2023年全国中学生物理竞赛复赛实验考查

全国中学生物理竞赛复赛实验考察实验三:测定金属的杨氏模量一、实验目的1.掌握用拉伸法测定金属丝的杨氏模量;2.学会用光杠杆测量长度的微小变化;３．学会用逐差法解决数据。二、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、镜尺组、钢卷尺、螺旋测微计、钢直尺、砝码三、实验原理胡克定律指出,在弹性限度内,弹性体的应力和应变成正比。设有一根长为L,横截面积为S的钢丝，在外力F作用下伸长了,则；式中的比例系数E称为杨氏模量，单位为N·m-２。设实验中所用钢丝直径为d,则,将此公式代入上式整理以后得如上图所示:,由于,所以即：，所以:补充:记录误差（精度）;系统误差(准度)：测量值与真实值距离实验六：测量空气中的声速一、实验目的：1、了解超声压电换能器的结构和原理，进一步掌握信号源和示波器的使用;2、加深对驻波及波的振动合成理论的理解；3、学习用驻波法和相位比较法测试超声波在空气中的传播速度。二、实验仪器：THSS-1型声速测试仪，低频信号发生器(带频率显示),示波器。三、实验原理：1．驻波法(共振干涉法）测波速当换能器S1与S2的表面平行时，由换能器S１的震动产生的超声波在S１、S2两表面之间形成驻波,如图所示。两相邻波节（或波腹）之间的距离是。由波动理论知，波腹处声压最大，转换后的电压信号也最强，在示波器上观测到的信号振幅达成极大。移动S2可在示波器上看到信号振幅由大到小呈周期性变化。因此,只要测出两相邻极大值时S2的位置值，就可测出声波的波长。即:，2.相位比较法测波速声波从声源通过传输媒质到达接受器，在发射波和接受波之间产生相位差,此相位差和角频率ω、传播时间t、声速υ、距离L、波长λ之间有下列关系:，，四、实验内容及环节一、驻波法(也称共振干涉法)1.一方面将信号源输出端与换能器发射头S1连接，再将换能器接受头S2与示波器CH１通道连接。2.然后移动S2,使S1与S2的间距大于3cm。分别打开示波器和信号源电源开关3.各仪器都正常工作以后,调整信号频率,对示波器的扫描时基TIMＥ/DＩV进行调节,使在示波器上获得稳定的正弦波。4.微微改变S2的位置，使正弦波振幅达最大；调信号源“频率调节”钮,使正弦波振幅达成极大,此频率即是压电换能器的谐振频率。本系统参考谐振频率在3７kHZ左右。一旦频率选定，实验测量中不再改变。５.缓慢移动S2，使其与Ｓ1的间距逐渐增大,荧光屏显示正弦波振幅由大到小呈周期性变化。记录每一次振幅达极大值时S2的位置读数,连续测10个。二、相位比较法（也称利萨如图形法、行波法）１.保持驻波法测量状态不变，另将信号源输出端与示波器CH2通道连接,分别调节CＨ１、CH２通道偏转因数,使荧光屏上显示幅度相同的两列正弦波。2.把示波器扫描时基TＩMＥ/DIV选为X-Ｙ模式,观测李萨如图形。3.微微改变S2的位置,使荧光屏上出现斜率为正的斜直线，记录S2的位置读数值。4.缓慢移动S2，使其与S1的间距逐渐增大(或减小),荧光屏显示李萨如图形由直线到椭圆呈周期性变化。记录每一次图形为正斜率的斜直线时，S2的位置读数,连续测10次。实验七:弦振动的研究及波的传播速度测量一、实验目的1、观测在弦线上形成的驻波，并用实验拟定弦振动时,驻波波长与张力的关系,驻波波长与振动频率的关系,以及驻波波长与弦线密度的关系。2、掌握驻波原理测量横波波长的方法。二、实验内容1、观测在弦上形成的驻波，并用实验拟定弦线振动时驻波波长与张力的关系；2、在弦线张力不变时,用实验拟定弦线振动时驻波波长与振动频率的关系；3、学习对数作图或最小二乘法进行数据解决。三、实验原理:若波源的振动频率为，横波波长为，由于，,故波长与张力及线密度之间的关系为:(μ为线密度)为了用实验证明上式成立,将该式两边取对数,得：四、波长的测量：弦线上的波长可运用驻波原理测量：当两个振幅和频率相同的相干波在同一直线上相向传播时,其所叠加而成的波称为驻波，一维驻波是波干涉中的一种特殊情形。