缝宽对杨氏双缝干涉实验的影响

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1、杨氏双缝干涉实验中缝的大小对实验结果的影响沈青物理与电子信息学院2007级4班指导老师：兰小刚摘要：通过介绍干涉和衍射产生明显的条件，我们将对杨氏双缝干涉实验的结果进行分析，讨论缝的大小b对光的干涉条纹的影响。并利用MATLAB模拟了杨氏双缝干涉实验，绘制出了在不同条件下杨氏双缝干涉实验的几种情况的干涉条纹图样，并根据图样进行了简单的分析。关键词：缝的大小杨氏双缝干涉实验衍射干涉图像TheInfluenceoftheRaphe’swidthtoyoung’stwo-slitInterferenceExprimentShenQingCollegeofPhy

2、sicsandElectronicInformationThe2007level4classInstructor:LanXiaoGangAbstract:Throughtheintroductionoftheinterferenceanddiffractioncausesobviousconditions,wewillhaveayoung'sadouble-slitinterferenceexperimentresultsanddiscussedthesizeoftheseamofinterferencestreakopticalbinfluence.A

3、nduseofMATLABsimulationtheyoung'sadouble-slitinterferenceexperiment,drawoutthedifferentconditionsyoung'sadouble-slitinterferenceexperimenttheinterferencefringesofseveralconditions,andaccordingtothepatternpatternonthesimpleanalysis.Keywords:SeamsizeYoung'sadouble-slitinterferencee

4、xperimentDiffractionInterferenceimages14如果两列波的频率相等，在观察时间内波动不中断，而且在相遇出振动几乎沿着同一直线，那么它们叠加后产生的合振动有些地方加强，在有些地方减弱。这一强度按空间周期性变化的现象称为干涉。在叠加区域内各点处的振动强度有一定的非均匀分布，那么这种分布的整体图像称为干涉图样。光的干涉指多束相干光通过叠加形成的明暗相同、呈周期性变化的光强分布。光的衍射现象指光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏上出现光强分布不均匀的现象，衍射是光的特有现象，只有明显与不明显之分，当缝或孔的尺寸比光的波

5、长大或相当时，就发生明显的衍射。光的干涉和衍射现象都是光的波动性的表现。其本质是一样的，是波的相干叠加。在杨氏双缝干涉实验中，缝的大小将影响实验结果，当缝的大小b大于某一值时，将不能观察到光的干涉现象。缝的大小b小于某一值时将出现衍射现象，也不能观察到干涉现象。因此本文将研究缝的大小对杨氏双缝实验的结果的影响。一杨氏双缝干涉实验1801年，英国物理学家托马斯.杨在实验室里成功地观察到了光的干涉并且最早以明确的形式确定了光波叠加原理，用光的波动性解释了干涉现象，他用强烈的单色光照射到如图1所示的开有小孔S的不透明的遮光板（称为光阑）上，后面放置另一块光阑，

6、开有两个小孔和。杨氏利用惠更斯对光的传播所提出的次波假设，在实验中和可以以为都是从同一个光源S而来的，所以永远都有恒定的相位关系，、都足够，、就成为两相干光源。广屏上任一观察点上两振动相位差(1)用A和I分别表示、两光束的振幅和光强则，在O点附近的任一点P处由：(2)为真空中的波长，n为介质的折射率，=n（）为光程差，为S1、S2两光束传播到P点的振动相位差故=(3)在此实验中因整个装置在空气中所以n=1，光程差=14在近轴和远场近似条件下，即，rd，r的情况下=dsin(4)其中dsintan=n(5)其中y表示观察点p到的距离为双缝光阑到接收屏的距离

7、，d为两缝的距离（含缝的大小b）。因而强度为最大值的那些点应满足条件：dsin或（j=0,1,2……)(6)同理强度为最小值那些点应满足条件：dsin=或（j=0,1,2……)（7）由以上这两式可知相邻两条强度最大值的条纹或相邻两条强度最小值条纹的顶点之间的距离为：即两相邻的明条纹或暗条纹之间距离：（8）xsaRO图一杨氏双缝干涉图二杨氏双缝干涉条纹二杨氏双缝干涉实验中缝的大小对结果的影响在上面杨氏双缝干涉实验中用的光为线光源，但实际生活中光线还是有一定的宽度的，这时我们就把该光源看作许多线光源的叠加图3中AB为宽度为h的带状光源，则AB上任一点都表示一

8、条垂直于图面的细线光源，这时由A到和的光波经过的光程和不相等故在达到P点时和两束