单缝衍射与双缝干涉

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量子力学中的双缝干涉与单缝衍射

量子力学中的双缝干涉与单缝衍射

量子力学中的双缝干涉与单缝衍射量子力学是研究微观世界中最基本的物理现象和规律的一门学科,其中双缝干涉实验和单缝衍射实验是量子力学的重要实验现象之一。

这些实验揭示了微观粒子的波粒二象性,颠覆了经典物理学对光和物质行为的认知。

本文将介绍双缝干涉和单缝衍射的原理、实验现象以及它们对量子力学的重要意义。

一、双缝干涉实验双缝干涉实验是量子力学中最著名的实验之一,它以光的干涉现象为实验基础。

实验装置由一个光源、一个屏幕和一块有两个小孔的遮光板组成。

当光线穿过两个小孔后照射到屏幕上时,会产生一系列明暗相间的条纹。

这些条纹的形成是由于光的波动性,通过两个小孔的光波相互干涉所致。

双缝干涉实验表明,当光通过两个小孔时,光的波动性会导致波峰和波谷的叠加,产生明暗相间的干涉条纹。

这种干涉现象无法用经典的粒子模型解释,只有将光看作波动粒子的叠加,才能解释实验现象的规律性。

双缝干涉实验的结果反映出了光的粒子性和波动性的统一特征,也称为量子力学的波粒二象性。

二、单缝衍射实验单缝衍射实验是研究光的衍射现象的一种实验方法。

与双缝干涉实验不同的是,单缝衍射实验只有一个小孔,并且将光的干涉现象转化为衍射效应。

当光线通过一个小孔照射到屏幕上时,光波会沿着小孔边缘发生弯曲,将光波分散形成一系列环状条纹。

单缝衍射实验中,光通过一个小孔后发生了弯曲,形成了由一系列环状条纹组成的衍射图样。

这些条纹的形成是光波的波前在衍射孔附近投射到屏幕上的结果,它们代表了不同位置上波的相位和幅度的变化。

通过观察和分析衍射图样,可以获得有关光波传播规律的信息。

三、双缝干涉与单缝衍射的重要意义双缝干涉和单缝衍射实验是揭示量子力学规律的重要实验现象,它们对量子力学的发展和理论构建具有重要意义。

首先,双缝干涉和单缝衍射实验证实了光的波粒二象性。

在传统的经典物理学中,光被视为电磁波,具有波动性质。

但通过这两个实验,我们发现光既可以表现出波动性,又可以表现出粒子性,光子的行为同时具有波和粒子的性质。

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射光的干涉和衍射是光学中重要的现象,在我们的日常生活中也有许多应用。

本文将重点讨论光的干涉与衍射中的双缝干涉和单缝衍射。

一、双缝干涉双缝干涉是指由两个并排的缝隙所产生的光程差引起的干涉现象。

在光通过双缝时,每个缝都可以看作是新的光源。

当两束光线从两个缝中出射并相遇时,它们会产生干涉。

1. 干涉条纹双缝干涉的主要特点之一是在干涉区域形成了一系列干涉条纹。

这些干涉条纹是由相干光波的干涉产生的。

2. 条纹间距干涉条纹的间距与光波的波长以及两个缝之间的距离有关。

当波长较小或两个缝之间的距离较大时,条纹间距较大;反之,条纹间距较小。

3. 干涉图案当光通过双缝时,在屏幕或底片上会形成干涉图案。

这些干涉图案具有明暗交替的特点,其中暗条纹对应着光强度较弱的地方,而亮条纹对应着光强度较强的地方。

二、单缝衍射单缝衍射是指光通过一个较窄的缝隙时所产生的衍射现象。

和双缝干涉不同,单缝衍射只有一道光源,但在传播过程中光波会发生弯曲和交互干涉。

1. 衍射图案当光通过单缝时,在接收屏幕或底片上会形成衍射图案。

衍射图案也呈现明暗交替的特点,但与双缝干涉不同,单缝衍射的图案通常只有一条中央亮纹。

2. 衍射角度衍射角度是单缝衍射中的一个重要参数。

衍射角度决定了衍射图案的大小和形状。

当缝隙越小或光波的波长越大时,衍射角度越大,衍射图案的尺寸也相应增加。

3. 衍射的限制单缝衍射也存在一定的限制。

当缝宽细到一定程度时,衍射效应会减弱甚至消失。

这是由衍射的特性所决定的,当缝宽与波长的比值非常小时,衍射的效应几乎可以忽略。

总结:光的干涉与衍射是光学中非常重要的现象,可以通过双缝干涉和单缝衍射来展示。

双缝干涉产生的干涉条纹和干涉图案具有明暗交替的特点,而单缝衍射产生的衍射图案通常只有一条中央亮纹。

这些现象能够帮助我们更好地理解光的波动性质,并在实际应用中发挥重要作用。

注意:本文仅作为光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射的简单介绍,具体细节和应用还需进一步学习和研究。