在弦线上出现许多静止点，称为驻波的波节。相邻两波节间的距离为半个波长。当波源振动时，即在弦线上形成向右传播的横波;当波传播到可动刀口支架与弦线相切点时,由于弦线在该点受到可动刀口支架阻挡而不能振动，当振动端簧片与可动刀口支架的弦线切点的长度等于半波长的整数倍时,即可得到振幅较大而稳定的驻波，振动簧片与弦线固定点为近似波节，弦线与动滑轮相切点为波节。它们的间距为，则其中为任意正整数。运用上式,即可测量弦上横波波长。实验可将振动片到可动刀口支架相切点距离。五、实验时须注意的问题：1、须在弦线上出现振幅较大而稳定的驻波时，再测量驻波波长。２、张力涉及砝码与砝码盘的质量。3、当实验时,发现波源发生机械共振时，应减小振幅或改变波源频率，便于调节出振幅大且稳定的驻波。六、实验环节:驻波实验仪使用电磁驱动金属弦线在磁场中发生振动,调节信号频率和电流大小，可改变振动的频率和波腹幅度。１.验证横波的波长与弦线中的张力的关系若固定频率及线密度,而改变张力(在砝码盘上添加不同质量的砝码，以改变同一弦上的张力。每改变一次张力，均要左右移动劈尖滑块的位置，使弦线出现振幅较大而稳定的驻波），再测量弦长，算出波长。作图,求其斜率。若得一直线,计算其斜率值（如为)，则证明了的关系成立。２.验证横波的波长与波源振动频率的关系在砝码盘上放上一定质量的砝码，以固定弦线上所受的张力,改变波源振动的频率，用驻波法测量各相应的波长，作图，求其斜率。如得一斜率为-1的直线就验证了。七、实验数据记录：弦长／cm共振频率/Hz波节位置/cm波长/ｃm波速v线密度μ磁铁位置/cｍ１002５020050５050100257533.316.６7１０0实验八：混合量热法测定冰的熔解热熔解热概念:一定压强下晶体开始熔解时的温度,称为该晶体在此压强下的熔点。1克质量的某种晶体熔解成同温度的液体所吸取的热量,叫做该晶体的熔解潜热，亦称熔解热。实验涉及热平衡方程的使用。一、实验原理,为水的比热容等于，量热器内筒和搅拌器的材质通常都是铜,且，可取为0.46ｃal/℃（是温度计浸入水中部分的体积）二、实验仪器量热器、保温瓶、冰块、热水、物理天平、水银温度计、停表、量筒、烧杯、干毛巾三、测量要点1、从投冰前５、６分钟开始测水温,每６0s测一次。2、在投冰快速冷却过程中，每3０s测一次注意,且注意记录：（1)投物的时刻与温度;（2)达成室温TＲ的时刻tR;3、水温达成最低点后继续测５、6分钟。四、数据解决要点1、作T-ｔ曲线，力求ＳA与SＢ接近相等，并作MN、AB及CD线。2、拟定T1及Ｔ2。实验十一:数字万用电表的使用注意事项:①电流档、电阻档不可测电压②数字电表中表盘上的数字所有为量程,机械电表表盘上电阻的数字为倍率③黑笔插入COM（Coｍmoｎ)接口，即公共参考点（负极)红笔：V/Ω／Ａ档，作为正极不管是数字表还是机械表都是红进黑出(进出表）实验十三：测定直流电源的参数并研究其输出特性G＝0时处在电桥平衡状态实验十七:用惠斯登电桥测电阻一、实验目的：1.掌握用惠斯登电桥测电阻的原理2．学会用惠斯登电桥测电阻3．了解电桥灵敏度的概念以及提高电桥灵敏度的几种方法二、实验仪器:电阻箱、灵敏电流计、滑线变阻器、待测电阻、直流电源、万用电表、开关与导线等三、实验原理:惠斯登电桥又称单臂电桥，它是四个电阻R1、R2、R３和Ｒ4联成一个封闭四边形，在四边形的对角A和B上接入直流电源，对角C和D之间接入检流计而组成。如图所示。图中四边形的每一条边称为电桥的一个臂,而ＣD这条对角线就是所谓“桥”。“桥”的作用是将C、D两点的电位直接进行比较,当C、D两点电位相等时,检流计Ｇ中没有电流通过，即IG=0，电桥便达成了平衡。此时有,VAC=VCB，ＶCB=ＶＤB。根据欧姆定律有：I1R1＝I4R4,I2R2=Ｉ3Ｒ3。由于I1=I２,Ｉ3=I４，所以有:→或通常称R２、R3为比例臂,或者R4、R3比例臂，R2为比较臂，而ＲX称为测量臂,所以电桥是由四个臂、检流计、电源三部分组成。假如采用互换法进行测量，则可消除比例臂的误差，互换法就是在进行下一次测量之后,在比例臂不变动的情况下,将待测电阻与比较电阻互换位置再进行一次测量，取两次测量结果的几何平均值为待测电阻的准确值。设第一次测量比较丰富臂读数为Ｒ4，第二次测量比较丰富臂读数为R4′，则:当R4=Ｒ3＝Rx＝R2时，灵敏度最佳四、注意事项：在检流表支路处安装一个开关,操作时点触接通,防止损坏检流表实验十九:用示波器观测电容的充放电特性一、实验目的ﻫ

