单缝衍射与双缝干涉条纹比较共92页文档
单缝衍射
5 、关于衍射下列说法正确的是 ABD
A．衍射现象中衍射花样有亮暗条纹的出现是光的 叠加的结果 B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象 C．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 D．一切波都可以产生衍射
6 、用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当 圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
光的衍射
一、单缝衍射
二、圆孔衍射 三、圆屏衍射
1 衍射图样：明暗相间的不等距的同
心圆环，中心有一个亮斑 （泊松亮斑）
2 衍射条件：屏的尺寸接近波长或
比波长还要小
五 小结
1 、光在没有障碍物的均匀介质中，直线传播。 2 、在孔或障碍物的尺寸比波长差不多或还 小，光就发生衍射。 3 、 光的衍射并没有否定光的直线传播，而是 指出了它的适用范围和它的局限性。 4、缝、孔或障碍物的尺寸可以跟光的波长相
10：观察实验回答下列问题
1.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧 靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处 的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝 都要平行于狭缝),可以看到 【C】 A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹.
薄膜干涉 折射色散
C太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围 有彩色花纹
2、下列关于单缝衍射的说法中，正确的是 D A与光的双缝干涉图样相同 B各亮条纹的宽度不同而亮度相同 C各亮条纹的宽度相同而亮度不同 D中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮
3 、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实 验时，在光屏上得到衍射图形，它们的 特征是 B A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔 时中央是亮的 B．中央均为亮点的同心圆形条纹 C．中央均为暗点的同心圆形条纹 D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔 时中央是暗的
电磁波的单缝衍射实验、双缝干涉实验
课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射实验、双缝干涉实验一、实验目的和任务1.研究当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强；2.研究当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上，则每一条狭缝就是次级波波源。
由两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的背后面空间中，将产生干涉现象。
二、实验仪器及器件表2.1 实验仪器列表三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为φ=sin−1(λ/a)，其中λ是波长，a是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为φ=sin−1[(3⁄2)(λ/a)]。
2）双缝干涉实验的原理见图2：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽a 接近λ，例如：λ=32 mm，a=40 mm，这时单缝的一级极小接近53∘。
因此，取较大的b则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为φ=sin−1(k⋅λa+b), k=1,2,…干涉减弱的角度为φ=sin−1(2k+12⋅λa+b), k=1,2,…图1 单缝衍射实验图2 双缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1：根据图3，连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2：把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一致，此刻线应与工作平台上的90∘刻度的一对刻线对齐。
单缝衍射与双缝干涉
实验Experiment P58:Light Intensity inDouble-Slit and Single-Slit DiffractionPatterns双缝和单缝衍射斑的光强Concept: interference 概念：干涉，衍射Time: 45 m 时间：45分钟SW Interface: 500,700 or 750科学工作室接口：500,700或750 Macintosh file: P58 Diffraction Patterns Windows file:EQUIPMENT NEEDED 所需仪器1. Science Workshop Interface科学工作室接口2. Light Sensor CI－6504A 光传感器 CI－6504A3. Rotary Motion Sensor (RMS) CI－6538 旋转运动传感器 CI－6538(RMS)4. Slit Accessories OS－8523 单缝，双缝和多缝5. Laser OS－8525 激光器6. Aperture Bracket OS－8534 光传感器支架7. Linear Translator OS－8535 线性运动附件（用于RMS）8. 1.22 m Optics Track 1.22米光轨PURPOSE 目的The purpose of this laboratory activity is to investigate the wave nature of light by studying diffraction patterns. 本实验的目的是通过衍射斑研究光的波动性。
