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：2011211207 组员：邹夫、马睿、李贝贝 执笔：邹夫 目录 1.实验内容实验内容.1 1.1 实验目的.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2 实验设备.1 1.3 实验步骤.1 2.实验原理实验原理.2 2.1 原理图.2 2.2 实验原理.2 3 实验数据与分析实验数据与分析.3 3.1 双缝衍射实验一.3 3.1.1 实验测量数据. 3 3.1.2 理论分析.4 3.1.3 作图分析.4 3.1.4 误差分析.4 3.2 双缝衍射实验二.5 3.2.1 实验测量数据. 5 3.2.2 理论分析

2、.6 3.2.3 作图分析.6 3.2.4 误差分析.6 4.思考题思考题.7 5.实验心得与体会实验心得与体会.7 1/ 7 1.实验内容实验内容 1.1 实验目的实验目的 掌握来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的影响。 1.2 实验设备实验设备 S426 型分光仪。 1.3 实验步骤实验步骤 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

3、.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/ 7 2.实验原理实验原理 2.1 原理图原理图 2.2 实验实验原理原理 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

4、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：k = 1、2 干涉减弱的角度为：k = 1、2 3/ 7 3 实验实验数据数据与与分析分析 3.13.1 双缝衍射双缝衍射实验实验一一 实验一双缝参数为：a = 40mm; b=80mm;=32mm 3.1.1 实验实验测量数据测量数据 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) 098.0273.0098.0 192.2286.2193.0 288.22910.4289.2 358.03016.8365.4 444.43122.0448.0 536.232

5、24.2538.4 620.03322.0622.4 710.43423.0710.6 82.63523.084.2 90.23623.892.4 100.23723.8101.2 112.63824.2111.8 1214.03925.61212.6 1324.04027.61322.8 1439.84126.01442.0 1512.04220.2 1664.04318.2 1768.04412.0 1870.4457.0 1968.2463.8 2063.0472.2 2156.0481.2 2249.8491.6 2324.0501.0 2420.4510.2 259.2520.2 2

6、63.8530.0 4/ 7 3.1.2 理论分析理论分析 将双缝的参数 a = 40mm; b=80mm;=32mm 代入方程，中，得到下表： K0123 1(极大值)015.4732.2353.13 2(极小值)7.6623.5841.8168.96 3.1.3 作图分析作图分析 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， 其可能原

7、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。 5/ 7 3.2 双缝衍射双缝衍射实验实验二二 实验二双缝参数为：a = 30mm; b=70mm;=32mm; 3.2.1 实验实验测量数据测量数据 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) 0100.02723.00100.0 196.22810.2194.2 288.2293.4286

8、.4 378.0301.8372.4 470.4310.2466.0 562.8320.2561.4 650.2330.2652.4 730.6340.2731.6 814.6350.2814.2 93.2361.893.4 101.2373.2102.2 112.2389.2112.8 125.43918.6125.6 131.64029.2132.8 1427.24138.01426.0 1533.64243.2 1648.04342.2 1758.44434.0 1864.44523.0 1979.24612.8 2090.0474.2 2196.2484.2 2297.8496.6 2

9、394.2506.0 2478.45110.2 2564.25218.2 2640.85313.0 6/ 7 3.2.2 理论分析理论分析 将双缝的参数 a = 30mm; b=70mm;=32mm 代入方程，中，得到下表： K0123 1(极大值)018.6639.7973.74 2(极小值)9.2128.6953.13/ 3.2.3 作图分析作图分析 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

10、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。 7/ 7 4.思考题思考题 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.实验实验心得与体会心得与体会 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