北邮电磁场与电磁波实验三四五.docx

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1、实验三、双缝干涉实验1.实验目的掌握来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的影响。2.实验设备S426型分光仪3.实验原理图一双缝衍射原理图如图1所示，当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上，则每一条狭缝就是次级波波源。由两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的后面空间里，将产生干涉现象。当然，光通过每个缝也有衍射现象。因此本实验将是衍射和干涉两者结合的结果。为了主要研究来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，设b为双缝的距离，a为缝宽，a接入波长λ。因此，取较大的b，则干涉强度受单缝衍射的影响小；反之，当b较小时，干涉强度受单缝

2、衍射影响大。干涉加强的角度为：干涉加强的角度为：φ=sin-1（K∙λa+b）干涉减弱的角度为：φ=sin-1（2K+12∙λa+b）本演示实验中，只对1级极大干涉角和极小干涉角作讨论。1.实验内容与步骤仪器连接时，预先接需要调整双缝衍射板的缝宽，当该板放在支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90刻度的一对线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的180处，此时小平台的0就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。然后从衍射角0开始，在双缝的两侧使衍射角每改变1度去一次

3、表头读数，并记录下来。由于衍射板横向尺寸太小，所以当b取得较大时，为了避免接收喇叭直接收到发射喇叭的发射波或通过板的边缘过来的波，活动臂的转动角度应小些。2.实验数据与分析2.1.双缝衍射实验a=40mm;b=80mm,λ=32mm1)实验测量数据φ右侧电流强度（μA)左侧电流强度（μA)平均电流强度（μA)0°9090901°96100982°10094973°1006180.54°983968.55°6820446°361525.57°1618178°62515.59°4382110°6522911°10503012°25

4、4233.513°40404014°48484815°56565616°557866.517°479671.518°381006919°2310061.520°109954.521°49147.522°2824223°0743724°0603025°14623.526°4241427°697.528°84629°84630°7151131°55228.532°4985133°310051.534°21005135°110050.536°110050.51)理论分析将双缝的参数a=40mm;b=80mm,λ=32mm代入方程中，

5、得到下表：K0123Φ1（极大值）0°15.47°32.23°53.13°Φ2（极小值）7.66°23.58°41.81°68.96°2)作图分析其中，蓝色的曲线代表原始数据，绿色的离散值代表极大值，红色的离散值代表极小值。1)误差分析从上图可以看出，误差在5°以内，在允许的误差范围内。实验验证了双缝干涉原理。由表可以看出，实验数据中极大值和极小值的度数均比理论值稍大一些，有可能原因有以下几点：由于实验对周围环境要求较高，而实验室人太多，导致反射过多，手臂的晃动对度数的大小都有影响，友谊很可能对度数造成了误差；由于双峰衍射板的

6、度数不是很精确，调双缝宽度的时候可能造成较大的误差；仪器的喇叭天线有些松动，旋转转动臂时可能因晃动而造成误差。1.1.双缝衍射实验a=30mm;b=70mm,λ=32mm1）实验测量数据φ右侧电流强度（μA)左侧电流强度（μA)平均电流强度（μA)0°9090901°8510092.52°70100853°5710078.54°40100705°279862.56°1577467°1052318°440229°2301610°2281511°4321812°11452813°25493714°384541.515°466153

7、.516°56887217°629779.518°641008219°621008120°521007621°401007022°301006523°201006024°81005425°310051.526°17236.527°03517.528°012629°04230°163.531°214832°32413.533°75430.534°1110055.535°221006136°38100691）理论分析将双缝的参数a=30mm;b=70mm,λ=32mm代入方程中，得到下表：K012Φ1（极大值）0°18.66°39

8、.79°Φ2（极小值）9.21°28.69°53.13°2）作图分析其中，蓝色的曲线代表原始数据，绿色的离散值代表极大值，红色的离散值代表极小值。1）误差分析从上图可以看出，误差在3°以内，在允许的误差范围内。实验验证了双缝干涉原理。由表可以看出，实验数据中极大值和极小值的度