杨氏双缝干涉实验报告
双缝干涉报告
双缝干涉光强及干涉条纹的研究学院：理学院专业：光信息科学与技术学生姓名：黄硕学号： 11272038一．杨氏双缝干涉实验原理杨氏双缝干涉实验装置如图所示: S 发出的光波射到光屏上的两个小孔S 1和S 2 ,S 1 和S 2 相距很近,且到S 等距;从S 1 和S 2 分别发散出的光波是由同一光波分出来的,所以是相干光波,它们在距离光屏为D 的屏幕上叠加,形成一定的干涉图样。
图1杨氏双缝干涉装置假设S 是单色点光源,考察屏幕上某一点P ,从S 1 和S 2 发出波在该强度为:12I I I δ=++,(1)式中, I 1 和I 2 分别是两光波在屏幕上的光强度,若实验装置中S 1 和S 2两小孔大小相等,则有I 1 = I 2 =I 0 ; δ是相位差:212r r δπλ-=,(2)由1r =2r =(4)可得22212r r xd -=,因此由光程差:12122xd r r r r ∆=-=+, (5)在实际情况中,d<<D 可以用2D 代替12r r +,在这一近似下,上式变成:21xd r r D∆=-=(6)则可以得到条纹的强度变化规律- 强度分布公式:20co sxd I I D πλ⎛⎫= ⎪⎝⎭(7)*2122cos 4cos 2I I I ϕϕ∆==+∆= 条纹间距:D e dλ=(8)二．双光束干涉条纹的强度分布曲线三．S1，s2之间距离改变时，屏上条纹分布规律因为条纹间距:D e dλ=所以当s1，s2之间距离变大时，条纹间距变小；当s1，s2之间距离变小时，条纹间距变大四．当光源上下移动时，屏上条纹分布规律干涉条纹下上移动（移动方向与前者的相反）五．当s宽度变化时，屏上条纹分布规律在双缝干涉实验中，如果逐渐增加光源狭缝S的宽度，则屏幕P上的条纹和会变得逐渐模糊起来，最后干涉条纹完全消失。
这是因为单缝S内所包含的各小部分S '、S"等非相干波源；它们互不相干，且S '发出的光与S"发出的光通过双缝到达点B的波程差并不相等，即S '、S"发出的光将各自满足不同的干涉条件。
杨氏双缝干涉
3、用微测目镜测出干涉条纹的间距 x，双缝到微测目镜焦平面上叉丝分化板的距离D。
六、数据处理
利用已知双缝间距，在把测出的 x和D代入到公式 中求出波长 。把实验值和真实值进行比较，并找出误差原因。
杨氏双缝干涉
、实验目的
观察双缝干涉现象及测量光波波长
二、实验原理
用两个点光源作光的干涉实验的典型代表，是杨氏实验。杨氏实验以简单的装置和巧妙的构思就实现普通光源来做干涉，它不仅是许多其它光学的干涉装置的原型，在理论上还可以从中提许多重要的概念和启发，无论从经典光学还是从现代光学的角度来看，杨氏实验都具有十分重要的意义。
图九
七、实验报告要求
根据实验测试进行记录和数据处理，并分析实验现象。
八、注：多缝板的规格。
附图4杨氏实验原理图
参看附图4，设两个双缝S1和S2的间距为d，它们到屏幕的垂直距离为D（屏幕与两缝连线的中垂线相垂直）。
假定S1和S2到S的距离相等，S1和S2处的光振动就是具有相同的相位，屏幕上各点的干涉强度将由光程差 决定。为了确定屏幕上光强极大和光强极小的位置，选取直角坐标系o-xyz，坐标系的原点O位于S1和S2连线的中心，x轴的方向为S1和S2连线方向，假定屏幕上任意点P的坐标为（x,y,D），那么S1和S2到P点的距离r1和r2分别写为：
相干条纹的间距为 (5)
变换可得：
式中：d——两个狭缝中心的间距
λ——单色光波波长
D——双缝屏到观测屏（微测目镜焦平面）的距离
这就是本实验所要使用的原理公式。从实验中测得D，d以及 x，即可由上式算出 。
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。
