是不等间距的且中间最宽，所以甲和乙是干涉条纹，丙和丁是衍射条纹，A正确，B错误；其中甲比乙的条纹间距大，故形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长，C项错；丙比丁的条纹间距大，形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长，D项错．3、一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜然后分成两束光，并沿OM和ON方向射出(如图所示)，已知OM和ON两束光中只有一束是单色光，则（）A．OM为复色光，ON为紫光B．OM为复色光，ON为红光C．OM为红光，ON为复色光D．OM为紫光，ON为复色光【答案】C【解析】AB、光线只要遇到两种介质的界面就可以发生反射现象，而要发生折射必须不能发生全反射，故可以判断ON一定为复色光，题目中又说只有一束是单色光，故只能判断OM为单色光C、红光和紫光以相同的入射角射到三棱镜的上面，因为只有一束是单色光可得必然有一种色光发生了全反射，红光的临界角大于紫光的临界角，若红光发生了全反射，则紫光一定发生了全反射，就不存在OM光线了，故红光没有发生全反射，发生折射现象，即OM光线D、将红光与紫光的折射率搞混，或者说将红光与紫光的临界角搞混，导致错误认为OM为紫光。
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南昌大学实验报告
学生姓名：学号：专业班级：电气信息三类106班实验类型：□验证□√综合□设计□创新实验日期：实验成绩：
一.实验名称
实验3 控制语句
二．实验目的
1．熟练掌握if 、if…else、if…elseif语句和switch语句格式及使用方法，掌握if语句中的嵌套关系和匹配原则，利用if语句和switch语句实现分支选择结构。
2．熟练掌握while语句、do ．．．while语句和for语句格式及使用方法，掌握三种循环控制语句的循环过程以及循环结构的嵌套，利用循环语句实现循环结构。
3．掌握简单、常用的算法，并在编程过程中体验各种算法的编程技巧。
进一步学习调试程序，掌握语法错误和逻辑错误的检查方法。
三．实验内容
1．选择结构程序设计；
2．if语句的使用；
3．使用switch语句实现多分支选择结构；
4．三种循环语句的应用；
5．循环结构的嵌套；
6．break和continue语句的使用。
三．实验环境
PC微机
DOS操作系统或Windows 操作系统
Visual c++程序集成环境
四．实验内容和步骤
本实验要求事先编好解决下面问题的程序，然后上机输入程序并调试运行程序。
学会单步调试和断点调试程序及变量跟踪方法。
1．通过键盘输入一个字符，判断该字符是数字字符、大写字母、小写字母、空格还是其他字符。
．编程：输入一个整数，判断该数的正负性和奇偶性之后，将其数值按照①小于10，②10～99，③100～999，④1000以上四个类别分类并显示。
要求：
（1）将变量定义为整型。
（2）输入整数前，利用puts（）/printf（）给出提示信息。
（3）输出结果时要有必要的说明，例如：输入358时，显示358 is 100 to 999。
（4）该程序利用if语句实现。
运行程序，分别输入9，21，321，4321数据检查输出信息的正确性。
3．从键盘输入学生的考试成绩，利用计算机将学生的成绩划分等级并输出。
学生的成绩可分成5个等级，90-100分为A级，80-89分为B级，70-79分为C级，60-69分为D级，0-59分为E级。
要求在输入负数时，给出错误提示。
①事先编好程序，要求分别用if语句和switch语句实现。
运行程序，并检查结果是否正确。
②再运行一次程序，输入分数为负值（如－70），这显然是输入时出错，不应给出等级。
修改程序，使之能正确处理任何数据。
当输入数据大于100或小于0时，通知用户“输入数据错”，程序结束
4．某航空公司规定：在旅游旺季7~9月份，如果订票20张及其以上，优惠票价的10%，20张以下，优惠5%；在旅游淡季1~6月份，10~12月份，订票20张及其以上，优惠票价的20%，20张以下，优惠10%。
编写一个C 程序，根据月份和旅客订票张数决定优惠率。
已知机票单价，请算出旅客的总付款。
请使用不同的测试数据进行测试。
5．编写程序：根据公式 2
2222
1......3121116n ++++=π ，输出 π的值。
要求：
（1）变量π为单精度类型，n 为整型；
（2）计算当n的取值分别为20，50 ，100，200时的π值，说明什么问题？
当n越大时，PAI越接近真实值哦。
（3）修改程序，不给出n值，而改为求π值，直到最后一项的数值小于10-4为止。
（4）对修改后的程序，输出π值以及总的项数n。
输出格式为：π=值；n=值。
6．从键盘输入一个0～1000之间的任意整数，输出该整数的所有因子（例如：输入12，其因子为1，2，3，4，6，12）。
要求：
（1）采用while循环语句实现。
（2）输出格式为：Input：12
Output：1，2，3，4，6，
12
7．计算并输出1000以内最大的10个素数以及它们的和。
要求：
（1）在程序内部加必要的注释。
（2）由于偶数不是素数，可以不考虑对偶数的处理。
（3）虽然在1000以内的素数超过10个，但是要对1000以内不够10个素数的情况进行处理。
(4) 输出形式为：素数1+素数2+素数+…+素数10=总和值。
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六．简答题及挑战题
1.对于多分支选择结构何时使用if语句的嵌套，何时使用switch语句？
答：何时需要何时使用，哪种方法简单就用哪种，或者程序员善于哪种则用哪种。
2．小结三种形式的循环使用的区别。
答：while循环简便，for循环更简便，且都只在符合条件的情况下进行运算；do…while循环最少运行一次。
3．给定一个整数，并由键盘输入若干个数，找出与预先给定的数最近的数，并指出它是由键盘输入的第几个数。
七．实验总结
答；从这次试验中，我学会了用while循环，还有用if语句，case 语句。
虽然有些做得不是很好，但也从实践中学会了一些基础知识。
还有呢？没有按照老师要求的去做，开始没看到哦，希望老师谅解。
我想以后应该练习编程，把老师讲过的例子练习一下，熟悉编程语句的应用，将学过的知识运用到编程中。