⑴ 如圖所示,在楊氏雙縫干涉實驗裝置中,其中一個縫被折射率為1.58的薄玻璃片遮蓋,在
(1.58-1)*d=7λ,d=0.0058毫米。
⑵ 楊氏雙縫干涉裝置怎麼組裝
1、准備材料:需要准備兩個平行的狹縫、一個光源、一個透鏡、一個屏幕,以及支架和調整螺絲等附件。
2、安裝支架:將支架固定在平穩的桌面上,並調整支架的高度和角度,使其與地面垂直,並保證兩個狹縫的高度相同。
3、安裝透鏡:將透鏡固定在支架上,並調整透鏡的位置和角度,使其與狹縫垂直,並能夠收集到光線。
4、安裝透鏡:將透鏡固定在支架上,並調整透鏡的位置和角度,使其與狹縫垂直,並能夠收集到光線。
5、安裝透鏡:將透鏡固定在支架上,並調整透鏡的位置和角度,使其與狹縫垂直,並能夠收集到光線。
6、調整狹縫:調整兩個狹縫的位置和寬度,使其能夠發出相干光。
7、調整透鏡和屏幕:調整透鏡和屏幕的位置和角度,使其能夠接收到干涉光,並調整屏幕的距離,觀察干涉條紋的清晰度和間距。
⑶ 將楊氏雙縫干涉實驗裝置放入折射率為n的介質中其條紋間隔是空氣中的多少倍求過程
首先,△x=Dλ/d是通用的(如有疑問詳見圖),但不同介質中λ不同,內所以求出n與λ的關系帶容入即可。
u(波速)=c(真空中光速)/n【1】
u=λf(頻率)【2】
聯立【1】【2】得
c/n=λf
λ=c/nf(不同折射率中f不變)
帶入原式得△x=Dc/dnf
因此間距的比例為1/n
來源:《物理學第六版下冊》p101
⑷ 關於高中物理楊氏雙縫干涉是怎麼回事
這個裝置的激光源與雙縫不在同一條直線上,它是向上照到反光鏡上,經過反射後再照到雙縫。你仔細看,那個反光鏡的鏡片與水平方向的角度是45度,它起到改變激光的方向,使之與雙縫共線的作用。直接照射也是可以的,這里是這個裝置的問題,那個激光源向上發射激光。不過,托馬斯·楊當初做實驗的時候,沒用到激光,而是用了單縫來得到相同的效果。
界線實際上是不明顯的,看上去明顯的「界線」,事實上不是界線,而是光強大造成的對比度大。界線處是有過渡的。明暗是相對的概念,暗條紋並不是說完全的一點光都沒有,它是相對於亮條紋處暗,接近中央亮條紋的暗條紋,是比遠離中央暗條紋要亮的。界線處也是如此,接近中央亮條紋的界線要更亮。
這個亮度的增加比較復雜,我簡單的這樣認為:接近亮條紋中央的地方,與遠離亮條紋中央的地方相比較,光照強度隨「距離中央亮條紋的距離」的減小而增加的速度更快。這樣,在接近中央亮條紋處,暗條紋會變亮,而界線處變亮的更多,以至於界線處看起來像是屬於亮條紋,實際上是在過渡。遠離中央亮條紋處,可以看到暗條紋比亮條紋寬,也是這樣的。正因為是漸進,所以才會有這樣的現象。
確實。如上。
確實不太容易區分。在課本後面「實驗:用雙縫干涉測量光的波長」給出的實驗裝置更為完整,可以看到藉助了放大鏡來輔助。課本上的圖片也是藉助特殊的儀器設備,經過處理後得到的。
雙縫相當於兩個光源,光源發出的「光線」的數量是有限的,越接近光源,「光線」越密集,與光源等距處「光線」的密集程度相同。兩邊的條紋越來越暗,是因為距離光源越來越遠,「光線」逐漸變得稀疏。這個地方高中物理不深入研究,咱也不清楚准確的描述,能明白就好了。
這個在2裡面說了一些了,暗條紋處並不是沒有光,而是相對較少。我們一般用光的波動性來解釋干涉現象。我們說在暗條紋處,兩列光波在疊加後相互削弱。光波,也就是電磁波,和機械波是不太一樣的,這個地方高中物理不深入研究,咱也不是很清楚。
我猜測,這個白板用來顯示光路。但是因為沒有實際見過,所以並不能確定,僅僅猜測。
⑸ 關於楊氏雙孔裝置的問題,等待光學大神的解答,求求求求求!
