杨氏双缝干涉实验装置的研究

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摘 要 杨氏双缝干涉实验是光学课程中最重要的内容之一， 为了计算方便， 几乎所有的教材都对实验作了理想化的处理， 即认为光源和狭缝的宽度为零， 在此假设下， 干涉条纹必定是等间隔均匀分布的并且整个视场中条纹可见度恒为 1。然而，实际的实验装置中光源和双缝都是有限宽度的，而且光源离双缝的距离、双缝离接收屏的距离，这些因素都会对实验现象的观察造成影响。本文针对这些问题进行了详细的理论和数值分析，讨论了不同条件下的干涉条纹现象，并设计出一套较理想的杨氏双缝干涉实验装置，可以清晰的观测到干涉实验现象。

关键词 双缝干涉；单缝衍射；光源宽度；实验装置

中图分类号O4-33 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0128-03

0 引言

现有光学教材中，对杨氏双缝干涉实验都做了理想化处理，对于缝宽、缝间距、缝到接收屏的距离等诸多因素都不考虑，只是根据理想化的模型讨论干涉现象。然而，本身光学实验对实验装置要求很高，实验装置有微小的变动对于实验现象都有很大的区别，本文从实际情况出发，对这些影响因素作了理论分析和数据计算，设计出一套能清晰的观测双缝干涉的实验装置。

1 基本理论和模型

在杨氏双缝干涉实验中（如图1所示），波长为的单色光通过遮光屏G上、两狭缝后射向与G平行且相距为的接收屏H上，两狭缝的间距为d，与单缝S距离相等为，故为两个同相波源。由于两光源是通过分波阵面法获得的，故两相干波源在屏幕上叠加可造成干涉现象。

2.3 双缝间距d，双缝宽度w，双缝到接收屏的距离对干涉条纹的影响

所以双缝干涉的理想情况实际就是，即时，忽略衍射效应一个很好的近似。随着缝宽增加，衍射效应将逐渐减弱，衍射条纹逐渐变窄，使得在可观测范围内不可再忽略衍射条纹的影响此时看到的就不再是等强度的条纹了。

由以上讨论得知，为了观测干涉现象，应使衍射效应处于夫琅禾费衍射区域，由菲涅尔数，在实验中应确保

3 杨氏双缝干涉实验装置的设计

4 结论

光学实验中，影响实验现象的因素较多，在实验过程中，若实验装置稍有变动，实验现象就会有很大的区别。为了观察到最理想的实验现象，必须对实验装置各参数进行理论计算并合理的设置，这样不仅能加深学生对光学理论知识的学习，更能为光学设计性实验的开设提供一种思路。

参考文献

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