雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)
①用J2508型光的干涉、衍射、偏振演示器：
做本實(shí)驗(yàn)用的全部裝置如圖1所示,在可旋轉(zhuǎn)式光具座導(dǎo)軌1的一端用滑塊固定光源2,光源燈泡由J1201型低壓電源的交流輸出供電,3是光源用單縫,縫寬0．11mm,光具架4裝在另一滑塊上,4中間安裝雙縫5,縫寬0．016～0．020mm,縫距0．080mm,導(dǎo)軌另端用長(zhǎng)滑塊固定觀察筒6．各光具的光軸要和導(dǎo)軌平行并大致共軸．光源燈泡是“12V 50W”鹵鎢燈,為了延長(zhǎng)它的壽命,開始先用6V點(diǎn)亮,避免很大的沖擊電流,然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需的亮度逐漸升高電壓,但不得超過12V．
實(shí)驗(yàn)前的調(diào)整：只裝上光源2,在導(dǎo)軌另端裝毛玻璃屏,轉(zhuǎn)動(dòng)光源,使射出的光束在屏的中央形成光斑．再裝上光源單縫、光具架和雙縫,單縫取豎直方向,雙縫外環(huán)上的指示線對(duì)準(zhǔn)光具架上的零刻線,雙縫距離單縫5～10cm．此時(shí)順著光的傳播方向看,通過單縫的光形成的窄條形光斑應(yīng)恰好落在雙縫上,如偏斜則應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)光源和單縫使之對(duì)準(zhǔn)．即單縫與雙縫平行．再取下毛玻璃屏．裝上觀察筒,對(duì)準(zhǔn)光具架稍加轉(zhuǎn)動(dòng),就能由大透鏡看到筒內(nèi)毛玻璃屏上呈現(xiàn)不少于5條的彩色干涉條紋．觀察筒入光口裝有可平移的方形光欄,用以擋住環(huán)境中的雜散光的干擾,使視場(chǎng)中的干涉條紋清晰可見．如果干涉條紋形狀不好或不出現(xiàn)條紋,可能是單縫與雙縫不平行,再仔細(xì)調(diào)節(jié)即可．在光源上加濾色片,可看到近乎單色的明暗相間的干涉條紋,還可加不同顏色的玻璃,看到的干涉條紋間距離不同．使光源適當(dāng)靠近雙縫可增加干涉明條紋的亮度,使明暗條紋反差增大．使觀察筒離雙縫遠(yuǎn)些,干涉條紋間距離變大,但亮度要減弱．
這個(gè)實(shí)驗(yàn)在不太亮的教室中就能進(jìn)行,轉(zhuǎn)動(dòng)光具座導(dǎo)軌,讓全班學(xué)生在座位上輪流觀察．
②用自制儀器：
按圖2自制一個(gè)雙縫,e是一塊覆銅絕緣板（或較厚的平整鐵片）,按虛線挖一個(gè)長(zhǎng)方孔,在覆銅面上用錫焊牢一根直徑0．05～0．10mm的細(xì)銅絲ab,要繃直．再焊上兩個(gè)刮臉刀片c、d,刀片的刃要平直并且和銅絲平行,距離盡量近但勿接觸,形成的縫寬宜小于0．2mm,可在ab兩側(cè)先各貼放一根細(xì)漆包線,將刀片刃和漆包線貼緊,焊好后再取走漆包線．以上操作可在放大鏡下進(jìn)行．
用平面鏡將日光反射到暗室中,先通過一個(gè)硬紙板做的單縫,縫寬約0．5mm,再投射到自制雙縫上,雙縫距單縫0．5～1m；在雙縫后1～2m的白墻上就呈現(xiàn)彩色干涉條紋．若在單縫前放三棱鏡將日光色散,使單縫通過某一顏色的光,則得到單色干涉條紋,但亮度弱,宜投在毛玻璃屏上由屏后觀察．
③用激光光學(xué)演示儀：
可得到真正的單色光的干涉圖樣．用氦氖激光照射儀器所附的雙縫,可在不太亮的教室中幾米遠(yuǎn)的白墻上形成間距相當(dāng)大的干涉圖樣供全班同時(shí)觀看．因激光束直徑很小,故形成的干涉條紋很短,近似為點(diǎn)狀．