楊氏雙縫干涉實驗,可以用點光源,也可以用線光源,或者擴展光源。
(1)將屏幕遠離雙孔,意味著到顯示屏的距離增大,因此觀察到的干涉條紋會減少,而且條紋將會變得模糊。
(2)雙孔前面的單孔,是為了增加光的時間相乾性和空間相乾性,讓干涉條紋清晰而已。所以無論你把這個單孔變大還是變小,只要雙孔之間的距離沒變,就不會影響干涉條紋的條數。影響的只是觀察的清晰度。
⑹ 測量金屬絲的楊氏彈性模量的實驗報告怎麼寫
揚氏模量測定
【實驗目的】
1. 掌握用光杠桿裝置測量微小長度變化的原理和方法;
2. 學習一種測量金屬楊氏彈性模量的方法;
3. 學慣用逐差法處理資料。? 【實驗儀器】
楊氏模量測定儀、光杠桿、望遠鏡及標尺、螺旋測微器、游標卡尺、捲尺等
【實驗原理】
一根均勻的金屬絲或棒(設長為L,截面積為S),在受到沿長度方向的外力F作用下伸長?
ΔL。根據胡克定律:在彈性限度內,彈性體的相對伸長(脅變)?ΔL/L與外施脅強F/S
成正比。即:
? ΔL/L=(F/S)/E (1)
?式中E稱為該金屬的楊氏彈性模量,它是描述金屬材料抗形變能力的重要物理量,其單
位為?N·m-2?。?
?設金屬絲(本實驗為鋼絲)的直徑為d,則S=πd2/4,將此式代入式(1),可得:
E=4FL/πd2ΔL (2)
?根據式(2)測楊氏模量時,F,d和L都比較容易測量,但ΔL是一個微小的長度變化,很
難用普通測長器具測准,本實驗用光杠桿測量ΔL。
【實驗內容】
1. 實驗裝置如圖2-9,將重物托盤掛在螺栓夾B的下端,調螺栓W使鋼絲鉛直,並注意使
螺栓夾B位於平台C的圓孔中間,且能使B在上下移動時與圓孔無摩擦。
?2. 放好光杠桿,將望遠鏡及標尺置於光杠桿前約1.5~2m處。目測調節,使標尺鉛直
,光杠桿平面鏡平行於標尺,望遠鏡與平面鏡處於同一高度,並重直對向平面鏡。
?3. 微調平面鏡或望遠鏡傾仰和望遠鏡左右位置,並調節望遠鏡的光學部分,使在望遠鏡
中看到的標尺像清晰,並使與望遠鏡處於同一高度的標尺刻度線a0和望遠鏡的叉絲像的橫
線重合,且無視差。記錄標尺刻度a0值。
?4. 逐次增加相同質量的砝碼,在望遠鏡中觀察標尺的像,依次讀記相應的與叉絲橫線重
合的標尺刻度讀數a1,a2,…然後,再逐次減去相同質量的砝碼,讀數,並作記錄。
?5. 用米尺測量平面鏡面至標尺的距離R和鋼絲原長L。
?6. 將光杠桿取下,並在紙上壓出三個足尖痕,用游標卡尺測出後足尖至兩前足尖聯機的
垂直距離D。
?7. 用螺旋測微器在鋼絲的不同位置測其直徑d,並求其平均值。
【數據處理】
本實驗要求用以下兩種方法處理資料,並分別求出待測鋼絲的楊氏模量。
一、用逐差法處理資料
?將實驗中測得的資料列於表2-4(參考)。
l= ± ?cm?
?L= ± ?cm?
?R= ± ?cm?
?D= ± ?cm?
?註:其中L,R和D均為單次測量,其標准誤差可取測量工具最小刻度的一半。
? d= ± ?cm?
?將所得資料代入式(4)計算E,並求出S(E),寫出測量結果。
?注意,弄清上面求得的l是對應於增加多少千克砝碼鋼絲的伸長量。
二、用作圖法處理資料
?把式(4)改為:
?
?其中:
?
?根據所得資料列出l~m資料表格(注意,這里的l各值為 ),作
l~m圖線(直線),求其斜率K,進而計算E;
?
【實驗報告】
【特別提示】
【思考問答】
1. 光杠桿的原理是什麼?調節時要滿足什麼條件?