杨缝干涉实验实验报告
一、实验目的1. 理解光的波动性，验证光波的干涉现象。
2. 掌握杨氏干涉实验的基本原理和方法。
3. 学习如何通过实验数据计算光的波长。
二、实验原理杨氏干涉实验是利用光的波动性，通过双缝干涉现象来研究光的波长和干涉条纹间距的关系。
当光通过两个狭缝时，光波会发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
干涉条纹的间距与光的波长、狭缝间距以及狭缝到屏幕的距离有关。
三、实验仪器1. 杨氏干涉仪（双缝干涉仪）2. 白色光源（如白炽灯）3. 光屏4. 毫米刻度尺5. 比重计6. 计算器四、实验步骤1. 将杨氏干涉仪安装好，调整狭缝间距和狭缝到屏幕的距离，确保光路畅通。
2. 打开白色光源，调整光源与干涉仪的距离，使光束通过狭缝。
3. 观察光屏上的干涉条纹，记录下条纹的间距和条纹数。
4. 使用毫米刻度尺测量狭缝间距和狭缝到屏幕的距离。
5. 计算条纹间距和条纹数，进而计算出光的波长。
五、实验数据及结果1. 狭缝间距：d = 0.5 mm2. 狭缝到屏幕的距离：L = 1 m3. 条纹间距：Δx = 5 mm4. 条纹数：N = 20根据公式Δx = λL/d，计算光的波长：λ = Δx d / L = 5 mm 0.5 mm / 1 m = 2.5 10^-4 m六、实验分析1. 通过实验验证了光的波动性，证明了干涉现象的存在。
2. 通过计算，得到了光的波长，并与理论值进行了比较，验证了实验结果的准确性。
3. 在实验过程中，发现狭缝间距和狭缝到屏幕的距离对干涉条纹间距有显著影响，进一步加深了对干涉现象的理解。
七、实验总结本次实验通过杨氏干涉实验，成功验证了光的波动性，掌握了干涉现象的基本原理和方法。
通过实验数据的计算，得到了光的波长，并与理论值进行了比较。
在实验过程中，我们对干涉现象有了更深入的认识，提高了实验操作技能。
同时，实验过程中也存在一些不足之处，如光源不稳定、测量误差等，需要在今后的实验中加以改进。
双缝干涉和杨氏实验
准备实验器材：激光器、单 缝、双缝、屏幕和测量工具
调整双缝，使光线能够通过 双缝形成干涉图样
观察屏幕上的干涉图样，并使 用测量工具测量干涉条纹间距
实验结果
观察到明显的干涉现象 证明了光的波动性 干涉条纹呈现明暗交替，间距相等 实验结果与理论预测相符
实验结论
双缝干涉和杨氏实验
汇报人：XX
目录
双缝干涉实验
杨氏实验
01
02
双缝干涉实验
实验原理
光源：单色光源，如激光 狭缝：两个相等的狭缝，平行且等距 观察屏：放置在狭缝后方的白色屏幕 干涉图样：明暗交替的干涉条纹
实验过程
准备实验器材：包括光源、双缝装 置、屏幕和测量工具
放置双缝装置：保持双缝平行，并 确保缝宽合适
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
调整光源：确保光源的稳定性和平 行性
观察干涉条纹：在屏幕上观察到明 暗交替的干涉条纹
实验结果
证明光具有波动性质
观察到明暗交替的干涉条纹
干涉条纹的分布与光程差有 关
实验结果支持光的波动理论
实验结论
观察到明显的干涉现象 证明了光的波动性 干涉条纹的分布与理论预测一致 通过实验数据可以杨氏实验采用了双缝干涉技术，通过将单色光投射到双缝上，产生干涉现象
干涉现象的产生是由于光波的相干性，导致光波在通过双缝后形成明暗相间的干涉条 纹
杨氏实验中，通过测量干涉条纹的宽度和间距，可以推导出光波的波长和双缝的间距
杨氏实验的结果证明了光的波动性，为光的本性的研究奠定了基础
实验过程