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

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.。

光的干涉与衍射干涉条纹杨氏实验单缝与双缝衍射等

光的干涉与衍射干涉条纹杨氏实验单缝与双缝衍射等

光的干涉与衍射干涉条纹杨氏实验单缝与双缝衍射等光的干涉与衍射是光学领域中的基本现象,通过干涉与衍射实验可以观察到干涉条纹和衍射图样。

本文将介绍干涉与衍射的基本原理和杨氏实验、单缝与双缝衍射等相关内容。

一、光的干涉现象干涉是指两束或多束光波相遇时,产生波的叠加现象。

根据在某一点处的光强度的相对大小,可以将干涉分为增强干涉和减弱干涉。

1. 干涉条纹当两束光波相遇时,波峰与波峰相遇时会叠加,增强光强;波峰与波谷相遇时会互相抵消,减弱光强。

这样,在屏幕上就会出现一系列明暗相间、周期性重复的条纹,称为干涉条纹。

2. 干涉条件干涉需要满足一定的条件,其中最为重要的是相干性。

相干性是指两个波源或两个发出的波要有一定的相位关系,才能产生干涉现象。

二、光的衍射现象衍射是指光通过一个小孔或通过物体的边缘时,发生弯曲传播和波阻挡现象,形成衍射图样。

1. 衍射现象的解释光的衍射可以通过赛曼公式进行解释,即衍射角的正弦值与入射光的波长和衍射开口的尺寸有关。

较大的波长和较小的开口尺寸会产生较大的衍射角,从而形成明暗相间的衍射图样。

2. 单缝衍射当光通过一个细缝时,会出现中央亮度较高而两侧逐渐暗淡的衍射图样。

这是因为细缝较窄,波的传播会受到限制,形成多个次级波峰和波谷,从而产生干涉条纹。

3. 双缝衍射双缝衍射是指当光通过两个细缝时,会在屏幕上产生一系列交替明暗的干涉条纹。

这是因为两个缝隔离产生了两个相干的次级波源,导致干涉现象发生。

三、杨氏实验杨氏实验是干涉实验的一种经典方法,可通过此实验观察到干涉环或干涉条纹。

1. 杨氏双缝干涉杨氏实验中最经典的是双缝干涉。

在杨氏双缝实验中,通过屏幕上的两个孔,光会通过这两个孔并在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。

通过调整缝宽、缝距以及光源的波长等参数,可以观察到不同的干涉条纹图样。

2. 杨氏单缝衍射杨氏实验还包括了单缝衍射。

在杨氏单缝衍射实验中,光通过一个小孔,形成衍射图样。

与双缝干涉实验相比,单缝衍射实验的衍射角度较大,形成的衍射图样也有所不同。

单缝衍射、双缝干涉实验

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

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。

物理教学教案:双缝干涉与单缝衍射实验

物理教学教案:双缝干涉与单缝衍射实验

实验结果与结论
双缝干涉实验中,光通过两个小缝隙后形成明暗相间的干涉条纹
干涉条纹的宽度与光波长成正比,干涉条纹的亮度与光强成正比
通过测量干涉条纹的间距,可以验证光的波动性,并计算出光波的波长
双缝干涉实验是光学中非常重要的实验之一,对于理解光的本质和波动光学的基本原理具有 重要意义
实验目的
探究单缝衍射现象
干涉条纹的形成:通过双缝衍射产生的光波在屏幕上叠加,形成明暗相间的干涉条纹, 条纹的位置与光波的波长、双缝的间距和双缝到屏幕的距离等因素有关。
实验意义:双缝干涉实验是光学中的基本实验之一,是研究光波动性质的重要实验之 一,对于理解光的波动性质和衍射现象具有重要意义。
实验步骤
准备实验器材:双缝干涉装置、光源、测量工具等 调整光源:确保光源平行于双缝干涉装置 调整双缝间距:确保双缝间距相等且平行 观察干涉条纹:观察并记录干涉条纹的位置和分布情况
教学内容与方法设计
教学内容:双缝 干涉与单缝衍射 实验的基本原理、 实验操作步骤和 实验结果分析
教学方法:采用讲 解、示范、实验操 作相结合的方式, 引导学生观察实验 现象,理解实验原 理,掌握实验操作 技能
教学重点与难点: 重点为双缝干涉 与单缝衍射实验 的基本原理和实 验操作步骤;难 点为实验结果的 分析和解释
加深理论理解:实验结果可以帮助学生更 好地理解干涉和衍射的理论知识,使抽象 的概念更加具体化。
培养观察和分析能力:实验过程中需要学 生仔细观察、记录数据,并对其进行分析, 从而提高学生的观察力和分析能力。
激发学习兴趣:有趣的实验可以吸引学生 的注意力,激发他们对物理学的兴趣和好 奇心。
实验在科学研究中的应用与影响
将光源照射到单 缝上,观察并记 录衍射现象。

