从杨氏双缝干涉实验到衍射栅

实验内容

把墨汁滴在载玻片上,划出微缝。将激光射在微缝上,演示杨氏双缝干涉实验。

所需材料

有2条微缝的杨氏双缝干涉实验用载玻片(间隔在0.05mm左右),有3条、4条、10条微缝的载玻片,30cm长度的透明塑料直尺,支架。

实验方法

1.把墨汁滴在载玻片上,待墨汁干后,用刀片或专用刻缝器划出微缝。将激光射在微缝上时,屏幕上会出现明、暗线相间的投影。为了方便实验,可先将载玻片固定在支架上,再用激光照射。

双缝

2.用有3条微缝的载玻片做相同实验,可以看到与用2条微缝的载玻片实验时近似的明、暗线。但是,此时的明线更加明亮,2条明线中央有1条较暗的明线。

3.用有4条微缝的载玻片做相同实验。明、暗线的纹理与上述实验相同,但明暗的差更为明显。让学生思考用有10条微缝的载玻片做实验时的情景。通过实验可以看到:明、暗线变得更清晰。无限增加微缝的数量,结果会如何?实际上,这就是衍射栅。

4.准确地划出微缝比较困难。如果用身边的物品做实验的话,可以选用30cm透明塑料直尺。在直尺上每隔1mm划1条线,即:总共划出300条微缝。但是,1mm的间隔太大。可以试试以下方法:使直尺的方向几乎与激光方向相同,让光线从刻度上射入。

直尺上的微缝

通过以上方法可以清晰地观察到光的干涉,即明线、暗线。略微改变直尺的倾斜程度(相当于改变微缝的间隔),明、暗线的间隔也会随之变化。

延伸

众所周知,把杨氏双缝干涉实验装置贴近眼睛,透过微缝看荧光灯时,可以看到光谱。随着微缝数量由2条、3条、4条……10条逐渐增多,光谱也变得越来越清晰。衍射栅与之类似,不过衍射栅上的微缝间隔要小的多,且微缝的数量更多。

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发布时间:2014/12/23 上午11:03:33  阅读次数:5547

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