Theory: Part One 理论：第一部分In 1801, Thomas Young obtained convincing evidence of the wave nature of light. Light from a single source falls on a slide containing two closely spaced slits. If light consists of tiny particles (or “corpuscles” as described by Isaac Newton), we might expect to see two bright lines on a screen placed behind the slits. Young observed a series of bright lines. Young was able to explain this result as a wave interference phenomenon. Because of diffraction, the waves leaving the two small slits spread out from the edges of the slits. This is equivalent to the interference pattern of ripples produced when two rocks are thrown into a pond. 1801年，Thomas Young获得了光具有波动性的有力证据。
单缝衍射、双缝干涉实验
成绩国际教育学院实验报告（操作性实验）课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射、双缝干涉实验指导教师：-班级：- 学号：- 学生姓名：-一、实验目的和任务观察单缝衍射的现象。
观察双缝干涉的现象。
二、实验仪器及器件分度转台1台，喇叭天线1对，三厘米固态信号发生器1台，晶体检波器1个，可变衰减器1个，读数机构1个，微安表1个，单缝板和双缝板各一块。
三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为，其中λ是波长，a是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为。
2）双缝干涉实验的原理见图2：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽a 接近λ，例如：λ=32 mm，a=40 mm，这时单缝的一级极小接近53∘。
因此，取较大的b则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为, k=1,2,…干涉减弱的角度为, k=1,2,…图1 单缝衍射实验图2 双缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1：根据图3，连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2：把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一致，此刻线应与工作平台上的90∘刻度的一对刻线对齐。
步骤3：转动小平台，使固定臂的指针指在小平台的180∘线处，此时小平台的0∘线就是狭缝平面的法线方向。
步骤4：调整信号电平，使活动臂上的微安表示数接近满度。
区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法
区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法1．根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的条纹中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄．2．根据条纹的间距区分：双缝干涉条纹的间距是相等的，而单缝衍射的条纹越向两侧条纹间距越窄．3．根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗．例题1．奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图7所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．图7(1)偏振片A的作用是___________________________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD2．让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现()A．由大变小的三角形光斑，直至光斑消失B．由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失C．由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失D．由大变小的三角形光斑、圆形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失答案D解析当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上首先出现的是三角形光斑，之后随着孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现明暗相间的彩色条纹，最后随孔的闭合而全部消失，所以只有D正确．。
单缝衍射、双缝干涉实验
成绩国际教育学院实验报告（操作性实验）课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射、双缝干涉实验指导教师：-班级：- 学号：- 学生姓名：-一、实验目的和任务观察单缝衍射的现象。
观察双缝干涉的现象。
二、实验仪器及器件分度转台1台，喇叭天线1对，三厘米固态信号发生器1台，晶体检波器1个，可变衰减器1个，读数机构1个，微安表1个，单缝板和双缝板各一块。
三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为，其中λ是波长，a是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为。
2）双缝干涉实验的原理见图2：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽a 接近λ，例如：λ=32 mm，a=40 mm，这时单缝的一级极小接近53∘。
因此，取较大的b则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为, k=1,2,…干涉减弱的角度为, k=1,2,…图1 单缝衍射实验图2 双缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1：根据图3，连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2：把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一致，此刻线应与工作平台上的90∘刻度的一对刻线对齐。