双缝干涉与单缝衍射

双缝干涉与单缝衍射

双缝干涉与单缝衍射干涉和衍射是光学中非常重要的现象,不论是在实验室中还是现实生活中,我们都能够观察到它们的存在。

本文将重点讨论双缝干涉和单缝衍射,分析它们的原理和特点。

一、双缝干涉双缝干涉是一种光的干涉现象,指的是光通过两个狭缝时发生的干涉效应。

当光通过两个尺寸相等、间距相等的狭缝时,光波会在背后形成干涉条纹。

1. 原理双缝干涉的原理基于光的波动性。

当光波通过狭缝时,光的波动形成波前,而两个狭缝会发出不同相位的光波。

这些光波在远离狭缝的位置重新叠加,形成干涉条纹。

2. 特点及应用双缝干涉的特点主要体现在干涉条纹的形式上。

在双缝干涉的条纹中,中央区域明亮,周围区域交替呈现暗亮纹。

这些干涉条纹有助于我们研究光的波动性和光的性质。

双缝干涉广泛应用于光学实验和研究中。

例如,在干涉仪中使用双缝干涉来测量光的波长、频率和相干性;在光学显微镜中,通过使用双缝干涉调节光的波长,可以显著提高显微镜的分辨率。

二、单缝衍射单缝衍射是另一种光学现象,它指的是光通过一个狭缝时发生的衍射效应。

当光波通过一个狭缝时,光波将会弯曲并出现交错的干涉图案。

1. 原理单缝衍射的原理同样基于光的波动性。

当光波通过一个狭缝时,光波会在狭缝的边缘发生衍射。

这种衍射导致了光波的分散和扩展,形成干涉图案。

2. 特点及应用单缝衍射的特点主要体现在衍射图案和光强分布上。

与双缝干涉相比,单缝衍射的图案中央区域相对明亮,两侧区域逐渐变暗。

这种衍射图案经常出现在太阳周围的光环中,因为太阳光通过大气中的尘埃颗粒和水滴时会发生衍射。

单缝衍射也被广泛应用于光学仪器中。

例如,在光谱仪中,通过使用单缝衍射可以将不同波长的光线分离开来,进而进行波长的测量和分析。

结论双缝干涉和单缝衍射是光学中重要的现象。

它们的存在与光的波动性有关,通过理解这些现象的原理和特点,我们能够更好地研究光学性质和开发光学仪器。

这些现象不仅在科学研究中有着广泛的应用,也增加了我们对自然界中光的认识。

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射光的干涉和衍射是光的波动性质的重要现象,它们反映了光的波动本质和波粒二象性。