１.观测电容器的充与放电现象

2．通过放电的电压曲线,研究放电时间常数与哪些因素有关,测定电容器的电容量;ﻫ

3.进一步熟悉示波器的使用.二、实验仪器及电路图双踪示波器一台,函数发生器一台,标准电阻箱一个,电容器一个电容器能储存电量，如图8-1所示,将电键S与a接通，电容器充电；将电键Ｓ与b相连接,电容器放电。可以用示波器CH1通道并联在电容器两端观测电容器充放电时电压与时间的变化曲线,实际测量中使用信号发生器输出标准方波来代替电键。根据串联电阻电容充电公式：电容放电公式:当电容充电(或放电)时间t＝τ（τ＝RC）时电容器两端的电压等于电源E的６３．２％（从下向上数5格)(或３６．8％(从下向上数3格）),可见电容器两端电压跟串联电阻Ｒ的大小和电容C的大小有关。当电容器两端电压：τ=RCＣ＝τ/RＣ=Ｔ/（R0.693)假如已知标准电阻R，只要测得半衰期时间T/2就可以求得待测电容Ｃ的值．附：常用电容器规格：0.1０.２２0.３30.4７0.６8电容器容抗计算公式:Xｃ－－---－--电容容抗值;欧姆ω--－------角频率（角速度)π-－-------圆周率，约等于3.１4f－------－-频率，我国国家电网对工频是５0HzC-----－－--电容值法拉●实验环节1,按图连接线路，2,调节信号发生器输出方波，参考幅度:2Ｖｐp－－-4Ｖpp。参考频率:200HZ参考电阻：10000Ω参考电容:0.0６00UＦ3,用示波器CH1通道观测电容器的充放电特性;也可以用CＨ２通道观测信号发生器的输出波形,用以作为对比;4,改变R,C，和信号发生器的方波周期，观测充放电特性曲线;5,调节最佳半衰期图形,用示波器标尺读出T1／2值,设计表格记下各项参数;6,用坐标纸画出一个完整的充放电波形图.实验二十：黑盒子注意事项:①元器件在黑盒子中的连接不会形成回路②重要元器件：电源、电阻、电容、二极管、（电感)实验二十一:测量温度传感器的温度特性实验二十二:测量热敏电阻的温度特性一、知识积累:传感器分类（电学）：(1)根据输入物理量可分为:位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器及气敏传感器等。(2)根据工作原理可分为：电阻式、电感式、电容式及电势式等。(３）根据输出信号的性质可分为：模拟式传感器和数字式传感器(4)根据能量转换原理可分为：有源传感器和无源传感器电式温度传感器热电式传感器热电阻传感器根据热电阻效应（电阻的阻值随着温度的变化而变化）制成的传感器金属热电阻(热电阻）金属的电阻值随着温度的升高而升高半导体热电阻(热敏电阻)半导体的电阻值随着温度的升高而减少热电势传感器根据电势随着温度的变化而变化制成的传感器热电偶晶体管PN结传感器－－温度的测温范围、方式及测量准确限度与所选用的感温器件有关。（1）热电阻——感温电阻金属材料的电阻率都随温度变化特性方程：Rt=R０［1+Ａt+Bｔ2］R0、Rt分别为金属导体电阻在tC、０C时的电阻值；a为热电阻的电阻温度系数,A、B为常数。对于绝大多数金属导体，A、B并不是一个常数，而是温度的函数。但在一定的温度范围内，温度的二次项影响很小可以忽略,A可近似地看作为一个常数。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的重要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温，并且被制成标准的基准仪。