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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。

高中

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

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

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