其中,双缝干涉和单缝衍射是两个经典的实验现象,分别展示了这两种现象的特点和应用。

一、双缝干涉1. 实验装置双缝干涉实验常用的实验装置包括光源、狭缝和屏幕。

光源可以是激光器或者单色光源,产生单色、相干的光。

狭缝可以是两个平行的细缝,将光分为两束。

屏幕放置在狭缝后方,接收光的干涉图样。

2. 干涉原理当单色光通过狭缝之后,形成的两束光在屏幕上干涉。

干涉是由于光的波动性质引起的。

当两束光相遇时,如果它们的光程差为整数倍的波长,就会产生相长干涉;如果光程差为半波长的奇数倍,就会产生相消干涉。

3. 干涉图样在屏幕上形成的干涉图样通常是一组明暗相间的条纹,称为干涉条纹。

干涉条纹的中央位置亮度最大,称为中央最大亮度;两边条纹的亮度逐渐减弱直至归零,称为暗条纹。

这些干涉条纹的分布规律与狭缝间距、入射光波长有关。

4. 应用双缝干涉广泛应用于科学研究和技术领域。

例如,利用双缝干涉可以测量光的波长、确定光源的相干性、研究光的相位和波动性质等。

此外,双缝干涉也被应用于激光干涉仪、光栅等光学仪器中。

二、单缝衍射1. 实验装置单缝衍射实验也需要光源、狭缝和屏幕。

不同的是,在单缝实验中,只使用一个细缝。

其他实验装置和双缝干涉相似。

2. 衍射原理当单色光通过狭缝之后,光线会被衍射,产生衍射波前。

由于衍射的效应,波前的形状会产生弯曲,光会沿着不同的方向传播。

这是光的波动性质的体现。

3. 衍射图样在屏幕上形成的图样通常是中央亮度最强,两边逐渐减弱的条纹。

与双缝干涉不同的是,单缝衍射的图样中只有中央亮度最强的主极大和两边的次极大,没有明显的暗条纹。

4. 应用单缝衍射也有一些应用,例如粒子大小测量、光的衍射成像等。

此外,单缝衍射也在研究光的传播特性、衍射的现象等方面有着重要作用。

结论光的干涉和衍射是光的波动性质的重要现象,分别由双缝干涉和单缝衍射实验予以展示。

单缝衍射双缝干涉实验

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。

单缝和双缝干涉的原理

单缝和双缝干涉的原理
的波动性
实验方法:可以通过双缝 干涉实验来验证光的波动 性,观察干涉条纹的变化
规律
单缝干涉的形成原理
单缝干涉是指一束光通过一个 狭缝后形成的干涉现象
干涉条纹:当两束光相遇时, 会产生明暗相间的条纹,这就 是干涉条纹
形成原理:当光通过狭缝时, 会分成两束光,这两束光在传 播过程中会发生干涉
干涉条件:两束光的频率必须 相同,相位差必须是半波长的 整数倍
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单缝和双缝干涉的原理
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单缝干涉 双缝干涉 单缝和双缝干涉的比较 单缝和双缝干涉的物理意义
1
单缝干涉
光的波动性
光的波动性:光具有波动 性,可以发生干涉和衍射
现象
单缝干涉:当光通过一个 狭缝时,会发生干涉现象,
形成明暗相间的条纹
干涉条纹:干涉条纹是光 的波动性的直接体现,可 以通过干涉条纹来研究光
原因:单缝干涉中,光波相互叠加,形成明暗相间的条纹;双缝干涉中,光波相互干涉, 形成明暗相间的条纹,但条纹宽度较宽,亮度较低。 应用:单缝干涉和双缝干涉在光学实验和研究中具有重要应用价值,如光学仪器的校准、 光学材料的测试等。
干涉条纹的移动和变化
单缝干涉:条纹移动与波 长和缝宽有关
双缝干涉:条纹移动与缝 距和波长有关
双缝干涉的应用
光学仪器:如显 微镜、望远镜等, 利用双缝干涉原 理提高成像质量
电子技术:如液 晶显示器、平板 电视等,利用双 缝干涉原理提高 显示效果
通信技术:如光 纤通信、无线通 信等,利用双缝 干涉原理提高信 号传输质量
科学研究:如量 子力学、光学研 究等,利用双缝 干涉原理研究光 的性质和现象
信、量子计算等

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射双缝干涉与单缝衍射光的干涉与衍射是光学中重要的现象,涉及到光波的波动特性和光的波粒二象性。