步骤3：转动小平台，使固定臂的指针指在小平台的180∘线处，此时小平台的0∘线就是狭缝平面的法线方向。
步骤4：调整信号电平，使活动臂上的微安表示数接近满度。
单缝衍射与双缝干涉
实验Experiment P58:Light Intensity inDouble-Slit and Single-Slit DiffractionPatterns双缝和单缝衍射斑的光强Concept: interference 概念：干涉，衍射Time: 45 m 时间：45分钟SW Interface: 500,700 or 750科学工作室接口：500,700或750 Macintosh file: P58 Diffraction Patterns Windows file:EQUIPMENT NEEDED 所需仪器1. Science Workshop Interface科学工作室接口2. Light Sensor CI－6504A 光传感器 CI－6504A3. Rotary Motion Sensor (RMS) CI－6538 旋转运动传感器 CI－6538(RMS)4. Slit Accessories OS－8523 单缝，双缝和多缝5. Laser OS－8525 激光器6. Aperture Bracket OS－8534 光传感器支架7. Linear Translator OS－8535 线性运动附件（用于RMS）8. 1.22 m Optics Track 1.22米光轨PURPOSE 目的The purpose of this laboratory activity is to investigate the wave nature of light by studying diffraction patterns. 本实验的目的是通过衍射斑研究光的波动性。
Theory: Part One 理论：第一部分In 1801, Thomas Young obtained convincing evidence of the wave nature of light. Light from a single source falls on a slide containing two closely spaced slits. If light consists of tiny particles (or “corpuscles” as described by Isaac Newton), we might expect to see two bright lines on a screen placed behind the slits. Young observed a series of bright lines. Young was able to explain this result as a wave interference phenomenon. Because of diffraction, the waves leaving the two small slits spread out from the edges of the slits. This is equivalent to the interference pattern of ripples produced when two rocks are thrown into a pond. 1801年，Thomas Young获得了光具有波动性的有力证据。
光的干涉与衍射现象比较
光的干涉与衍射现象比较光的干涉和衍射是光学领域中两个基本的波动现象。
它们都是由光波的传播性质引起的，但在具体的表现形式上有所不同。
本文将对光的干涉和衍射现象进行比较，以便更好地理解它们之间的区别和联系。
一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加而形成明暗条纹的现象。
两束或多束光波在空间中相遇时，会相互干涉，产生干涉条纹。
干涉的条件包括光源的相干性、干涉物（如刀口、薄膜等）的形状和间距。
典型的干涉现象有杨氏双缝干涉和牛顿环干涉。
1. 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是将一束单色光通过两个非常接近的狭缝所形成的干涉现象。
在干涉屏幕上可以观察到一系列明暗相间的条纹，这些条纹可以用来测量光波的波长。
杨氏双缝干涉说明了干涉现象是由光波的波动性质引起的。
2. 牛顿环干涉牛顿环干涉是利用光在凸透镜和平板玻璃之间的干涉现象。
当光波在平板玻璃上反射和折射后再与原来的光波相遇时，会产生明暗相间的环形条纹。
利用牛顿环干涉可以测量透镜的曲率半径和介质的折射率。
二、光的衍射光的衍射是光波传播时遇到物体缝隙、边缘等障碍物时发生的波动现象。
衍射的结果是光波传播到屏幕上时形成弧形或直线条纹的图案。
典型的衍射现象有单缝衍射和夫琅禾费衍射。
1. 单缝衍射单缝衍射是将单色光波通过一个细缝后形成的衍射现象。
在屏幕上可以观察到中央明亮、两侧暗化的衍射条纹。
根据衍射条纹的形状和间距，可以推断出光波的波长和衍射角。
单缝衍射是衍射现象的一种基本表现形式。
2. 夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射是指光通过一个具有圆形或方形孔径的屏幕后产生的衍射现象。
夫琅禾费衍射的特点是在中央有明亮的中心区域，并伴随着一系列的环形和直线衍射条纹。
夫琅禾费衍射是衍射现象中的典型例子，也被广泛应用于光学实验和光学仪器中。
三、干涉与衍射的比较尽管干涉和衍射两者都是光的波动现象，但在具体表现形式上有所区别。
1. 形成条件：干涉需要两束或多束光波的相互叠加，而衍射则是光波传播时通过物体缝隙或边缘发生的波动现象。
衍射、干涉及光栅
区分单缝衍射、双缝干涉及光栅衍射公式
(1) 单缝衍射的明暗纹条件
(2) 双缝干涉明暗纹
比较(1)、(2)可见，明暗纹条件看起来发生了“颠倒”，这是因为单缝衍射中的光程差不是两束光的光程差，而是衍射角为的无数多列衍射
光波的最大光程差，即通过缝的两条边缘光线的光程差。
此时，单缝被认为是有宽度的，而通过单缝的每两条光线都存在光程差，此光程差不是，而且
相邻的两条光线的光程差为无穷小量，单缝衍射讨论的正是这样无穷多条光的干涉问题。
采用半波带法，很易获得明暗纹的条件(1)。
而双缝干涉中，我们未考虑每条的宽度，仅考虑了两条线光束的干涉。
干涉条纹是明暗间隔开的，且是等间距的。
衍射条纹也是明暗相间但是不等间距，是中间亮然后周围越来越暗。
双缝实验中,没有考虑缝宽是因为只有两条缝,离光源到屏的连线的距离很近,是近轴干涉,单光栅纵向距离很大,不能做这样的近似
单缝的衍射图样：透镜聚光
(3)光栅衍射公式
明纹
光栅衍射是多缝干涉与单缝衍射的合成结果，其特点是明纹亮而细，暗区宽
广，是两相邻的透光缝发出的光线的光程差。
正是由于多缝的干涉才会出现宽广的暗区。
光栅衍射的明纹的分布规律类似于双缝干涉下的情况。
缺级是光栅衍射的主极大明纹遇上单缝衍射的暗纹出现的。
大学物理23.2单缝夫琅禾费衍射和光栅衍射.
