环保工程师基础辅导:双缝干涉实验

  做本实验用的全部装置如图1所示,在可旋转式光具座导轨1的一端用滑块固定光源2,光源灯泡由J1201型低压电源的交流输出供电,3是光源用单缝,缝宽0.11mm,光具架4装在另一滑块上,4中间安装双缝5,缝宽0.016~0.020mm,缝距0.080mm,导轨另端用长滑块固定双缝实验观察筒 6,各光具的光轴要和导轨平行并大致共轴.光源灯泡是“12V 50W”卤钨灯,为了延长它的寿命,开始先用6V点亮,避免很大的冲击电流,然后根据实验所需的亮度逐渐升高电压,但不得超过12V.

  实验前的调整:只装上光源2,在导轨另端装毛玻璃屏,转动光源,使射出的光束在屏的中央形成光斑.再装上光源单缝、光具架和双缝,单缝取竖直方向,双缝外环上的指示线对准光具架上的零刻线cm.此时顺着光的传播方向看,通过单缝的光形成的窄条形光斑应恰好落在双缝上,如偏斜则应转动光源和单缝使之对准.即单缝与双缝平行.再取下毛玻璃屏.装上观察筒,对准光具架稍加转动,就能由大透镜看到筒内毛玻璃屏上呈现不少于5条的彩色干涉条纹.观察筒入光口装有可平移的方形光栏,用以挡住环境中的杂散光的干扰,使视场中的干涉条纹清晰可见.如果干涉条纹形状不好或不出现条纹,可能是单缝与双缝不平行,再仔细调节即可.在光源上加滤色片,可看到近乎单色的明暗相间的干涉条纹,还可加不同颜色的玻璃,看到的干涉条纹间距离不同.使光源适当靠近双缝可增加干涉明条纹的亮度,使明暗条纹反差增大.使观察筒离双缝远些,干涉条纹间距离变大,但亮度要减弱.

  这个实验在不太亮的教室中就能进行,转动光具座导轨,让全班学生在座位上轮流观察.

  按图2自制一个双缝,e是一块覆铜绝缘板(或较厚的平整铁片),按虚线挖一个长方孔,在覆铜面上用锡焊牢一根直径0.05~0.10mm的细铜丝 ab,要绷直.再焊上两个刮脸刀片c、d,刀片的刃要平直并且和铜丝平行,距离尽量近但勿接触,形成的缝宽宜小于0.2mm,可在ab两侧先各贴放一根细漆包线,将刀片刃和漆包线贴紧,焊好后再取走漆包线.以上操作可在放大镜下进行.

  用平面镜将日光反射到暗室中,先通过一个硬纸板做的单缝,缝宽约0.5mm,再投射到自制双缝上,双缝距单缝0.5~1m;在双缝后1~2m的白墙上就呈现彩色干涉条纹.若在单缝前放三棱镜将日光色散,使单缝通过某一颜色的光,则得到单色干涉条纹,但亮度弱,宜投在毛玻璃屏上由屏后观察.

  可得到真正的单色光的干涉图样.用氦氖激光照射仪器所附的双缝,澳门皇家赌场手机网址可在不太亮的教室中几米远的白墙上形成间距相当大的干涉图样供全班同时观看.因激光束直径很小,故形成的干涉条纹很短,近似为点状.