其中,双缝干涉和单缝衍射是光的干涉与衍射中最基本和常见的现象。

本文将探讨双缝干涉和单缝衍射的原理、实验现象以及它们在实际应用中的重要性。

1. 双缝干涉双缝干涉是指光波通过两个狭缝后的干涉现象。

当光波传播到两个缝之前,可以看作是两个点光源发出的相干波,这两个点光源可以是一个光源经过适当的装置分割而成。

光波通过两个缝射出后,由于不同波源的光波存在相位差,当它们再次相遇时就会发生干涉现象。

双缝干涉产生的干涉图样是一组明暗相间的条纹,称为干涉条纹。

这些干涉条纹反映了光波的干涉效应,根据干涉条纹的分布情况可以得出有关光波的信息。

在实验中,可以通过调节两个缝的间距、光源的波长等参数来观察干涉条纹的变化。

双缝干涉不仅验证了光的波动性,还被广泛应用于测量、干涉仪器等领域。

例如,利用双缝干涉可以测量光波的波长、测量光的相干性等。

干涉仪器如迈克尔逊干涉仪、扫描电子显微镜等也是基于双缝干涉原理设计的。

2. 单缝衍射单缝衍射是指光波通过一个狭缝产生的衍射现象。

当光波传播到狭缝前,狭缝作用于光波,使得光波在狭缝附近产生弯曲和散射。

这种弯曲和散射会导致光波在辐射出狭缝后发生折射、反射、干涉等现象,从而形成一系列的光波衍射。

单缝衍射的干涉图样是一组中央明亮、逐渐变暗的环形形状,称为衍射环。

这些衍射环的分布情况与光波的波长、狭缝的宽度等参数密切相关。

实验中可以通过改变光源的波长、改变狭缝的宽度等来观察衍射环的变化。

单缝衍射揭示了光波的波动性质,也在实际应用中具有重要意义。

例如,单缝衍射可以用于光谱仪的设计,通过单缝衍射的原理可以将光波分解为不同波长的光谱成分。

此外,单缝衍射还可以用于测量光源的宽度和光波的波长等参数。

综上所述,光的干涉与衍射中的双缝干涉和单缝衍射是光学中重要的现象。

双缝干涉通过观察干涉条纹的分布情况,验证了光的波动性,并在实际应用中具有测量光波波长、相干性等重要作用。

量子力学中的双缝干涉与单缝衍射

量子力学中的双缝干涉与单缝衍射

量子力学中的双缝干涉与单缝衍射量子力学是物理学中一门非常重要的学科,让我们能够理解微观粒子的行为和性质。

在量子力学中,双缝干涉和单缝衍射是两个经典实验,它们帮助我们揭示了波粒二象性的本质。

双缝干涉实验是量子力学最具代表性的实验之一。

它的装置非常简单:一个光源,在光源后面放置一个隔板,隔板上有两个狭缝,再在这两个狭缝之后放置一个屏幕。

当光通过狭缝后,会出现干涉现象。

这个实验的关键点在于双缝干涉性质取决于光的波粒二象性。

根据经典光学的解释,光在通过狭缝后会像经典波一样传播,然后在屏幕上形成干涉条纹。

但是,实际上,当我们用比光波长小得多的粒子(如电子)来进行实验时,同样能够观察到干涉现象。

这一现象的解释需要借助量子力学的理论。

根据量子力学的描述,微观粒子的行为遵循波函数的规律。

在双缝干涉实验中,光或电子被描述为一束波函数,通过两个狭缝后,波函数会发生干涉,形成干涉条纹。

在干涉条纹的亮暗变化中,我们能够看到波粒二象性的表现。

当我们进行观测时,我们会发现光或电子只能在这些亮条纹或暗条纹上出现,而不能在其他地方。

单缝衍射实验是另一个重要的实验,它也能够揭示波粒二象性的本质。

与双缝干涉不同的是,单缝衍射实验只有一个狭缝。

当光或电子通过这个狭缝时,它们将沿着不同的方向传播,并在屏幕上形成衍射图样。

这与双缝干涉不同,其中只有几个亮条纹和暗条纹。

单缝衍射突出了波粒二象性,因为无论是光还是电子,都表现出波动的特征。

根据量子力学,光和电子的波函数在通过狭缝后会发生干涉和衍射。

通过这些实验,我们可以观察到微观粒子的行为不同于我们平时所接触到的宏观物体。

在宏观尺度上,我们通常把物质看作粒子,但在微观尺度上,它们更像是波动的。

波粒二象性的存在使得量子力学成为了一门非常奇特的学科。

除了双缝干涉和单缝衍射,量子力学中还有许多其他重要的实验和概念。

例如,量子隧穿现象使得微观粒子能够穿过经典物理学认为不可能穿过的能垒。

量子纠缠则描述了微观粒子之间奇特的相互作用,即使它们在空间上相隔很远。

光的衍射与干涉单缝衍射和双缝干涉实验

光的衍射与干涉单缝衍射和双缝干涉实验

光的衍射与干涉单缝衍射和双缝干涉实验光的衍射与干涉:单缝衍射和双缝干涉实验光的衍射和干涉是光学中重要的现象和实验,对于深入理解光的波动性质和光的传播规律具有重要意义。

本文将围绕光的衍射和干涉的基本原理展开论述,并通过单缝衍射和双缝干涉实验来加深对这两个现象的理解。

引言光的波动性质在19世纪被发现,波动理论成功解释了光的衍射和干涉现象。

当光通过物体边缘或孔洞时,会发生衍射现象;而当光通过多个孔洞或者物体时,则会发生干涉现象。

单缝衍射和双缝干涉实验是最常见的验证光衍射和干涉现象的实验。

光的衍射光的衍射是指光波通过绕过障碍物的过程中,波前的传播方向发生弯曲,从而出现在阻挡物的后方形成图案的现象。

衍射的强度和方向分布受到波长和衍射物体尺寸之间的关系影响。

单缝衍射实验单缝衍射实验是观察光的衍射现象最简单的实验之一。

实验装置主要包括一束单色光源和一个狭缝。

实验过程:1. 将单色光源照射到单缝上,光通过单缝后形成了一个狭缝衍射图样。

2. 在屏幕上观察到一系列明暗相间的条纹,称为衍射纹。

实验结果分析:根据衍射理论分析,单缝衍射实验的结果可以用夫琅禾费衍射公式来描述。

衍射图样中的中央亮条纹宽度与狭缝的宽度成反比,与波长成正比。

双缝干涉双缝干涉是指光波同时通过两个狭缝后,在屏幕上形成一系列亮暗交替的干涉条纹。

双缝干涉与单缝衍射类似,不同的是,双缝干涉是在两个狭缝的辐射源上形成的干涉现象,而单缝衍射仅依赖于单个狭缝的辐射。

双缝干涉实验双缝干涉实验是进一步研究光的干涉现象的重要实验之一。

实验装置主要包括一束单色光源、两个狭缝和屏幕。

实验过程:1. 将单色光源照射到双缝上,光通过双缝后,在屏幕上形成一系列明暗相间的条纹。

2. 根据双缝干涉的特点,可以调整狭缝间距和光源到屏幕的距离,观察条纹的变化。

实验结果分析:双缝干涉实验的结果可以通过杨氏双缝干涉公式进行解释。

干涉条纹强度和间距与波长、光源到屏幕距离、狭缝间距等因素相关。

大学物理下第四章单缝衍射和双缝干涉条纹比较

大学物理下第四章单缝衍射和双缝干涉条纹比较
a
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

光的干涉和衍射双缝干涉和单缝衍射

光的干涉和衍射双缝干涉和单缝衍射

光的干涉和衍射双缝干涉和单缝衍射光的干涉和衍射是光学中重要的现象,涉及到光的波动性质和波动光学的基本原理。

本文将重点讨论双缝干涉和单缝衍射这两种常见的光学现象,以帮助读者更好地理解光的干涉和衍射现象。

一、双缝干涉双缝干涉是指当一束平行光通过两条狭缝时,由于两个狭缝的光波的干涉作用,会在屏幕上产生一系列明暗条纹的现象。

这些条纹称为干涉条纹。

双缝干涉的干涉条纹遵循以下规律:1. 干涉条纹的亮暗程度与光的波长有关,波长较短的光会产生更密集的条纹;2. 干涉条纹的亮度与两个缝的间距有关,间距越大,条纹越稀疏;3. 干涉条纹的形态与观察屏幕的距离有关,距离越远,条纹越窄;4. 干涉条纹的间距与两个缝的间距和观察屏幕的距离有关,间距与屏幕距离之比越大,条纹越稀疏。

二、单缝衍射单缝衍射是指当一束平行光通过一个狭缝时,光波会发生弯曲和扩散现象,从而在屏幕上形成一张明暗交替的衍射图样。

单缝衍射的衍射图样遵循以下规律:1. 衍射图样中心的亮度最高,呈圆形;2. 衍射图样向两侧逐渐暗淡,形成一系列明暗交替的环状条纹;3. 衍射图样的直径与狭缝的宽度有关,狭缝越窄,图样越宽;4. 衍射图样的明暗交替条纹与观察屏幕的距离有关,距离越远,条纹越窄。