常用的感温电阻有：铂(Pt）、铜（Cｕ)、铁(Fe)和镍（Nｉ)。常用于测量-20０~60０C范围内的温度。（2）常用热电阻:①铂热电阻铂丝的电阻值与温度之间的关系:在0~6３０．74C范围内为:在-1９0～0Ｃ以内为:由于Ｂ、C比Ａ小得多，所以简化为A称为电阻温度系数优点：精度高、线性和稳定性好，合用于-20０~6５0℃缺陷:温度系数小、灵敏度低且价格较贵②铜热电阻铜丝的电阻值与温度之间的关系:其中，Rt、R０分别为温度t℃和t0℃时的电阻;Ａ温度为t0℃时的温度系数。优点:测温灵敏度比铂电阻高,好容易制作，复制性能好。用于－50～150C缺陷:电阻率低体积大，热惯性大,易氧化。热惯性是指，当电流快速增长或减小时,游离作用或消游离作用来不及变化,使得弧柱温度的变化相对滞后。即热接点的温度变化,在时间上总是滞后于被测介质的温度变化，热电偶的这种现象称为热惯性。(3)恒电流法测量铂电阻的电阻温度特性:ＲT=R０[1＋AT］R１：已知阻值的固定电阻RT:铂电阻U1：R1上的电压ＵＴ：RT上的电压（4）半导体PN结P型半导体(空穴型半导体)在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）,使之取代晶格中硅原子的位子，就形成P型半导体。重要靠空穴（正电荷）导电，掺入的杂质越多,多子（空穴)的浓度就越高,导电性能就越强N型半导体(电子型半导体)在纯净的硅晶体中掺入Ⅴ族元素(如磷、砷、锑等）,使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。重要靠自由电子导电，掺入的杂质越多,多子（自由电子）的浓度就越高,导电性能就越强。PN结(PＮｊunctｉｏn)采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与Ｎ型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗）基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PＮ结。PＮ结具有单向导电性（５）PN结型温度传感器基本原理:只要通过PN结上的正向电流恒定，则ＰN结的正向压降U与温度的关系只受反向饱和电流IS的影响若施加在Ｐ区的电压高于Ｎ区的电压,此时PＮ结外电场与内电场方向相反,但由于内电场较为薄弱，PN结内的多数载流子的扩散运动将强于少数载流子的漂移运动，从而产生从P型半导体指向N型半导体的“扩散电流”。这种状态称为“正向偏置”,电流由P区流向N区，称为“正向电流”。若施加在Ｎ区的电压高于P区的电压,将形成极其薄弱的漂移电流,并且这个电流不随反向电压的增大而变化。这种状态称为PN结“反向偏置”，且产生的极其薄弱、不随外加电压改变的电流称为“反向饱和电流”。由于反向饱和电流很小，PN结处在截止状态,所以外加反向电压时，PＮ结相称于断路。电流由N区流向P区,称为反向电流。当加在PＮ结上的反向电压超过一定数值时，PN结的电阻忽然减小,反向电流急剧增大,这种现象称为击穿。击穿分为雪崩击穿和齐纳击穿。发生雪崩击穿后,PN结不再具有单向导电性，导致二极管发生不可恢复的损坏。对给定的PN结材料，假如正向电流恒定不变,在允许的温度变化区间内，PＮ结的正向电压与温度成线性关系，即正向电压随着温度的升高而线性下降,即:→→ｑ:电子电荷;K:波尔兹曼常数；T：绝对温度。计算中要进行温标转换T=2７３＋tIF:正向电流；C:与结面积、掺质浓度等有关的常数S:PN结温度传感器的灵敏度优点：灵敏度高、线性较好、热响应快和体小轻巧易集成化缺陷：测温范围的局限性较大，-50oC~150oＣ二、实验环节1)热敏电阻、铜丝ＳＶ：设定值.PV：瞬时显示值.OUＴ显示输出灯。AT自整定模式指示灯。