光学
杨氏双缝干涉
检验小角近似关系 i = λD/a,并确定屏幕上的亮纹和暗纹位置。
器材
- 波长可调的单色激光器
- 缝间距 a 可调的双缝片
- 安装在可测量导轨上的屏幕,以及测量条纹位置的尺
实验步骤
调整装置
真实实验中,将狭缝片垂直于光束放置,设定屏幕距离 D,并使中央亮纹对准尺的零点。记录 D 和 a。
测量多个条纹
测量中心亮纹到两侧第 m 条亮纹的距离。对两次读数取平均后除以 m,以减小读数误差。
每次改变一个参数
固定 a、D 改变 λ,再分别单独改变 a 和 D。将测得的条纹间距与 i = λD/a 比较;暗纹位于相邻亮纹的中间。
模拟
实验历史
1801年,托马斯·杨利用两个狭缝产生的干涉,展示了光具有波动行为的证据。等间距明暗条纹难以用简单的粒子流解释,成为叠加原理的经典演示。
杨最初的装置并非现代激光器与狭缝片。后来的改进使几何条件更易控制、条纹更易测量。当屏幕远离狭缝且角度较小时,关系式 i ≈ λD/a 成立,可由测得的条纹间距推算波长。