三、双缝干涉与单缝衍射的关系双缝干涉和单缝衍射都涉及到光波的干涉和衍射现象,但两者之间存在一定的区别:1. 双缝干涉主要考虑两个缝之间的干涉作用,结果形成一系列亮暗条纹;2. 单缝衍射主要考虑单个缝的光波发生衍射后的图样,在屏幕上形成一张明暗交替的衍射图样;3. 双缝干涉的条纹间距较为均匀,而单缝衍射的条纹呈现环状,中心亮度较高;4. 双缝干涉和单缝衍射都可以利用波动性质解释光的干涉和衍射现象,是波动光学的重要内容之一。

综上所述,双缝干涉和单缝衍射是光学中重要的干涉和衍射现象,它们展示了光波的波动性质和波动光学的基本原理。

通过研究这两种现象,可以更深入地了解光的行为规律,并在实际应用中发挥一定的作用。

光的干涉与衍射现象解析探究双缝干涉和单缝衍射的规律

光的干涉与衍射现象解析探究双缝干涉和单缝衍射的规律

光的干涉与衍射现象解析探究双缝干涉和单缝衍射的规律光的干涉与衍射现象解析:探究双缝干涉和单缝衍射的规律光是一种波动现象,在传播过程中会产生干涉和衍射现象。

而光的干涉现象是由于波的叠加造成的,当两个或多个波在相遇时,形成了增强或抵消的效果。

光的衍射则涉及到光波遇到障碍物或小孔时的传播特性。

本文将详细探讨双缝干涉和单缝衍射的规律。

一、双缝干涉双缝干涉是指当一束光通过两个非常靠近、并且相距足够小的缝隙时,产生的干涉现象。

这两个缝隙可以是实物缝隙,也可以是光通过的虚拟缝隙。

双缝干涉的规律可以通过杨氏双缝实验来研究。

杨氏双缝实验是由杨振宁首先提出的。

实验装置由一束单色光源、一块屏幕、两个非常细小且相邻的缝隙组成。

当单色光通过双缝后,在屏幕上会形成一系列的明暗相间的条纹,这些条纹被称为干涉条纹。

双缝干涉的规律可以由干涉条纹的位置和间距来解释。

根据实验观察,我们可以得出以下结论:1. 干涉条纹的亮度:当两个缝隙中的光程差为波长的整数倍时,光波在屏幕上的相干叠加会增强,这时产生明条纹。

而当光程差为波长的奇数倍加上半个波长时,光波在屏幕上的相干叠加会抵消,这时产生暗条纹。

2. 干涉条纹的间距:干涉条纹的间距与光的波长和缝隙之间的距离有关。

间距越大,条纹越稀疏,间距越小,条纹越密集。

可以用以下公式计算干涉条纹的间距:d·sinθ = m·λ,其中d为缝隙的间距,θ为入射光线与屏幕法线的夹角,m为干涉条纹的次序,λ为入射光的波长。

3. 干涉条纹的宽度:干涉条纹的宽度与光的波长和缝隙的宽度有关。

缝隙越宽,干涉条纹越宽,波长越大,干涉条纹越宽。

干涉条纹的宽度可以用以下公式计算:Δy = λL / d,其中Δy为干涉条纹的宽度,λ为入射光的波长,L为屏幕到缝隙的距离,d为缝隙的宽度。

二、单缝衍射单缝衍射是指光通过一个非常窄的单一缝隙时产生的衍射现象。

与双缝干涉相比,单缝衍射是一维的衍射现象。

通过实验观察,我们可以得出以下规律:1. 衍射图样:当单色光通过单缝后,在屏幕上形成衍射图样,图样中央为明亮的主极大,两侧为逐渐变暗的次级极大。

光的干涉与衍射双缝干涉和单缝衍射实验

光的干涉与衍射双缝干涉和单缝衍射实验

光的干涉与衍射双缝干涉和单缝衍射实验光的干涉与衍射:双缝干涉和单缝衍射实验光的干涉与衍射是光学领域中非常重要的现象,它们揭示了光的波动性质。

在干涉实验中,我们会使用双缝干涉装置来观察光的干涉效应;在衍射实验中,我们会使用单缝来观察光的衍射现象。

本文将介绍双缝干涉和单缝衍射实验的原理和实验过程。

一、双缝干涉实验双缝干涉实验是一种经典的光干涉实验。

它的原理是利用两个互相平行且间距很小的缝隙,使光通过后形成干涉图样。

具体的实验装置可以是一条宽度很窄的狭缝,也可以是两个平行分开的狭缝。

下面以光通过两个平行狭缝的情况为例进行介绍。

实验材料和仪器:1. 光源:可以使用激光器、钠灯等作为光源。

2. 双缝装置:由两个平行且间距很小的缝隙组成。

3. 屏幕:用来观察干涉图样的形成。

实验步骤:1. 将光源放置在一定的距离上,使得光线直射到双缝装置上。

2. 调整双缝的间距和角度,使两个狭缝平行且间距相等。

3. 在光源的后方放置一个屏幕,用来观察干涉图样的形成。

4. 调整屏幕与光源的距离,使得光经过双缝后在屏幕上形成明暗交替的干涉条纹。