AＬＭ超温报警输出灯2）PＮ结VＦ(０）或VＦ(ＴR)的测量和调零将“测量选择”开关拨到ＩF,“IF调节”使IF=50μA,将“测量开关”拨到VF，记下VF(TR）的值，再将“测量开关”拨到△V,由“△V调节”使△V=0实验二十三：用霍尔效应测量磁场一、实验目的1.了解霍尔效应法测量磁场的原理和方法2.用霍尔效应测量通电螺线管轴线上的磁场二、实验原理：实验表白,在磁场不太强时，霍尔电势与电流强度I和磁感应强度B成正比,与板的厚度b成反比KH=１/neｄKＨ—称为霍尔元件的灵敏度。单位为mv/(ｍＡ·T）。IH—霍尔电流→在实际测量中，测得的P、Ｑ两极之间的电压并不等于真实UH值，而是包含很多副效应(热电效应、热磁效应、温差电现象等因素)引起的附加电压，因此必须设法消除。方法：电流和磁场换向对称测量法消除方法：对称测量法,ＩM、IＨ方向的四种组合正正，正反,反反，反正（电流和磁场换向，进行四次测量),可测出四次电压U1,U2,U3,U4，则霍尔电压：U１、U2、U３、U4自身还具有“＋”、“-”号，测量记录时不要忘掉写符号。三、实验仪器实验仪器

TＨ-S型螺线管磁场测定实验组合仪１.霍尔效应仪螺线管、霍尔元件、三只换向开关2.测试仪直流稳流源①为电磁铁提供0~100０mA的稳定电流(ＩM）②为霍尔元件提供0～1０．0mA的稳定电流（Is）(IＨ)200mＶ高精度数字电压表测量霍尔电压事实上尺的刻度是-1～15cm，实验当中允许的测量范围是０~１4cｍ.霍尔探头位于螺线管的右端，中心及左端，测距尺指示为：X=Ｘ１+X2位置右端中心左端测距尺读数(cm)X２0１414X100１4从仪器上读出霍尔灵敏度KＨ。计算出磁感应强度Ｂ的大小。(若霍尔电压输出显示超量程时,可将工作电流I或励磁电流Im调小)，数据填入下表。磁场强度换算:实验二十七：研究亥姆霍兹线圈轴线磁场分布距离越近，两个亥姆赫兹相称于一个线圈，所以B的曲线和一个的同样，有一个向上的峰值。距离越远,峰值向下凹实验二十四：测量光敏电阻的光电特性实验二十五：研究光伏探测器的光电特性实验二十六：发光二极管的光电特性光敏特性实验：光敏传感器：光信号转变为电信号原理:光电效应（涉及外光电效应和内光电效应)外光电效应:金属材料;内光电效应：半导体材料,光强越大,电阻越小类型:①光敏电阻;②硅光电池:具有光生伏特效应的PN结（较大)③光敏二极管(光电二极管）：具有光生伏特效应的ＰＮ结（较小)④发光二极管。光电特性:①伏安特性②光照特性:1）灵敏度随入射光强的变化2）输出电压与电流随光强的变化①光敏电阻的伏安特性测量；（线性元件)测量电路图如右：②光电二极管１）单向导电性2）不受光照时截止,受光照时导通3)按光电伏型工作：0偏压４）按光电导型工作：反偏压,与光敏电阻类似③光伏探测器（光生伏)的光电特性:(U为开路电压，I为短路电流)④发光二极管发光波长测试：(UD：正向阈值电压）实验二十八:调节分光计并测量玻璃棱镜折射率玻璃三棱镜折射率:其中Ａ为三棱镜顶角(非光学平面所对的角）为最小偏向角，即入射光与出射光关于三棱镜对称实验二十九：薄透镜焦距的测定一．物距-像距法测定会聚透镜焦距像屏像屏式中s、s’、f’分别为物距、像距、像方焦距。公式中的各物理量的符号规定:以薄透镜中心为原点量起,若其方向与光的传播方向一致者为正，反之为负。运算时,已知量须添加符号,未知量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。二．贝塞尔法(位移法)测定会聚透镜焦距(D>４f)，式中A、ｌ、ｆ分别为物像间距、凸透镜两次成像位置的间距、焦距三.自准直法测会聚透镜焦距当一物体ＡB正好位于透镜Ｌ的焦面上时,则物光通过透镜L折射后变成为不同方向的平行光,由透镜L后方的平面镜反射M后仍为平行光，再经透镜Ｌ折射，必会聚在原物平面上,得到与原物等大的倒立实像Ａ’B’。此时物与透镜的距离即为透镜的焦距f。四.物距-像距法测定凹透镜焦距虚物P’取一缩小的像,并在放入凹透镜前先记下虚物Ｐ’的位置。