观察到干涉现象，证明了光的波动性 实验结果与理论预测相符，增强了波动说的可信度 杨氏实验是物理学史上的重要实验之一，为后续研究奠定了基础 实验结论对光的本质有了更深入的认识和理解
大学物理(l-1)9-2 杨氏双缝干涉实验总结
已知 d 0.2 mm D 1 m 求 (1) x14 7.5 mm λ ? (2) λ 600 nm x ' ? Dλ 解 (1) xk k , k 0, 1, 2, d D Δx14 x4 x1 4 1 d d x14 λ 500 nm D 4 1 1D λ 1.5 mm (2) x ' 2d
r1
r2
D
加强
B
p
x
o
s2
r
x d D
(2k 1) 减弱 2
第 9章
k
k 0,1, 2,3 k 1, 2,3
2
波动光学
大学物 理学
第二版
d
s1
r1
r2
D
明纹
B
p
s
x
o
o
s2
r
x
D k d
k 0,1, 2,3
k 1, 2,3
3
D (2k 1) d 2
第 9章
波动光学
6
大学物 理学
第二版
(2) 、 D 一定时,条纹间距 x与 d 的关系如何？
第 9章
波动光学
7
大学物 理学
第二版
例1 在杨氏双缝干涉实验中，用波长 =589.3 nm的纳灯作光源，屏幕距双缝的 距离D=800 mm，问： (1)当双缝间距１mm时，两相邻明条纹 中心间距是多少？ (2)假设双缝间距10 mm，两相邻明条纹 中心间距又是多少？
大学物 理学
第二版
D x k d
和
D x d
如果用复色光（包含两个以上波长或 频率的光）垂直照射时，不同频率的光按 不同位置分开，出现彩色条纹，叫光谱。 如果用白光照射时，出现由紫到红彩 色条纹。
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。
大学物理光的干涉实验报告
大学物理光的干涉实验报告一、实验目的1、观察光的干涉现象，加深对光的波动性的理解。
2、掌握光的干涉条件和干涉条纹的特点。
3、学会使用迈克尔逊干涉仪测量光波波长。
二、实验原理1、光的干涉条件两束光满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定的条件时，会发生干涉现象。
2、杨氏双缝干涉通过双缝将一束光分成两束相干光，在屏幕上形成明暗相间的条纹。
条纹间距公式为：＄＼Delta x ＝＼frac{＼lambda D}｛d}＄，其中$＼lambda$为光的波长，＄D$为双缝到屏幕的距离，＄d$为双缝间距。
3、迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学仪器，通过分束镜将一束光分成两束，经反射镜反射后再会合发生干涉。
干涉条纹的形状取决于两束光的光程差。
当移动其中一个反射镜时，光程差发生变化，从而导致干涉条纹的移动。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、钠光灯、毛玻璃屏等。
四、实验步骤1、仪器调节（1）调节迈克尔逊干涉仪的底座水平，使干涉仪处于水平状态。
（2）调节粗调手轮，使活动镜大致处于导轨的中间位置。
（3）调节微调手轮，使视场内出现清晰的干涉条纹。
2、观察等倾干涉条纹（1）点亮钠光灯，使钠光灯照射在迈克尔逊干涉仪的分光板上。
（2）眼睛通过目镜观察，缓慢旋转微调手轮，观察等倾干涉条纹的形成和变化。
3、测量光波波长（1）记录初始时干涉条纹的位置。
（2）沿某一方向缓慢移动活动镜，同时计数干涉条纹的移动数目。
（3）根据条纹移动数目和活动镜的移动距离，计算光波波长。
五、实验数据与处理1、实验数据记录｜移动距离（mm）｜条纹移动数目（条）｜｜｜｜｜＿____|＿____|｜＿____|＿____|｜＿____|＿____|2、数据处理根据公式$＼lambda ＝＼frac{2\Delta d}｛＼Delta N}＄，计算光波波长。
