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高中楊氏雙縫干涉實驗裝置

發布時間:2025-02-14 05:00:14

❶ 關於高中物理楊氏雙縫干涉是怎麼回事

  1. 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。

  2. 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。

  3. 確實。如上。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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。

  7. 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。

❷ 一楊氏雙縫干涉實驗裝置,在真空中觀察時,干涉條紋間距為1.5mm。若把

條紋間距與波長成正比,與折射率成反比,干涉條紋間距:1.5mm/【4/3】=1.125mm

❸ 在楊氏雙縫干涉實驗裝置中,雙縫的作用是使白光變成單色光

這個實驗中,雙縫是作為兩個相干光源用。
白光變單色光可以用濾色鏡,三棱鏡等。

❹ 高中物理選修3-4先講干涉和原因

相干光源也必須滿足這四個條件。日常生活中,我們很少看到光的干涉現象,是因為相干光源不常見。物理學家為了能觀察到光的干涉現象,就需要想一些辦法來獲得相干光源。

1801年,英國物理學家托馬斯·楊就成功地觀察到了光的干涉現象。

下面我們就來了解他是怎麼做到的。

一、楊氏干涉實驗

1. 實驗裝置

一束單色光,一個有兩條狹縫的擋板,一個光屏。

2. 相干光源的獲得

當一束單色光投射到擋板時,「一分為二」,兩條狹縫相當於兩個完全相同(頻率、相位、振動方向總是相同)的光源,即相干光源。

3. 演示實驗:雙縫干涉實驗(請觀看下面的視頻)

仔細查看課本彩圖中的雙縫干涉圖樣。

干涉圖樣特點:是一些明暗相間、間距相等的條紋
與水波的干涉圖樣類比,我們能夠了解:

水波干涉的振動加強區域對應著光的干涉圖樣中的亮條紋;

水波干涉的振動減弱區域對應著光的干涉圖樣中的暗條紋;

下面我們就來分析光屏上的點滿足什麼條件是明條紋(或者暗條紋)上的點?

二、對干涉圖樣的分析

前提條件:S1和S2相當於兩個頻率、相位和振動方向都相同的波源。

(1)P0是S1、S2連線的中垂線與光屏的交點,也就是干涉圖樣的對稱中心。

S1、S2到P0的距離相同,那麼由S1、S2發出的兩列波的波峰和波谷,會同時到達P0點,也就是說相位仍然相同,在這點兩列波疊加後互相加強,因此這里出現亮條紋,即中央明條紋。

(2)再考察P0點上方的另外一點,例如P1,它距離S2比S1稍遠一些,兩列波到達該點的路程不相同。如果路程差正好是半個波長,那麼當一列波的波峰到達P0時,另一列正好在這里出現波谷,這時兩列波疊加的結果是相互抵消,於是這里出現暗條紋。

(3)對於更遠一些的點,例如P2,來自兩個狹縫的光波的路程差更大。如果路程差正好等於波長,那麼兩列波的波峰和波谷會同時到達這點,它們互相加強,這里也出現亮條紋。

依此類推,光源到該點的路程差等於半波長的偶數倍(即波長整數倍,包括距離之差為零的情況)的位置都會出現亮條紋;

路程差等於半波長的奇數倍的位置都會出現暗條紋。

❺ 在楊氏雙縫干涉實驗中,把裝置浸入水中,干涉條紋的間距怎麼變

在楊氏雙縫干涉實驗中,把裝置浸入水中,干涉條紋的間距會變小。由於楊氏雙縫干涉的條紋間距和介質波長成正比,在水中的介質波長小於在空氣中的波長,所以條紋間距會減小。

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