PASCO物理实验报告(基础实验二干涉).doc

PASCO物理实验报告（基础实验六） 学号： 姓名： 实验名称： 干涉 一、实验目的 研究激光通过双缝形成的干涉图样的光强分布规律。 二、实验原理 当光通过双缝时，从两缝出来的两束光线互相干涉产生干涉条纹。在干涉条纹中的极大（亮条纹）对应的角度由下式给出： 这里d表示缝间距，θ表示从图样中心到第m级极大间的夹角，λ表示光的波长，m表示级次（从中心向外计数，0对应中央极大，1对应第一级极大，2对应第二级极大，…），见图2.1。通常因为角度较小，可以假设 根据三角关系， 这里y 表示在屏上从图样中心到第m级极大间的距离，D表示从狭缝到屏的距离，如图2.1所示。所以可由干涉方程解出缝间距： 三、实验仪器 科学工作站接口、光传感器、旋转运动传感器及一维运动附件、光具座及屏、二极管激光器、双缝圆盘、白纸（贴屏用）、米尺 四、实验内容 1.系统的组装与调试 如图1.2所示安装仪器（详见单缝隙衍射） 2.观测双缝干涉的光强分布 测量狭缝到屏的距离（注意：狭缝实际上是偏离狭缝支架中心的）。记录屏位置、狭缝位置及其差值（狭缝到屏的距离）于表2.1中。 选择缝宽0.04mm，缝间距0.25 mm的双缝，旋转狭缝圆盘，使双缝位于其支架中心。上下左右调整激光束位置，使光位于狭缝中心。 单击“Start”开始采集数据。 缓慢、平稳地移动一维运动附件，使衍射斑光强的极大值依次通过光传感器的末端。 整个干涉图测完后，单击“Stop”停止采集数据，光强随位置变化的曲线图。 缝宽不变，改用缝间距为0.50mm的双缝实验，重做以上内容。 用另一个缝宽为0.08mm，缝间距为0.25mm的双缝实验，重做以上内容。 a=0.04mm d=0.25mm : a=0.04mm d=0.5mm : a=0.08mm d=0.25mm : 五、数据分析 用同级次条纹间的距离除以2，求得从图样中心到第一级和第二级极小的距离，记录于表2.1中。 用激光波长的平均值（二极管激光器辐射波长为670mm），计算二次缝宽，第一次用第一级，第二次用第二级，并在表2.1中记下这个结果。 计算实验缝宽，并与标称值进行比较，计算相对不确定度，记录于表2.1中。 表2.1 缝宽0.04mm/缝间距0.25mm双缝的测量数据与结果 狭缝到屏的距离（D）= 0.87m 第一级（m=1） 第二级（m=2） 同级次条纹间距 0.0405m 0.08m 条纹到中心的距离 (y) 0.02025m 0.04m 计算缝间距 0.28mm 0.29mm 相对不确定度 12% 16% 根据计算可得的结果误差在可接受的范围内，因而实验结果较为准确可信 六、误差分析 仪器精度有限给实验带来误差 测量狭缝到屏的距离时度数不准确给结果带来误差 调节仪器时狭缝未调到支架中心或光未在其正中心给实验结果带来误差 调节一维运动附件时有晃动或比较迅速可能也会给实验结果带来误差 计算时存在约等（即取的是近似值）给实验结果带来误差 七、问题与思考 当狭缝间距增加时，极大间的距离是增加还是减小，还是保持不变？ 答：极大间的距离减小 当狭缝宽度增加时，极大间的距离是增加还是减小，还是保持不变？ 答：极大间的距离减小 当狭缝间距增加时，衍射包络中第一级到极小的距离是增加还是减小，还是保持不变？ 答：衍射包络中第一级到极小的距离减小 当狭缝宽度增加时，衍射包络中第一级到极小的距离是增加还是减小，还是保持不变？ 答：衍射包络中第一级到极小的距离减小 图2.2 单缝衍射包络 图2.1 干涉花样