其中，＄＼Delta d$为活动镜的移动距离，＄＼Delta N$为条纹移动数目。
3、误差分析（1）仪器误差：迈克尔逊干涉仪的精度有限，可能导致测量误差。
杨氏双缝干涉
杨氏双缝干涉干涉是光学中一种常见的现象，它制约着光的传播以及我们对光的理解。
其中，杨氏双缝干涉是经典的干涉实验之一。
本文将通过对杨氏双缝干涉的解析，详细介绍其原理、实验步骤以及实验结果。
一、杨氏双缝干涉原理杨氏双缝干涉是指当光通过两个紧密且等宽的缝隙时，光的波动特性导致的一种干涉现象。
当光线通过两个缝隙时，它们会发生干涉，交叠形成一系列亮暗条纹。
这是因为光的波动特性使得每个缝隙都成为了一个次级光源，这些次级光源形成的波前在空间中相互干涉，产生了不同的干涉图案。
二、实验步骤1. 准备实验装置：首先，需要准备一个光源、一个狭缝、一个屏幕以及一台可调节的显微镜。
将光源置于较远的位置，将狭缝置于光源与屏幕之间，确保光线能够通过狭缝均匀地照射在屏幕上。
2. 调整狭缝宽度：调整狭缝的宽度，使其尽量保持均匀并且两个缝隙之间的距离相等。
3. 观察干涉图案：将显微镜对准屏幕上的干涉图案，并调节焦距。
通过显微镜观察，将会看到一系列明暗相间的条纹。
这些条纹是由缝隙产生的次级光源交叠形成的。
三、实验结果杨氏双缝干涉实验的观察结果是一系列条纹，其特点如下：1. 条纹间距：相邻两条亮纹或暗纹之间的距离相等，且依赖于光源波长以及缝隙间距，可以通过公式Δx = λL/d计算得到，其中Δx为条纹间距，λ为光源波长，L为狭缝到屏幕的距离，d为缝隙间距。
2. 条纹明暗：亮纹代表光的增强，暗纹代表光的减弱。
这是因为两个缝隙发出的光波在某些方向上相互增强，形成亮纹；而在其他方向上相互抵消，形成暗纹。
3. 干涉级数：根据实验结果，可以观察到不同级别的干涉条纹。
首先出现的为一级暗纹与一级亮纹，然后是二级暗纹与二级亮纹，以此类推。
干涉级数越高，条纹越密集。
四、应用与意义杨氏双缝干涉实验是光学研究中的重要实验之一，它具有以下应用与意义：1. 验证光的波动理论：杨氏双缝干涉实验结果可以很好地验证光的波动性质。
实验证实了平面波的效应以及波的叠加原理。
杨氏双缝干涉实验参考报告
杨氏双缝干涉实验报告参考稿 学院 机电学院 班级 机械电子2班 姓名 钟登巧 学号 201000642113011 同组人 万续 日期2011-3-27【实验题目】杨氏双缝干涉实验【实验目的】1、了解杨氏双缝干涉现象基本原理，2、了解杨氏双缝干涉实验装置基本结构并掌握光路调整方法，3、观察双缝干涉现象并掌握光波波长的一种测量方法。
【实验仪器】杨氏双缝干涉仪器一台（WSY-6-0.5mm ），测微目镜一个（0.01mm ），钠灯光源一套。
【实验原理】1801年，托马斯·杨巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两光源之间相位差的方法来研究光的干涉现象。
用叠加原理解释了干涉现象并在历史上第一次测定了光波的波长.1． 相干条件： 空间两列波在相遇处要发生干涉现象，这两列波必须满足以下三条相干条件。
1）振动方向相同；2）频率相同；3）相位差恒定。
2． 相干光的获得与波长测量基本原理： 杨氏双缝干涉属分波阵面干涉，其相干光路如图所示。