表示:
3.部分偏振光
⊙
部分偏振光可用两个相互独立、没 有固定相位关系、不等振幅且振动 方向相互垂直的线偏振光表示。
⊙
部分偏振光
部分偏振光的分解
部分偏振光的表示法
24.2 线偏振光的获得与检验
T R
E
发射器
“线栅”
接收器
1. 偏振片：通光方向（偏振化方向）
例1: 光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3后光强为I3 ，
已知P1 P3，问：P1、P2间夹角多大时I3最大 ？ 解: 分析 P1 P2 P3
I0
P1
I1
I2
I3
P2
2
P3
I3 I 2cos 2 I 2 2 2 0 cos sin I 2 sin
1
n1 n2
i0 i0
2
线偏振光
1.50 i0 tg 5618 1.00 1 1.00 i0 tg 3342 1.50
i0互余!
3、应用—— 玻璃片堆 玻璃片堆：许多玻璃片叠起来，用以增大反射光的强 度和折射光的偏振化程度。
· · · i0 · · ·
1 、 X射线的产生
X射线管
G K
-
A
伦琴
+
X射线
K：阴极，A： 阳极(钼、钨、铜等金属)， A和K间加几万伏高压，以加速阴极发射的热电子。
2 、劳厄（Laue）实验
照相底片
P
X 射线
晶体
单缝衍射双缝干涉实验
成绩国际教育学院实验报告（操作性实验）课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射、双缝干涉实验指导教师：-班级：- 学号：- 学生姓名：-、实验目的和任务观察单缝衍射的现象。
观察双缝干涉的现象。
、实验仪器及器件分度转台1台，喇叭天线1对，三厘米固态信号发生器1台，晶体检波器1个，可变衰减器1个，读数机构1个，微安表1个，单缝板和双缝板各一块。
三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1:当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为= “入/时，其中？是波长，？是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为W = sin 1［〔3/2）（"酊］。
2）双缝干涉实验的原理见图2:当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽？?接近？？例如：？?32 mm，?=40 mm，这时单缝的一级极小接近53°因此，取较大的？则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为= sin-- , ??1,2,…!2* + ]丿 C- ： ，？=1,2,…图1单缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1:根据图3,连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2:把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一 致，此刻线应与工作平台上的 90°刻度的一对刻线对齐。
步骤3:转动小平台，使固定臂的指针指在小平台的 180°线处，此时小平台的0°线就是狭缝平面的法线方向。
杨氏实验中的单缝与多缝衍射
杨氏实验中的单缝与多缝衍射杨氏实验是光学领域中的经典实验之一。
它揭示了光的波动性质，并为衍射现象的研究打下了基础。