实验结果和分析:通过实验实际操作,我们可以观察到干涉条纹的形成。

在屏幕上,干涉条纹的亮度呈现周期性的变化,形成明暗相间的条纹。

这种干涉条纹的形成是由于光通过双缝后,不同传播路径的光波相互干涉所致。

当两个光波相位相差为整数倍的情况下,干涉效应最为明显,形成亮区;相位相差为半整数倍时,干涉效应相互抵消,形成暗区。

二、单缝衍射实验单缝衍射实验是另一种经典的光学实验,它用来揭示光的衍射现象。

和双缝干涉实验不同的是,单缝衍射实验只使用一个缝隙来产生衍射效应。

实验材料和仪器:1. 光源:可以使用激光器、钠灯等作为光源。

2. 单缝装置:由一个缝隙组成。

3. 屏幕:用来观察衍射图样的形成。

实验步骤:1. 将光源放置在一定的距离上,使得光线直射到单缝装置上。

2. 调整单缝的宽度和角度,控制缝隙的大小。

3. 在光源的后方放置一个屏幕,用来观察衍射图样的形成。

光的干涉与衍射双缝干涉和单缝衍射实验

光的干涉与衍射双缝干涉和单缝衍射实验

光的干涉与衍射双缝干涉和单缝衍射实验光的干涉与衍射:双缝干涉和单缝衍射实验引言光的干涉与衍射是光的波动性质的经典实验之一,它展示了光的波动性以及光的干涉和衍射现象。

在这篇文章中,我们将重点探讨双缝干涉和单缝衍射这两个重要的实验现象,以及它们的原理和应用。

一、双缝干涉实验1. 实验原理双缝干涉是一种经典的干涉实验,它通过让单色光通过两个紧密排列的狭缝来观察干涉现象。

当光通过双缝时,光波会呈现出波峰和波谷的分布,通过干涉作用,形成一系列明暗相间的干涉条纹。

2. 实验装置双缝干涉实验通常使用一束单色光、一块狭缝板(具有两个狭缝)和一个屏幕来实现。

光源照射到狭缝板上,从狭缝板的两个狭缝处射出的光线会干涉形成干涉条纹,这些条纹最终在屏幕上展现出来。

3. 实验结果与分析双缝干涉实验的结果是在屏幕上观察到一系列明暗相间的干涉条纹。

这些条纹是由于两个缝隙处的光线相遇时,发生干涉现象导致的。

干涉条纹的亮暗程度取决于光线在各个点上的相位差大小。

4. 应用领域双缝干涉实验在物理学和光学领域具有广泛的应用。

它被用于测量光的波长、验证光的干涉理论、研究光的波动性质以及探索波动光学的基本原理。

二、单缝衍射实验1. 实验原理单缝衍射是另一种重要的光学实验,它通过让单色光通过一个狭缝来观察光的衍射现象。

当光通过单缝时,它会在狭缝后方形成射线的扩散图样,这种现象被称为衍射。

2. 实验装置单缝衍射实验通常使用一束单色光、一个狭缝和一个屏幕来实现。

光源照射到狭缝上,通过衍射现象,光线会在屏幕上形成一定的分布图案。

3. 实验结果与分析单缝衍射实验的结果是在屏幕上观察到一定的衍射图样,这取决于光线通过狭缝后在屏幕上的分布情况。

衍射图样通常具有中央亮斑以及一系列衰减的暗纹。

4. 应用领域单缝衍射实验在光学领域有着广泛的应用。

它被用于研究光的衍射现象、验证光的波动理论、测量波长以及了解光的传播行为等。

结论通过双缝干涉和单缝衍射实验,我们可以更好地理解光的波动性质和光的干涉与衍射现象。

光的干涉与衍射实验双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射实验双缝干涉与单缝衍射

光的干涉与衍射实验双缝干涉与单缝衍射光的干涉与衍射实验:双缝干涉与单缝衍射光的干涉与衍射是光学中的重要现象,通过实验可以观察到光波的特性和行为。

本文将介绍两种常见的实验现象:双缝干涉和单缝衍射。

同时,我们也将讨论它们在科学和技术领域中的应用。

双缝干涉是一种光的干涉实验,它展示了两个紧密排列的缝隙对光波的干涉效应。

实验装置由一束单色光照射到一个屏幕上,屏幕上有两个狭缝,称为双缝。

当光通过双缝时,在背后的屏幕上会出现一系列明暗交替的条纹,这被称为干涉条纹。

干涉条纹的形成是由于光波传播过程中的相位差引起的。

根据干涉理论,当两束光波相遇时,它们的相位差将决定干涉效应的结果。

在双缝干涉实验中,当两束光波从两个缝隙中出射并在屏幕上相遇时,它们的相位差会导致一些地方的波峰与波谷相遇,从而增强光的强度;而在其他地方,波峰与波峰或波谷与波谷相遇,则会导致互相抵消,使光的强度减弱甚至完全消失。