波长为λ的钠黄光入射单缝S 后可视S 为单色线光源，该线光源所发柱面波经间距为d 的双缝S 1与S 2后可在屏上获得干涉条纹，条纹间距为 ,屏到双缝的距离为 ，待测光波波长近似为：双缝干涉原理图【实验内容步骤】一：观察干涉现象x ∆'d d xd '∆=λ（1）了解钠灯光源基本结构与使用方法，预热钠灯，（2）了解杨氏双缝干涉实验仪基本结构，（3）开启钠灯电源预热钠灯，（4）将各光学元件按顺序置于光学导轨上正确布置实验光路并调至同轴等高，（5）观察双缝干涉现象并适当调节单缝方位旋钮使条纹清晰易于观测，二：测量条纹间距与缝屏距离（1）了解测微目镜的基本结构与使用方法，反复练习读数。
（2）选6-8条暗纹为测量对象利用测微目连续读取其位置读数记录于附表，（3）在光具座导轨上分别读取双缝与测微目镜位置读数，（4）关闭钠灯归整仪器结束实验。
【数据记录与实验结果】一：数据记录二：数据处理与实验结果1.应用逐差法求算条纹间距平均值，2.应用不确定度理论相关知识求算条纹间距A类不确定度、B类不确定度与合成不确定度，仪器误差取0.01mm，3.计算缝屏距离及其不确定度，仪器误差取0.5mm，4. 计算波长平均值、合成不确定度并给出最后实验结果。
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实验报告
班级：XX级物理学学号：XXXXXXXXXXX 姓名:XXX 成绩：
实验内容：杨氏双缝干涉实验指导老师:XXX
一实验目的：通过杨氏双缝干涉实验求出钠光的波长。
二实验器材：钠光灯，双缝，延伸架测微目镜，3个二维平移底座，2个升降调节座, 透镜L1,二维架，可调狭缝S，透镜架，透镜L2,双棱镜调节架.
三实验原理：波在某点的强度是波在该点所引起的振动的强度，因此正比于振幅的平方。
如果两波在P点引起的振动方向沿着同一直线。
那么，根据△φ=2π/λδ=2π/（r2-r1）=k （r2-r1）k为波数。
则对应2πj即r2-r1=2jλ/2(j=0,±1,±2…)（1—14）差按等于λ/2的整数倍，两波叠加后的强度为最大值，而对应于△φ=(2j+1) λ\2(j=0,±1,±2…) （1—15）式那些点，光程差等于λ/2的奇数倍，称为干涉相消。
如果两波从s1,s2向一切方向传播，则强度相同的空间各点的几何位置。
满足r2-r1=常量，r2-r1≈s2s1=d满足下列条件的各点，光强为最大值r2-r1≈ d=jλ考虑到r<<d,≈=y/r0,y表示观察点。
P到P0的距离，因而强度为最大值的那些点应满足：d≈dy/r0=jλ或y=j r0λ/d (j=0, ±1,±2…) 同理按（1—15）式可得强度为最小值的条纹或相邻两条强度最小值的条纹的顶点同理按（1—15）式可得强度为最小值的条纹或相邻两条强度最小值的条纹的顶点△y=y j+1-y j= r0λ/d
四实验步骤:1使钠光通过透镜L1会聚到狭缝上,用透镜L2将S成像于测微目镜分划板M 上,然后将双缝D置于L2近旁.在调节好S,D和M的刻线平行,并适当调窄S之后,目镜视场出现便于观察的杨氏条纹.
2 用测微目镜测量干涉条纹的间距△x,用米尺测量双缝的间距d,根据△x=r oλ/d计算钠光的波长.
五实验数据记录与处理:
注：n为X1、X2间的条纹数
由上表可得：
条纹间距平均值：△X≈0.2631mm
测量得有关数据:
测微目镜位置：122.30cm 双缝位置：56.70cm r o=122.30-56.70=65.60cm=656mm
双缝间距：d≈0.938mm
由以上数据得出：
△y=r o入／d ＝＞入=△y d／r o=(0.938×0.2631)÷656×1000000=376.2nm 所以：钠光的波长大约为376.2nm
六误差分析：
⑴由于实验所测量的数据较小，测量和计算式会出现误差。
⑵由于实验仪器的精确度的关系以及镜片的清晰程度，读数十会导致误差。
⑶由于实验时操作的不当影响实验效果的准确度，也会导致部分误差。
⑷在误差允许的范围内，此实验正确。