然后插入凹透镜，(注意：此时物AB和L1的位置不能再动)调节Ｌ2及像屏，找出一清楚的像P”．此时,L2到虚物Ｐ’的距离即物距s,L２到像P”的距离为像距S’。实验三十二：光的夫琅禾费衍射现象衍射现象的分类：１.菲涅耳衍射光源—障碍物—接受屏距离为有限远。观测比较方便，但定量计算却很复杂2．夫琅和费衍射光源—障碍物—接受屏距离为无限远。即入射光和衍射光都是平行光。计算比较简朴。单缝衍射原理：如图所示,将波长为λ的单色光源S置于透镜L1的焦平面上，由光源发出经Ｌ1出射的平行光垂直照射在宽度为b的狭缝上，当b很小时,根据惠更斯－菲涅尔原理，狭缝上每一点都可当作是发射子波的新波源。由于子波叠加的结果，可以在透镜的焦面处的接受屏上看到一组平行于狭缝的明暗相间的衍射条纹，中央是亮而宽的明条纹，在它两侧是较弱的明暗相间的条纹,中央明条纹宽度是两侧明条纹宽度的两倍。从单缝衍射理论可以得出在ｐｋ点出现亮条纹的条件是Pk点出现暗条纹的条件是式中b是单缝的宽度,λ是入射光的波长，φ是衍射角。设透镜L2与观测屏的距离为ｆ,第k级暗条纹与衍射图样中心的距离为ｘk则因角很小，，由暗纹条件得也可推出另一关系式（式中ｅ为中央明条纹的宽度)实验装置实验环节（1)参照实验装置图，在光学平台上沿米尺调节各光学元件同轴等高。（2）使狭缝靠近钠灯，且位于透镜L1的焦平面上。通过透镜Ｌ1形成平行光束,垂直照射狭缝Ｓ2。用透镜L２将衍射光束汇聚到测微目镜的分划板。(3）调节狭缝铅直,并使测微目镜分划板的毫米刻线与衍射条纹平行。调节S1缝宽小于0.1mm，以使衍射条纹清楚且视场亮度合适。(4）调节测微目镜的调焦轮,使分划板上的十字叉丝和刻度清楚。(5)用测微目镜测量第k级暗纹到零级亮纹中心的距离Ｘk或中央明条纹宽度ｅ，连同已知的λ和f值代人公式便可求出缝宽b。2．光栅衍射基本概念光栅—大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件。种类:光栅常数ｄ=a+ｂａ是透光（或反光）部分的宽度b是不透光(或不反光)部分的宽度光栅衍射原理光栅方程(k=0,±１,±２,…）事实上因θ角很小，可近似认为则:(k=０,±１,±2，…光栅衍射实验装置光路调节与测量1．按图2沿平台米尺安排各器件,调节共轴。２．狭缝须调铅直，并使光栅刻线和测微目镜分划板上的刻线与狭缝平行。3．将狭缝调窄,前后移动测微目镜，获得清楚的衍射条纹。4.调节目镜，消除条纹与分划板间的视差。5.用测微目镜测出第k级亮纹到零级亮纹中心的距离。实验三十一：光的干涉现象杨氏双缝干涉：S线光源，G是一个遮光屏，其上有两条与Ｓ平行的狭缝Ｓ1、Ｓ２,且与S等距离，因此S１、S2是相干光源，且相位相同；S１、S2之间的距离是d，到屏的距离是Ｄ。波长实验装置示意图实验环节:1。点亮钠光灯，把钠光灯、L1、单缝依次放好，使钠光通过L1会聚到狭缝上。2。放好L２和目镜，调共轴。并调节L2,使从目镜中观测到单缝清楚的像。3。在Ｌ２后面放置双缝,从目镜观测干涉现象,关键是调小单缝宽度及单缝与双缝严格平行。4。测出Ｎ条暗纹间距离,测出双缝隙到目镜中心的距离。5。代入公式求波长（d=1ｍｍ)干涉条纹是一组平行等间距的明、暗相间的直条纹。中央为零级明纹,上下对称,明暗相间的均匀排列。干涉条纹不仅出现在屏上,凡是两光束重叠的区域都存在干涉,故杨氏双缝干涉属于非定域干涉。当D、λ一定期，e与d成反比,d越小,条纹分辨越清。用白光作实验，则除了中央亮纹仍是白色的外,其余各级条纹形成从中央向外由如紫到红排列的彩色条纹—光谱。(在屏幕上x=0处各种波长的光程差均为零,各种波长的零级条纹发生重叠,形成白色明纹。）双棱镜可看作是有两个折射棱角a很小(小于１°）的直角棱镜底边相接而成。借助于双棱镜可使从光源S发出的光的波阵面沿两个不同方向传播。相称于虚光源S１及S２发出的两束相干光。在两束光交迭空间的任何位置上将有干涉发生,在该区域内可以接受并观测到干涉条纹。设Ｓ1和Ｓ2到屏上距Po点的距离