杨氏双缝干涉实验-wu经典.ppt

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杨氏双缝干涉实验 ppt课件

x明 k d
r1 r2
D
P
x O
E
P点为明条纹。
k=0, ±1, ±2, ±3...
MO虚线上方取“＋”下方
取“－”，所以k有正负
之分 PPT课件
5
S1 So
x
P2
k=2
P1
k=1 x
O
k=0
S2
k= 0, x 0
k=-1
k=-2
H
中央明条纹或零级明纹
D
k=±1,
x 1
d
一级明条纹
D
P点的明暗决定于S1 S 2到P点的相位差：
k
明纹

r 2
r 1

{

(2k

1)PPT课件
暗纹
2
P
x O
E
2(r2 r1 )
4
r2 r1 dsin
d tg xd
D
（1）明纹条件
xd k
D

S1 dM

s2
D
D
k=±2,
x 2 2
d
二级明条纹 PPT课件
明条纹之间间距
x D
d
6
（2）暗纹条件
当
xdຫໍສະໝຸດ (2k 1)
D
2
D
x (2k 1)
暗
2d
k=0,1,2,3...
P点为暗条纹
PPT课件
7
S1 So
S2
x
P2 P1 O
H
k=1 x
k=0
k=0
k=-1
k= 0,
3、用微测目镜测出干涉条纹的间距 x ，双缝到测微目镜焦平面上叉丝分化板的距离D。

杨氏双缝干涉实验讲义

杨⽒双缝⼲涉实验讲义杨⽒双缝⼲涉⼀、实验⽬的1、理解⼲涉的原理；2、掌握分波阵⾯法⼲涉的⽅法；3、掌握⼲涉的测量，并且利⽤⼲涉法测光的波长。

⼆、实验原理图1 杨⽒双缝⼲涉原理图杨⽒双缝⼲涉原理如图1所⽰，其中S为单缝，S1和S2为双缝，P为观察屏。

如果S 在S1和S2的中线上，则可以证明双缝⼲涉的光程差为式中，d为双缝间距，θ是衍射⾓，l是双缝⾄观察屏的间距。

当由⼲涉原理可得，相邻明纹或相邻暗纹的间距可以证明是相等的，为，因此，⽤厘⽶尺测出l，⽤测微⽬镜测双缝间距d和相邻条纹的间距Δx，计算可得光波的波长。

三、实验仪器1:钠灯（加圆孔光阑）；2:透镜L1(f’=50mm)；3:⼆维架（SZ-07）；4:可调狭缝（SZ-27）；5：透镜架（SZ-08）；6：透镜L2(f’=150mm)；7：双棱镜调节架（SZ-41）；8：双缝；9：延伸架（SZ-09）；10：测微⽬镜架（SZ-36）；11：测微⽬镜（SZ-03）12、13、15：⼆维平移底座（SZ-02）；14、16：升降调节座（SZ-03）图2 实验装置图四、实验内容及步骤1、参考图2安排实验光路，狭缝要铅直，并与双缝和测微⽬镜分划版的毫尺刻线平⾏。

双缝与⽬镜距离适当，以获得适于观测的⼲涉条纹。

2、调单缝、双缝，测微⽬镜平⾏且共轴，调节单缝的宽度，三者之间的间距，以便在⽬镜中能看到⼲涉条纹。

3、⽤测微⽬镜测量⼲涉条纹的间距△x以及双缝的间距d，⽤⽶尺测量双缝⾄⽬镜焦⾯的距离l，计算钠黄光的波长λ，并记录结果。

4、观察单缝宽度改变，三者间距改变时⼲涉条纹的变化，分析变化的原因。

五、实验数据及结果1、测钠光波长数据表次数△x(mm)d(mm)l(mm)(nm) 123注意：为减⼩测量误差，不直接测相邻条纹的间距△x，⽽要测n个条纹的间距再取平均值；另外由于测微⽬镜放⼤倍率为15倍，所以相邻条纹间距以及双缝间距的实际值应该为读数除以15。

2、测得钠光波长平均值：λ¯=钠黄光波长公认值（或称标准值）：3、绝对误差△λ=｜λ¯｜=4、相对误差=(△λ/×100%=六、注意事项1、单缝、双缝、必须平⾏，且单缝在双缝的中线上。

