北邮电磁场实验-双缝干涉实验

1、北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验三 双缝干涉实验学院： 电子工程学院 班级： 组员： 邹夫、马睿、李贝贝 执笔： 邹夫 目录1.实验内容11.1实验目的11.2实验设备11.3实验步骤12.实验原理22.1原理图22.2实验原理23实验数据与分析33.1双缝衍射实验一33.1.1实验测量数据33.1.2理论分析43.1.3作图分析43.1.4误差分析43.2双缝衍射实验二53.2.1实验测量数据53.2.2理论分析63.2.3作图分析63.2.4误差分析64.思考题75.实验心得与体会71. 实验内容1.1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。1.2实验设备S426型分光仪。

2、1.3实验步骤1.仪器连接时，预先接需要调整双缝缝衍射板的缝宽；2.将板子放到支座上，是狭缝平面与支座下面的小圆盘的某一刻线一致，此刻线应与工作平台上的90刻度的一对线一致；3.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就是狭缝平面的发现方向；4.调节信号电平使表头指示接近满读；5.从衍射角0开始，在双缝的两侧使衍射角每改变1度读取一次表头读数，并记录下来。2.实验原理2.1原理图2.2实验原理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就是相干波，因此在金属板的后面空间中，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

3、是将衍射和干涉两者结合的结果。为了主要研究来自双峰的两书中央衍射波相互干涉的结果，这里假设吧、为双缝的间距，a为S1,S2双缝的宽度，a接近波长，例如：=3.2cm，a=4cm，这时单缝的一级极小衍射角接近53，因此取较大的b，则干涉强度受单缝衍射的影响较小；反之，当b较小时，干涉强度受单缝衍射影响较大。干涉加强的角度为：=sin-1(K*a+b) k = 1、2 干涉减弱的角度为：=sin-1(2K+12*a+b) k = 1、2 3实验数据与分析3.1双缝衍射实验一 实验一双缝参数为：a = 40mm; b=80mm;=32mm3.1.1实验测量数据左侧角度电流强度(m)左侧角度电流强度(

4、m)右侧角度电流强度(m)098.0273.0098.0192.2286.2193.0288.22910.4289.2358.03016.8365.4444.43122.0448.0536.23224.2538.4620.03322.0622.4710.43423.0710.682.63523.084.290.23623.892.4100.23723.8101.2112.63824.2111.81214.03925.61212.61324.04027.61322.81439.84126.01442.01512.04220.21664.04318.21768.04412.01870.4457.0

5、1968.2463.82063.0472.22156.0481.22249.8491.62324.0501.02420.4510.2259.2520.2263.8530.03.1.2理论分析将双缝的参数a = 40mm; b=80mm;=32mm代入方程，中，得到下表：K01231(极大值)015.4732.2353.132(极小值)7.6623.5841.8168.963.1.3作图分析将表中数据输入Matlab中绘图得以下结果：其中：蓝色的曲线代表原始数据，红色的离散值代表极大值，绿色的离散值代表极小值。3.1.4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

6、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，其可能原因有以下几点：1. 由于实验对周围环境要就较高，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，所以很可能对度数造成了误差；2. 由于双缝衍射板的度数不是很精确，调双缝宽度的时候可能造成较大的误差；3. 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。3.2双缝衍射实验二 实验二双缝参数为：a = 30mm; b=70mm;=32mm;3.2.1实验测量数据左侧角度电流强度(m)左侧角度电流强度(m)右侧角度电流强度(m)0100.02723.00100.0196.22810.2194.228

7、8.2293.4286.4378.0301.8372.4470.4310.2466.0562.8320.2561.4650.2330.2652.4730.6340.2731.6814.6350.2814.293.2361.893.4101.2373.2102.2112.2389.2112.8125.43918.6125.6131.64029.2132.81427.24138.01426.01533.64243.21648.04342.21758.44434.01864.44523.01979.24612.82090.0474.22196.2484.22297.8496.62394.2506.0

8、2478.45110.22564.25218.22640.85313.03.2.2理论分析将双缝的参数a = 30mm; b=70mm;=32mm代入方程，中，得到下表：K01231(极大值)018.6639.7973.742(极小值)9.2128.6953.13/3.2.3作图分析将表中数据输入Matlab中绘图得以下结果：其中：蓝色的曲线代表原始数据，红色的离散值代表极大值，绿色的离散值代表极小值。3.2.4误差分析从上图可以看出，误差在4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，其可能原因有以下几点：1. 由于实验对

9、周围环境要就较高，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，所以很可能对度数造成了误差；2. 由于双缝衍射板的度数不是很精确，调双缝宽度的时候可能造成较大的误差；3. 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。4.思考题1.试阐述a、b的变化对干涉产生的影响；答：由公式可知，在b较大的情况下，增大a、b会减小级大干涉角和极小干涉角的角度；反之增大。当b不是较大的情况下，单缝衍射的极小可能会与双缝干涉的极大重合，导致极大消失。2.假设b趋近于0，实验结果的变化趋势将如何？答：当b趋近于0，实验结果的变化趋势将与单缝衍射的结果相类似。5.实验心得与体会电磁场与微波测量实验是由三个人组队的实验，通过本次试验，我们知道了同学之间互相合作的重要性。我们组三个成员通过分工合