在杨氏实验中，研究了单缝和多缝衍射现象，通过实验可以观察到光在通过狭缝过程中的衍射效应。
首先，让我们来看看单缝衍射现象。
当光通过一个狭缝时，会发生衍射现象。
衍射现象是由于光的波动性质所导致的，光波在通过狭缝后会发生弯曲，进而在屏幕上形成一系列明暗交替的条纹。
这些条纹被称为衍射条纹，其形状和分布规律与光的波长和狭缝的宽度有关。
具体来说，当光的波长越小或者狭缝的宽度越大时，衍射条纹越窄越密集。
接下来我们来谈谈多缝衍射现象。
与单缝不同，多缝衍射现象中光通过的是多个平行排列的狭缝。
在多缝衍射实验中，除了出现单缝衍射的条纹外，还会观察到一些特殊的分布规律。
当狭缝的间距足够小时，出现的衍射条纹就会显示出明显的干涉现象。
干涉条纹是由于光的不同路径差引起的，光波在通过不同的狭缝后会以不同的相位到达屏幕上的相同点，进而发生干涉。
这样就形成了一系列明暗相间的环形条纹，称为干涉条纹。
除了单缝和多缝衍射现象，杨氏实验还可以扩展到其他形式。
例如，在杨氏实验中可以使用不同形状的狭缝来观察光的衍射效应。
当光通过狭缝时，狭缝的形状会影响到衍射条纹的形态。
例如，矩形狭缝会产生与其长宽比相关的特殊分布规律，椭圆形狭缝会产生椭圆形的衍射条纹。
另外，多缝衍射现象还可以通过改变光源的性质来观察。
例如，可以使用具有不同波长的光源来研究不同波长下的多缝衍射。
当光源波长不同时，干涉条纹的间距也会发生变化，这为我们研究光的波长提供了一种有效的方法。
总结起来，杨氏实验中的单缝与多缝衍射是研究光波动性质的重要手段之一。
通过观察衍射和干涉现象，可以深入了解光的波动性质，并且应用于其他领域，如图像处理、物体测量等。
同时，随着技术的不断进步，人们对杨氏实验的研究也在不断深入，从而推动了光学领域的发展。
论文—试用杨氏双缝实验说明干涉与衍射区别与联系
论文—试用杨氏双缝实验说明干涉与衍射区别与联系1、试用杨氏双缝实验说明干涉与衍射区别与联系(答干涉和衍射都是波的叠加，都有空间明暗不均匀现象，都不符合几何光学的规律。
前者是有限光束的叠加，后者是无数小元振幅的叠加;前者的叠加用求和计算，后者的叠加用积分计算。
前者不讨论单个不完整波面的问题，后者专门讨论单个不完整波面的传播问题。
杨氏双缝中只讨论任一个缝的光传播是衍射，将每一个缝看作为一个整体讨论两缝之间的叠加则是干涉。
2、夫琅和费单缝衍射装置(如图)做如下单项变动，衍射图样将怎样变化? (1) 将点光源S沿X方向移动一小位移;(2) 将单缝沿Z方向平移一小位移;(3) 将单缝以Z轴为转轴转过一小角度;(4) 增大缝宽;(5) 增大透镜,的的口径或焦距; 2(6) 将透镜L沿X方向平移一小距离; 2(7) 将单缝屏沿X方向平移一小位移;(8) 将点光源换为平行于狭缝的理想线光源;(9) 在(,)的情况下将单缝旋转90度(答:(,)屏幕上衍射图样沿与,移动的反方向移动((,)衍射图样无变化((,)衍射图样同样以,轴为转轴向同一方向转过同样的角度((,)各衍射极小向中央靠拢，衍射图样变窄((,)增大,2的口径，衍射图样的极小和极大位置不变，但屏幕上的总光能量变大，明纹更加亮，若透镜口径小时有接收不到的靠边缘的衍射极大，增大透镜口径可以接收到;增大,2的焦距，各衍射极大向屏幕中心靠近，衍射图样变窄( (,)衍射图样不变((,)衍射图样不变((,)屏幕上，线光源上不同光源点形成的衍射图样的极大极小位置完全相同，它们彼此虽不相干，但叠加后会使明条纹更加明亮，条纹更加清晰( (,)由于线光源上不同的光源点的衍射图样彼此有位移，且它们不相干，叠加后会使衍射条纹可见度下降，甚至消失(3、为何实际上不可能获得理想平行光束,要使光束发散得少些，应采取什么办法, 