杨氏双缝干涉实验全版.ppt

解白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光。
波长范围21 100 nm
平均波长 1 2 490nm
2
1 440 nm 2 540 nm
2 1 100 2 1 980
条纹开始重叠时有 k2 ( k 1)1
k 1 1
0
2 1
k=4,从第五级开始无法分.辨.。...
例7 单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。求（1）从第一条明纹到同侧旁第四明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；
（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹的距离。
解（1）根据双缝干涉明纹分布条件： x k D
d
明纹间距：
x1、4
x4
x1
D
d
(k4
k1)
k 0，1，2，
得： dx1、4
D(k4 k1)
将 d=0.2mm，x1，4 =7.5mm，D =1000mm 代入
上式
0.2 7.5
5104 mm 500nm
1、杨氏双缝干涉实验装置
光程差
2a
x D
k
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x k D
2a
暗纹公式 x (2k 1) D
..。..
4a
k 0,1,2,
3 干涉条纹形状及间距
明纹条件暗纹条件
x k D
x
2a (2k 1)
D
4a
k 0,1,2,
相邻两条明纹或暗纹的距离：
x
观察屏暗纹 +2级 +1级 0级亮纹
1000 (4 1)
（2）由
x D
d
x D 1000 6104 3.0mm

《大学物理实验课件：双缝干涉与杨氏实验》

Use a ruler or caliper to measure the distances involved in the experiment.
Take photos of the interference pattern to aid in data analysis and presentation.
Understand the concept of path difference and its effect on interference fringes.Leabharlann 3 Interference
Equation
Derive the equation for calculating the position of interference fringes.
Wavefront Engineering
Learn how double slit interference is used in various applications, such as wavefront engineering for optics.
Optical Interferometry
Experimental Setup
Understand the components and arrangement required to observe double slit interference.
Observing Interference
Discover how the pattern of bright and dark fringes is formed on a screen.
distance to optimize the
interference pattern.

波动光学第1讲——光的干涉杨氏双缝干涉.ppt

三棱镜滤光片激光器件
三. 光的相干性
光的干涉现象：
当两列相干光相遇时,在相遇空间出现明暗稳定分布的现象
1、原子的发光机理
E
0
E 3
1.5eV
E 2
3.4eV
E 1
13.6eV
波列
E
E 3
波列长L =
E
c (E E )/h
2
2
1
E
1
● ●
●
●
0 1.5eV 3.4eV
d
(n 1)d 3.5
S1
r1
d 3.5
n 1
a
S2
r2 D
o
3.5 632 .8 10 9 1.4 1
5.5 10 -6 m
作业题：习题16.12、16.14、16.15；预习内容：§16.4-16.5 复习内容：本讲
2、相干光的获得
利用普通光源获得相干光的方法的基本原理是把由光源同一点发出的光设法分成两部分，然后再使这两部分
叠加起来。
分波阵面法
在同一波面上两固定点光源，发出的光产生干涉的方法为分波面法。如杨氏双缝干涉实验（图1）
分振幅法
一束光线经过介质薄膜的反射与折射，形成的两束光线产生干涉的方法为分振幅法。如薄膜干涉（图2）。
讨论
以中央明条纹为中心、两侧对称分布的、平行等距的明暗相间的直条纹
三．菲涅耳双棱镜干涉
P
S：线光源 B：障碍物
B
P：屏
S
:M1、M2：平面镜
A：镜交线镜面夹角
S1M21
S2
A M2
O
r : S与A距离

杨氏双缝干涉实验PPT课件

解:用白光照射时，除中央明纹为白光外，两侧形成内紫外红的对称彩色光谱。
当k级红色明纹位置xk红大于k+1级紫色明纹位置x(k+1)紫时，光谱就发生重叠。据前述内容有
xk红
k
D d
红
x(k 1)紫
(k
1)
D d
紫
35
例10 双缝间的距离d=0.25mm,双缝到屏幕的距离Ｄ
=50cm,用波长4000Å～7000Å的白光照射双缝，求第2级明
第 k 级明条纹处，其厚度 h 为
h
多少？
r1
r2
解：从S1和S2发出的相干光所对应的光程差
(r2 h nh) r1
当光程差为零时，对应零条纹的位置应满足：
r2 r1 ( n 1 )h 0
所以零级明条纹下移
31
原来k级明条纹位置满足：
S1
r2 r1 k
S2
设有介质时零级明条纹移到原来
解｛1｝d= 1.2 mm
e D 500 5.893 104 0.25 mm
d
1.2
d=10 mm
e D 500 5.893 104 0.030 mm
d
10
｛2｝ e 0.065mm
双缝间距d为
d D 500 5.893 10 4 4.5 mm
e
0.065
34
例9 用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的彩色光谱？
不加透明薄片时，出现第3 级明纹的条件是： r2 r1 3
由以上两式可得： ( n 1)e 3
n
3 e
1
3 550109 2.58 106
1 1.58
是云母片。
30

