北京郵電大學電磁場與微波測量實驗報告實驗三電磁波雙縫干涉實驗一、實驗目的1、通過實驗觀察和測量雙縫干涉的現(xiàn)象和特征。 2. 掌握來自雙縫的兩個中心衍射波相互干涉的影響。 2、實驗設備 微波譜儀、三厘米固態(tài)振蕩器、喇叭天線、可變衰減器、晶體探測器、雙縫平板 3、實驗原理圖 3.1 雙縫干涉圖 3.1 雙縫干涉如圖 3.1 所示。 當平面波垂直入射到金屬板的兩個狹縫時，每個狹縫都是一個二次波源。 兩個狹縫發(fā)出的二次波是相干波，因此在金屬板后面的空間中會發(fā)生干涉。 當然，光通過每個狹縫時也會發(fā)生衍射，因此實驗將是衍射和干涉結(jié)合的結(jié)果。 為了只研究主要是來自雙縫的兩個中心衍射波相互干擾的結(jié)果，需要使雙縫的縫寬接近，例如：此時，一階最小值單縫衍射角接近530，因此該值越大，干涉強度受縫衍射的影響越小； 如果較小，則單縫衍射對干涉強度的影響較大。 干擾加強的角度為：，其中K=l，2，……； 干擾減弱的角度為： 其中K=l，2，……實驗內(nèi)容及步驟如圖3.2所示連接儀器； 圖3.2 雙縫干涉實驗系統(tǒng) 2. 調(diào)整雙縫板，使縫寬達到合適的值。 3、將雙狹縫安裝在支架上，使狹縫平面與支架下方小圓盤上的一對刻線一致。 此時的線應與工作平臺上900刻度上的一對線一致。
4、旋轉(zhuǎn)小平臺，使固定臂指針位于小平臺1800°處。 此時小平臺的00即為狹縫平面的法線方向。 按照信號源操作步驟打開電源，調(diào)節(jié)衰減器，使信號電平讀數(shù)接近滿量程。 6、從衍射角00開始，雙縫兩側(cè)衍射角每次變化10時讀取儀表讀數(shù)，并記錄（注：由于衍射板橫向尺寸較小，當b較大時，為了避免接收揚聲器直接接收到發(fā)射揚聲器的發(fā)射波或通過板邊緣傳來的波，活動臂的旋轉(zhuǎn)角度應較小。） 7、實驗結(jié)束后，關(guān)閉電源。并將衰減器的衰減量調(diào)整到最大。 實驗結(jié)果與分析（1）雙縫干涉實驗：a=40mm，b=80mm角度（o）左干涉強度（μA右干涉強度（μA平均左、右干涉強度）（μ..58031.59010.... 30 從上述數(shù)據(jù)可以看出，實驗測得的一階最大干涉角在20o左右，一階最小干涉角在29o左右。
λ=32mm，代入公式可得？ = 一階最小干涉角 ψ = 干涉曲線如下所示： 角度(o) 一階最大干涉角 一階最小干涉角 角度(o) 一階最大干涉角 一階最小干涉角 干涉強度 ( μA) (2)雙縫干涉實驗：角度(o)左干涉強度(μA右干涉強度(μA平均左、右干涉強度)(μ.53010....由以上數(shù)據(jù)可以看出實驗測得的一階最大干涉角在20o左右，一階最小干涉角在34o左右 若理論值λ=32mm?=一階最小干涉角ψ=干涉曲線如圖所示。下圖：一階最大干涉角、一階最小干涉角(o) 一階最大干涉角、一階最小干涉角(o) 干涉強度(μA) (3) 雙縫干涉實驗：a角度（o） 左干涉強度（μA，右干涉強度（μA），左右干涉強度平均值（μ...5） 從以上數(shù)據(jù)可以看出雙縫干涉實驗，從實驗經(jīng)測量，一階最大干涉角在23o左右，一階最小干涉角在38o左右。
如果理論值λ=32mm？ = 一階最小干涉角 ψ = 干涉曲線如下圖所示： 一階最小干涉角、一階最大干涉角 (一階最小干涉角、一階最大干涉角) 角(o)通過理論值與實驗值的比較，可以得到干擾強度（μA）誤差分析。 第一個實驗中，在λ=39.184mm處實驗值更接近理論值。 第二次實驗中，在λ=32mm處實驗值更接近理論值。 此外，單縫衍射的干擾和讀數(shù)不準確也會影響實驗結(jié)果。 問題（1）嘗試解釋a和b的變化對干擾的影響。 答：當狹縫尺寸a較大時，光線直接通過。 使用雙縫時，屏幕上會出現(xiàn)亮點，而不是干涉條紋。 隨著狹縫a尺寸的減小，干涉條紋開始慢慢出現(xiàn)在屏幕上。 當狹縫的尺寸繼續(xù)減小時，屏幕上的圖像不僅僅是干涉圖案，還出現(xiàn)了光的另一種相干疊加現(xiàn)象——衍射。 當采用單色光照射時，在保持其他參數(shù)不變的情況下，僅改變雙縫間距b。 隨著 b 依次增加。 ，干涉條紋的狹縫寬度變窄英語作文，條紋變密。 （2）假設b趨近于0，實驗結(jié)果的變化趨勢如何？ 答：如果b接近0，干涉現(xiàn)象就會越來越不明顯。 如果狹縫的寬度足夠小雙縫干涉實驗，就類似于單縫衍射實驗。