答衍射是光的波动性质所决定的，光在传播时一定会发生衍射，所以严格的平行光是不存在的(要使光束发散的小一些，应加大光束的孔径(4、什么是光学仪器的像分辨本领,对理想光学系统成像来说，还存在分辨本领这个问题吗,人眼、望远镜、显微镜的分辨本领各用什么量表示,决定于什么, 答光学仪器的分辨本领，就是对所形成的不同物点的衍射斑的分辨能力(对于理想光学系统，分辨本领的问题仍然存在(人眼、望远镜的分辨本领用恰可分辨的两物点相对系统张夹角来量度，夹角越小，分辨本领越大(人眼分辨本领由人眼的瞳孔直径决定(望远镜的分辨本领由物镜的孔径决定(显微镜的分辨本领用恰可分辨的两物点的距离来量度，距离越小，分辨本领越大(此分辨本领与所用光波的波长、物空间的折射率和成象光束的孔径角有关( 5、使用望远镜观察远处的物体时，看到的像比物体小，为什么却可以提高人眼的分辨能力呢,答视网膜上像的大小和像的细节是否可分是两个完全不同的概念，它们由不同的参量来决定(例如用望远镜恰可分辨的两个星体，人眼通过望远镜观看时，这两个星体在视网膜上的衍射光斑符合瑞利判据，但其间距比实际星体的间距要小得多(6、从光栅分辨本领R=kN这个关系式来看，似乎只要任意提高衍射级次k，则分辨本领可任意提高，试加讨论(答对于一块平面透射光栅而言，若,大，有可能所用的,级落在单缝衍射次极大内，致使该级次能量很小而不能使用(或发生重级不能使用(若不同的两块光栅，,同，要提高,，则需要增大d，但d大了角色散变小，有可能使得分得开的两谱线因为角色散小而离得很近，不能使用(P7、如图，相应点，狭缝面恰好可分成四个半波带光线1和光线3的光程差为，光线2,P和光线4的光程差也是，为什么点的光强是极小，而不是极大, ,P1234Q5a2,答:按照半波带的分割法，每一条半波带上任意一点与相邻半波带上同样位置的点到达点P,的光程差为，因此，这两列波干涉相消，所以相邻两半波带对点的作用完全抵消了，P2如果缝面对应某衍射角正好可分偶数个半波带，则由于两两抵消，点为暗点，即: P,asin,2k (k,,1,,2,,3,？？？)asin,,k,(k,,1,,2,,3)得 ,2衍射暗条纹公式正是这样推出的。
单缝衍射和双缝干涉条纹比较
0
1
arcsin .
a
a
单缝衍射明纹角宽度和线宽度
角宽度 相邻两暗纹中心对应的衍射角之差
线宽度 观察屏上相邻两暗纹中心的间距
观测屏
透镜
x2
1
x1
x1
1 o
x0
0
x1
衍射屏
f
中央明纹 角宽度 0 21 2λ a 线宽度 x0 2 f tan1 2 f1 2 f λ a
.
t+t 时刻波阵面 ut
t 时刻波阵面
t+t 时刻波阵面
ut t 时刻波阵面
.
菲涅耳原理：从同一波阵
面上各点所发出的子波，经传 播而在空间某点相遇时，也可 相互迭加而产生干涉现象。
.
dE F (Q)k() dS cos(t 2r )
r
F (Q) 取决于波面上ds处的波强度,
ds
n k ( ) 为倾斜因子.
A B**
d
.
爱里斑
S1 S2
能分辨
E
A2 A1
.
E
S1
A2
S2
A1
不能分辨
最小分辨角 E
S1
R
A2
S2
A1
恰能分辨
.
爱里斑
瑞利判据：当一个像点的爱里 斑的中心刚好与另一个像点衍射 图样的第一级暗环位置重合时， 两个物点恰好能为这一光学仪器 所分辨。
.
瑞利判据：如果一个点光源的衍射图象的中 央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图象第 一个最暗处相重合，认为这两个点光源恰好 能为这一光学仪器所分辨。
相邻窄带的相位差为 N .
