用双缝干涉法测量杨氏模量

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1、（看看弄清楚原理就行了实验方案有很多要改的）实验题目：用双缝干涉法测量杨氏模量实验目的：根据双缝干涉现象，找出明暗条纹的宽度与狭缝之间距离的关系，测定金属丝的杨氏模量。实验仪器：杨氏模量实验仪、测微目镜、激光器、直尺、千分尺。实验原理：⑴杨氏模量的定义及计算公式杨氏模量(Young'smodulus)是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，它与物体所受外力的大小和物体的形状无关，只决定于材料的性质。一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL。F/S叫应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；ΔL/L叫应变，其物理意义是金属丝单位长度所

2、对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量：Y=FL/(S·ΔL)⑵双缝干涉现象及公式推导光的干涉是指若干个光波（成员波）相遇时产生的光强分布不等于由各个成员波单独造成的光强分布之和，而出现明暗相间的现象。光的干涉现象的发现在历史上对于由光的微粒说到光的波动说的演进起了不可磨灭的作用。1801年，托马斯·杨提出了干涉原理并首先做出了双狭缝干涉实验。实验　　英国物理学家托马斯·杨最先在1801年得到两列相干的光波，并且以明确的形式确立了光波叠加原理，用光的波动性解释了干涉现象。他用强烈的单色光照射到开有小孔S的不透明的遮光扳（称为光阑）上，后面置有另

3、一块光阑，开有两个小孔S1和S2。杨氏利用了惠更斯对光的传播所提出的次波假设解释了这个实验。S1，S2为完全相同的线光源，P是屏幕上任意一点，它与S1，S2连线的中垂线交点S'相距x，与S1，S2相距为rl、r2，双缝间距离为ΔL，双缝到屏幕的距离为L。因双缝间距d远小于缝到屏的距离L，P点处的光程差：δ=r2-r1=x·d/D=±k·Dλ/d　　干涉明条纹的位置可由干涉极大条件d=kλ得：x=(L/ΔL)kλ,干涉暗条纹位置可由干涉极小条件d=(k+1/2)λ得：x=(D/ΔL)(k+1/2)λ明条纹之间、暗条纹之间距都是Δx=λ(D/ΔL)

4、因此干涉条纹是等距离分布的。ΔL=λ(D/Δx）⑶结合实验装置如何微小量的测量狭缝间的距离：ΔL=Dλ/x⑷导出计算公式Y=FL/(S·ΔL)Y=FL/(S·Dλ/x)实验步骤：⑴实验系统的调节：①杨氏模量的调节；②光路的调节1、光路调节　　（1）将单色光源M、会聚透镜L、狭缝S、双棱镜AB与测微目镜P，按图所示次序放置在光具座上，用目视粗略地调整它们中心等高、共轴，并使双棱镜的底面与系统的光轴垂直，棱脊和狭缝的取向大体平行。（2）点亮光源M，通过透镜照亮狭缝S，用手执白纸屏在双棱镜后面检查；2、调节干涉条纹（1）减小狭缝宽度（以提高光源的空间

5、相干性），一般情况下可从测微目镜观察到不太清晰的干涉条纹。（2）绕系统光轴缓慢地向左或右旋转双棱镜B，当转到双棱镜脊与狭缝的取向严格平行时，显现出清晰的干涉条纹。（3）为便于测量，在看到清晰的干涉条纹后，应将双棱镜或测微目镜前后移动，使干涉条纹的宽度适当，同时只要不影响条纹的清晰度，可适当增加缝宽，以保持干涉条纹有足够的亮度。⑵测量①分别测出钢丝的长度L,直径2R,②测出狭缝到测微目镜的距离D；③读出测微目镜中明暗条纹间距x；实验数据计算金属丝的杨氏模量Y；数据处理与误差分析：实验结果：心得体会：