2. 本實驗中,各個長度量用不同的器具來測定,且測定次數不同,為什麼這樣做,試從
誤差和有效數字的角度說明之。
3. 如果實驗中操作無誤,但得到如圖2-14所示的一組資料,這可能是什麼原因引起的, 如何處理這組資料?
4. 在數據處理中我們採用了兩種方法,問哪一種所處理的資料更精確,為什麼?
5. 本實驗中,哪一個量的測量誤差對結果的影響最大?
【附錄一】
【儀器介紹】
一、楊氏模量儀
??楊氏模量儀的示意圖見圖2-9。圖中,A,B為鋼絲兩端的螺栓夾,在B的下端掛有砝碼托盤,調節儀器底座上的螺栓W可使鋼絲鉛直,此時鋼絲與平台C相垂直,並使B剛好懸在平台C的圓孔中央。?
二、光杠桿
?1. 光杠桿是測量微小長度變化的裝置,如圖2-9所示。將一個平面鏡P固定在T型支架上,在支架的下部有三個足尖,這一組合就稱為光杠桿。在本實驗中將兩個前足尖放在平台C前沿的槽內,後足尖擱在B上,藉助望遠鏡D及標尺E,由後足尖隨B的位置變化測出鋼絲的伸長量。
?2. 圖2-10為光杠桿的原理示意圖,光杠桿的平面鏡M與標尺平行,並垂直於望遠鏡,此時在望遠鏡中可看到經由M反射的標尺像,且標尺上與望遠鏡同一高度的刻度a0的像與望遠鏡叉絲像的橫絲相重合(參看圖2-11,相當於本實驗中砝碼托盤掛重物前望遠鏡中標尺的讀數),即光線a0O經平面鏡反射返回望遠鏡中。當光杠桿後足下降一微小距離ΔL時,平面鏡M轉過θ角到M′位置。此時,由望遠鏡觀察到標尺上某刻度a1的像與叉絲橫線相重合(參看圖2-12,相當於本實驗中砝碼托盤掛重物後望遠鏡中標尺的讀數),即光線a1O經平面鏡反射後進入望遠鏡中。根據反射定律,得∠a1Oa0=2θ,由圖2-10可知:
?
??
?式中,D為光杠桿後足尖至兩前足尖聯機的垂直距離,R為鏡面至標尺的距離,l為光杠桿後足尖下移ΔL前後標尺讀數的差值。由於偏轉角度θ很小(因ΔL<<D,l<<R,)近似地有:
?由該兩式可得光杠桿後足尖的下移距離(相當於本實驗中掛重物後鋼絲的伸長量)為:
(3)
?由此式可見,ΔL雖是難測的微小長度變化,但取R>>D,經光杠桿轉換後的量l卻是較
大的量,並可以用望遠鏡從標遲上讀得,若以l/ΔL為放大率,那麼光杠桿系統的放大
倍數即為2R/D。在實驗中通常D為4~8cm,R為1~2m,放大倍數可達25~100倍。
將式(3)和F=mg(m為所掛砝碼的質量)代入式(2),可得:
? (4)
?此即為本實驗所依據的測量式。
?還有一種光杠桿,其結構與上一種相似,只是把平面反射鏡換成帶有反射面的平凸透鏡,
把望遠鏡換成光源。實際應用時,通過調節反射鏡到標尺的距離和光源位置等,使光源前面
玻璃上的十字線清晰地成像到標尺上,通過標尺上十字線的偏移測出微小長度變化ΔL
,其ΔL計算式與前一種完全相同。
圖2?11掛重物前的讀數
圖2?12掛重物後的讀數
??三、望遠鏡
?望遠鏡的結構如圖2-13所示,其主要調節如下:
?1. 調節目鏡(即轉動目鏡筒H),使觀察到的叉絲清晰。
1-目鏡;2-叉絲;3-物鏡?圖2-13望遠鏡示意圖
?2. 調節物鏡,即將筒I從物鏡筒K中緩緩推進或拉出,直到能從望遠鏡中看到清晰的
目標像。
?3. 消除視差,觀察者眼睛上下晃動時,從望遠鏡中觀察到目標像與叉絲像之間相對位置
無偏移,稱為無視差。如果有視差,則要再仔細調節物鏡與目鏡的相對距離(即將I筒再稍
微推進或拉出),直到消除視差為止。