杨氏双缝干涉实验(课堂PPT)

分波面与分振幅
1
2
一、杨氏双缝干涉
1、杨氏双缝干涉实验装置
双缝
s
s1
2ao
s2
2a
r1 r2
D
D 2a
D
红光入射
观察屏
Bp
x
o
白光入射
x
3
2、干涉条纹
r2 r1 r
s 2asin
D 2a
s1
2a
o
r1
r2
p
x
o
sin tan x / D
2a tan 2a x
s 2 r
D
D
2a x k
D
干涉加强
x k D
2a
明纹中心
k 0,1,2,
x0 0 中央明纹
x1
D
2a
一级明纹
D
x2 a
二级明纹┄┄
2a
x D
(2k
1)
2Leabharlann 干涉减弱 x (2k 1) D
4a
暗纹中心 k 0,1,2,
x1
D
4a
一级暗纹
x2
3D
4a
二级暗纹 ┄┄
4
一、杨氏双缝干涉
1、杨氏双缝干涉实验装置
光程差
2a
x D
k
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x k D
2a
暗纹公式 x (2k 1) D
4a
k 0,1,2,
5
3 干涉条纹形状及间距
明纹条件暗纹条件
x k D
x
2a (2k 1)
D
4a
k 0,1,2,
相邻两条明纹或暗纹的距离：

《双缝干涉实验》课件

04
双缝干涉实验的争议与未来发展
实验的争议点
01
实验结果解读
双缝干涉实验的结果引发了关于现实本质的深入探讨，一些人认为实验
结果证明了量子力学的非经典性质，而另一些人则持相反观点，认为实
验结果可以用经典物理学解释。
02
实验的可重复性
双缝干涉实验在理论上很简单，但在实际操作中却很难重复。一些人质
疑实验结果的可靠性和可重复性，认为实验中存在操作误差或系统误差
实验结果的深入分析
双缝干涉实验的结果非常丰富和复杂，未来可以对实验结果进行更深入的分析和研究，以揭示量子世界的更多神秘性质。
实验在其他领域的应用
双缝干涉实验不仅在物理学领域有应用价值，还可以拓展到其他领域，如生物学、化学和信息科学等。未来可以通过跨学科的研究和应用来发掘双缝干涉实验的更多价值。
实验在现实生活中的应用
记录干涉条纹的位置和间距，分析实验结果并与理论值进行
比较。
02
双缝干涉实验结果分析
干涉图样形成原理
光的波动性
干涉是光波动性的表现之一，当两束或多束相干光波相遇时，它们会相互叠加产生加强或减弱的
现象。
波前的叠加
通过双缝干涉实验，光波被衍射形成一系列的波前，当这些波前相遇时，它们会相互叠加形成明暗交替的干涉图样。
双缝干涉பைடு நூலகம்
当单色光通过两个相距较近的小缝隙时，会形成两列相干波。这两列波在空间中相遇并发生干涉，形成明暗交替的干涉条纹。
实验步骤
准备实验器材
双缝干涉装置、光源、测量尺等。
调整光源和双缝位置
确保光源和双缝平行且等距。
观察干涉条纹
通过测量尺测量并观察屏幕上出现的明暗交替的干涉条纹。

光的干涉课件ppt(共29张PPT)