令P 处的合振幅为 Ep
大学物理下第四章单缝衍射和双缝干涉条纹比较
289
4. 单色平行光斜入射光栅
入射角与衍射角在不同侧
DA BC
DA
C
P
C
d sin d sin B
P
d(sin sin ) k
入射角与衍射角在同一侧
DA AC d(sin sin )
d(sin sin )
问：可产生几级完整的光谱？
解：400线/mm
d 1 2.5 103 m m 400
设第 k 级光谱与 k+1 级光谱重叠
d sin k k红 d sin k1 (k 1)紫
当 k 1
k 发生重叠
(k 1)紫 k红
k 紫 1.1 红 紫
（最大）
第一级主极大：
k 1 d sin
即任意两个相邻的光线的位相差为0
2
A合
（最大）
即任意两个相邻的光线的位相差为2729
光栅的最大光程差（即最上面的缝和最下面的缝之间的最大光程差）为 Nd sin
设：Nd sin m
则相邻两缝间的光程差：d sin m
暗条纹满足的方程：
d sin (k m )
N
(k 0,1,2, ) (m 1,2 N 1)
多缝干涉条纹的光强分布曲线：
I I0
有N-2个次极大
sin
8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 282
中央主极大明纹角宽度 = 中央主极大明纹两侧两暗纹间的角距离
(3) a sin (2k 1) 2
sin 1
k
2a
1
=14.5
单缝衍射、双缝干涉实验
成绩国际教育学院实验报告（操作性实验）课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射、双缝干涉实验指导教师：-班级：- 学号：- 学生姓名：-一、实验目的和任务观察单缝衍射的现象。
观察双缝干涉的现象。
二、实验仪器及器件分度转台1台，喇叭天线1对，三厘米固态信号发生器1台，晶体检波器1个，可变衰减器1个，读数机构1个，微安表1个，单缝板和双缝板各一块。
三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为，其中λ是波长，a是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为。
2）双缝干涉实验的原理见图2：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽a 接近λ，例如：λ=32 mm，a=40 mm，这时单缝的一级极小接近53∘。
因此，取较大的b则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为, k=1,2,…干涉减弱的角度为, k=1,2,…图1 单缝衍射实验图2 双缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1：根据图3，连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2：把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一致，此刻线应与工作平台上的90∘刻度的一对刻线对齐。
步骤3：转动小平台，使固定臂的指针指在小平台的180∘线处，此时小平台的0∘线就是狭缝平面的法线方向。
步骤4：调整信号电平，使活动臂上的微安表示数接近满度。
单缝衍射双缝干涉实验
成绩国际教育学院实验报告（操作性实验）课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射、双缝干涉实验指导教师：-班级：- 学号：- 学生姓名：-、实验目的和任务观察单缝衍射的现象。
观察双缝干涉的现象。
、实验仪器及器件分度转台1台，喇叭天线1对，三厘米固态信号发生器1台，晶体检波器1个，可变衰减器1个，读数机构1个，微安表1个，单缝板和双缝板各一块。
三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1:当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为= “入/时，其中？是波长，？是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为W = sin 1［〔3/2）（"酊］。
2）双缝干涉实验的原理见图2:当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽？?接近？？例如：？?32 mm，?=40 mm，这时单缝的一级极小接近53°因此，取较大的？则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为= sin-- , ??1,2,…!2* + ]丿 C- ： ，？=1,2,…图1单缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1:根据图3,连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2:把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一 致，此刻线应与工作平台上的 90°刻度的一对刻线对齐。
步骤3:转动小平台，使固定臂的指针指在小平台的 180°线处，此时小平台的0°线就是狭缝平面的法线方向。
单缝衍射、双缝干涉实验
成绩国际教育学院实验报告（操作性实验）课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射、双缝干涉实验指导教师：-班级：- 学号：- 学生姓名：-一、实验目的和任务观察单缝衍射的现象。
观察双缝干涉的现象。
二、实验仪器及器件分度转台1台，喇叭天线1对，三厘米固态信号发生器1台，晶体检波器1个，可变衰减器1个，读数机构1个，微安表1个，单缝板和双缝板各一块。
三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为，其中λ是波长，a是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为。
2）双缝干涉实验的原理见图2：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽a 接近λ，例如：λ=32 mm，a=40 mm，这时单缝的一级极小接近53∘。
因此，取较大的b则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为, k=1,2,…干涉减弱的角度为, k=1,2,…图1 单缝衍射实验图2 双缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1：根据图3，连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2：把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一致，此刻线应与工作平台上的90∘刻度的一对刻线对齐。
步骤3：转动小平台，使固定臂的指针指在小平台的180∘线处，此时小平台的0∘线就是狭缝平面的法线方向。
步骤4：调整信号电平，使活动臂上的微安表示数接近满度。