这种干涉现象形成了明暗相间的条纹。

与双缝干涉相比,单缝衍射实验中只有一个缝隙。

当光通过单缝时,会发生衍射现象,也就是光波沿着缝隙弯曲并进一步扩散。

在屏幕上观察到的衍射图样表现为中央亮度最高,向两侧逐渐减弱。

这种衍射图样的形成是由于光波通过缝隙之后,会扩散为一系列的圆弧形波前,波前之间的干涉叠加导致形成衍射图样。

双缝干涉和单缝衍射实验的结果都是通过观察干涉条纹和衍射图样来验证光波的波动性质。

这些实验进一步证实了光是一种波动现象,而不仅仅是粒子的表现。

光的干涉与衍射实验不仅仅是理论研究的基础,也在科学和技术领域中有着广泛的应用。

在物理学中,干涉和衍射实验对于研究光的性质和传播行为非常重要。

同时,这些实验也在光学领域中的各个领域中起着重要的作用,比如光学显微镜、激光技术、光纤通信等。

在光学显微镜中,通过使用光的干涉和衍射现象,可以提高显微镜的分辨率和观察的精度。

激光技术中,光的干涉和衍射被广泛用于激光干涉仪和激光衍射仪等设备中,用于精确测量和检测。

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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。

由点光源发出的光照射到一个具有双缝的屏上,如果光由很小的粒子(或牛顿描述的“微粒”)组成,则在双缝后的接收屏上应该看到两根亮线。

而Young看到了一系列的亮线。

Young用波的干涉现象解释了这一结果。

由于衍射,通过两狭缝的光波将向缝的边缘扩散,这与向池塘中投入两块石头而引起的水波的干涉纹一样。

In general, the distance between slits is very small compared to the distance from the slits to the screen where the diffraction pattern is observed. The rays from the edges of the slits are essentially parallel. Constructive interference will occur on the screen when the extra distance that rays from one slit travel is a whole number of wavelengths in difference from the distance that rays from the other slit travel. Destructive interference occurs when the distance difference is a whole number of half-wavelengths. 通常,双缝的间距远小于双缝到用于观察衍射斑的接收屏的距离。

从缝的边缘发出的光线基本平行。

当从一个狭缝中出射的光到达接收屏的距离与从另一个狭缝中出射的光到达接收屏的距离之差为波长的整数倍时,在接受屏上将发生相长干涉,当距离之差为半波长的整数倍时,将发生相消干涉。

For two slits, there should be several bright points (or “maxima”) of constructive interference on either side of a line that is perpendicular to the point directly betweenthe two slits. 对于双缝,由于干涉相长将在接收屏上出现几个亮点(或光强极大值) ,这些亮点对称地排列在接收屏上。

Theory: Part Two 原理:第二部分The interference pattern created when monochromatic light passes through a single slit is similar to the pattern created by a double slit, but the central maximum is measurably brighter than the maxima on either side of the pattern. Compared to the double-slit pattern, most of the light intensity is in the central maximum and very little is in the rest of the pattern. 单色光通过单缝以后产生的衍射斑与双缝干涉花样很相似,但是中央主极大比两边的次极大更亮。

同双缝干涉花样相比较可以看出,光强主要集中在中央主极大而衍射斑边缘的光强很小。

The smaller the width of the slit, the more intense the central diffraction maximum. 狭缝宽度越窄,衍射的中央主极大越强。

PROCEDURE 步骤In Part A of this activity, the Light Sensor measures the intensity of the maxima in a double-slit diffraction pattern created by monochromatic laser light passing through an electroformed double-slit slide. The Rotary Motion Sensor with a linear motion accessory measures the relative positions of the maxima in the diffraction pattern. 在本实验的A部分,光传感器 CI-6504A用于测量由单色激光通过双缝以后产生的干涉花样的光强极大值的强度。

用带有线性运动附件的旋转运动传感器 CI-6538(RMS) CI-6538测量干涉花样光强极大值的相对位置。

The Science Workshop program records and displays the light intensity and the relative position of the maxima in the pattern and produces a plot of intensity versus position. 科学工作室程序记录和显示光强极大值的强度和相对位置,并绘出其强度随位置变化的曲线。

In Part B, the Light Sensor measures the intensity of the maxima in a single-slit diffraction pattern created by monochromatic laser light passing through an electroformed single-slit slide. The Rotary Motion Sensor (RMS) with a linear motion accessory measures the relative positions of the maxima in the diffraction pattern. 在B 部分,将使用光传感器 CI-6504A测量由单色激光通过单缝以后产生的衍射花样的光强极大值的强度。

用带有线性运动附件的旋转运动传感器 CI-6538(RMS) CI-6538测量衍射斑中光强极大值的相对位置。

The Science Workshop program records and displays the light intensity and the relative position of the maxima in the pattern and produces a plot of intensity versus position.科学工作室程序纪录和显示光强极大值的强度和相对位置,并绘出其强度随位置变化的曲线。

PART IA: Computer Setup – Double-Slit Diffraction Pattern 计算机设置-双缝衍射斑Science Workshop Interface to the computer, turn on the interface, the1. Connectand turn on the computer. 将科学工作室接口连接到计算机上,打开接口,然后打开计算机。

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