1、什么是干涉条纹的间距?
(k=1,2,3,等）
亮纹
暗纹
结论：
表达式：亮纹：光程差 δ =kλ（ k=0，1，2，等）暗纹：光程差 δ =（2k-1)λ/2 (k=1,2,3,等）
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
1、什么是干涉条纹的间距?
双缝 S1
屏幕
△x
S2
△x
★条纹间距的含义：亮纹或暗纹之间的距离总是相等的，亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距。
★我们所说的亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗的地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离。
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
双缝
屏幕
S1
d
L
S2
重做干涉实验，并定性寻找规律．
①d、λ不变，只改变屏与缝之间的距离L——L越大，条纹间距越
白光的干涉图样是什么样？【学生实验】观察白炽灯光的干涉。
①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
二、运用光的波动理论进行分析三、干涉条纹的间距与哪些因素有关
四、波长和频率
由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另
（1）形成明暗相间的条纹
一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波
谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的
振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝
A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。

杨氏双缝干涉实验.ppt

（2）由
? x ? D?
d
? x ? D? ? 1000 ? 6? 10? 4 ? 3.0mm
d 0.2
d
明纹间距：
? x1、4
?
x4 ?
x1
?
D?
d
(k4
?
k1 )
k ? 0，1，2，???
得： ? ? d? x1、4
D ( k4 ? k1 )
将 d=0.2m，m? x1，4 =7.5m，mD =1000m代m入上式
? ? 0.2 ? 7.5 ? 5 ? 10?4 mm ? 500nm
1000? (4 ? 1)
暗纹中心 k ? 0 ,1,2 ,?
D?
x1 ? ? 4a 一级暗纹
x2
?
?
3D?
4a
二级暗纹 ┄┄
一、杨氏双缝干涉
1、杨氏双缝干涉实验装置
?
光程差
?
?
2a
x D
?
?
k?
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x ? ? k D?
2a 暗纹公式 x ? ? (2k ? 1) D?
4a
k ? 0 ,1, 2 ,?
解白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光。
波长范围? 2 ? ?1 ? ? ? ? 100 nm
平均波长 ?1 ? ? 2 ? ? ? 490 nm
2
?1 ? 440 nm ?2 ? 540 nm
条纹开始重叠时有 k?2 ? ( k ? 1)?1
k ? ? ?1 ? ?1 ?2 ? ?1 ? ?
k=4,从第五级开始无法分辨 .
L
s1 ?
d
s2
o
M2

2020高中物理竞赛(科普版)物理学史03光学：杨氏双缝实验 (共14张PPT)

德布罗意的工作
❖ 德布罗意的工作，使光的波粒二象性得到了进一步阐述，并推广到了一切实物粒子都具有波粒二象性的结论。1924年11月，德布罗意在法国索邦提交了一篇论文，该文中把一种称之为物质的波与每一个粒子的运动联系起来，并得出两个关系
E＝hν，P＝h/λ 其中 E是粒子的能量；ν是物质波的频率； λ 是波长； P是动量的大小。
菲涅耳的功绩
❖ 托马斯·杨和菲温耳的发现，标志着光学进入了新的时期——弹性以太光学的时期。牛顿的观念受到了强有力的冲击。尤其在 1849年菲索（法国人，1819一1896）利用转动齿轮法和 1862年佛科（法国人， 1819—1868）利用旋转镜法，使得光速的测定第一次能在实验室进行，由此证明了波动说在解释折射时的正确性。这样波动光学在关于光的本性的争论中，上升为统治地位。
2020高中物理竞赛（科普版）
有趣的物理学史
2．杨氏双缝实验
❖ 1800年，杨在论文《在声和光方面的实验和问题》中，提出了反对微粒理论的新论据：①在解释由强光和弱光源所发出的光粒子有同样的速度方面碰到的困难，②在解释射线从一种介质进入另一种介质时，一部分不断地被反射，而另一部分不断地发生折射的困难。
3．爱因斯坦对光的本性的研究
❖ 爱因斯坦关于光量子的假说是清楚的。但当时曾遭到包括普朗克在内的一些物理学家的反对。为此爱因斯坦继续研究他的微粒说，并且更深入地探索辐射的本性。
3．爱因斯坦对光的本性的研究
❖ 1909年，爱国斯坦在萨尔茨堡的一次科学会议上所做的学术报告里，讲了这样一段话： “不可否认的是，有关黑体辐射的很大一类实验说明，光所具有的一些基本性质，从牛顿的微粒论去理解要比从波动说去理解容易得多。因此我认为，在理论物理发展的下一阶段，将会出现关于光的理论，根据这种理论可能被看作是波动和微粒论的一种融合体…我们关于光的本性和光的结构的看法的深刻改变是不可避免的”。