最新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、

2

次数 △x (mm) d (mm) l (mm)

(nm)

1 2

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。

3、测得钠光波长平均值：λ¯=

钠黄光波长公认值（或称标准值）：589.44nm

3、绝对误差△λ=｜589.44-λ¯｜=

4、相对误差=(△λ/589.44)×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。

2、单缝的宽度要恰当。

3、测微目镜测量时，不能回转，防止回转误差。

七、思考题

1、若狭缝宽度变宽，条纹如何变化？

2、若双缝与屏幕间距变小，条纹如何变化？

3、在做实验时，若按要求安装好实验装置后，在光屏上却观察不到干涉图样，可能的原因是什么？