1、北京郵電大學電磁場與微波測量實驗報告實驗三 電磁波的雙縫干涉實驗一、實驗目的1、通過實驗觀察并測量雙縫干涉的現象及特征。2、掌握來自雙縫的兩束中央衍射波相互干涉的影響。二、實驗設備DH926B型微波分光儀、三厘米固態振蕩器、喇叭天線、可變衰減器、晶體檢波器、雙縫板三、實驗原理圖3.1 雙縫干涉如圖3.1所示，當一平面波垂直入射到一金屬板的兩條狹縫，則每一條狹鍵就是次級波波源。由兩縫發出的次級波是相干波，因此在金屬板的背后面空間中，將產生干涉現象。當然，光通過每個縫也有衍射現象，因此實驗將是衍射和干涉兩者結合的結果。為了只研究主要是由于來自雙縫的兩束中央衍射波相互干涉的結果，需令雙縫的縫寬接近，

2、例如：，這時單縫的一級極小接近530。因此取較大的，則干涉強度受縫衍射的影響小，當較小時，干涉強度受單縫衍射影響大。 干涉加強的角度為：，式中K=l、2、；干涉減弱的角度為：式中K=l、2、。四、 實驗內容及步驟1、 如圖3.2連接儀器；圖3.2 雙縫干涉實驗系統2、調節雙縫板，使縫的寬度為合適值。3、將雙縫安裝到支座上，使狹縫平面與支座下面的小圓盤上的某一對刻線一致，此刻線應與工作平臺上的900刻度的一對線一致。4、轉動小平臺使固定臂的指針在小平臺的1800處，此時小平臺的00就是狹縫平面的法線方向。5、 按信號源操作規程接通電源，調節衰減器使信號電平讀數指示接近滿度。6、從衍射角00開始，

3、在雙縫的兩側使衍射角每改變10讀取一次表頭讀數，并記錄下來（注：由于衍射板橫向尺寸小，所以當b取得較大時，為了避免接收喇叭直接收到發射喇叭的發射波或通過板的邊緣過來的波，活動臂的轉動角度應小些。）7、實驗結束，關閉電源，將衰減器的衰減調至最大。五、 實驗結果及分析（1）雙縫干涉實驗：a=40mm,b=80mm =32mm角度（º）左側干涉強度（A）右側干涉強度（A）左右干涉強度平均值（A）010010010019092912828684364807244862555264133.56820147274.58031.59010.51011111211.51280413182101426

4、101815382129.516463540.5175842501862505619625257205858582152565422445248233446402422403125122619264181127163.528021290003020131211.5324233362434108935214836182019372020203824262539303030 由以上數據可知，實驗測得一級極大干涉角在20º附近，一級極小干涉角在29º附近。=32mm，代入公式得理論值一級極大干涉角=sin-1a+b=sin-132120=15.47º，一級極小干涉角=s

5、in-132a+b=sin-13232120=23.58º。干涉曲線如下圖所示：角度（º）一級極大干涉角一級極小干涉角干涉強度（A） （2）雙縫干涉實驗：a=30mm,b=70mm =32mm角度（º）左側干涉強度（A）右側干涉強度（A）左右干涉強度平均值（A）0100100100110094972989295388908946688775588270640725672460428124629982818104181111812101212101113221016143212221546183216582240177228501880707519869289209

6、2969421909090228484842372807624567063254262522618583827203226288241629412830184.5310423202133010.53400035100.53620137613.5381015.539182104022815412814214228202443282627 由以上數據可知，實驗測量得一級極大干涉角在20º附近，一級極小干涉角在34º附近。 若用理論值=32mm計算，代入公式得理論值一級極大干涉角=sin-1a+b=sin-132100=18.66º，一級極小干涉角=sin-132a+b

7、=sin-13232100=28.69º。 干涉曲線如下圖所示：一級極大干涉角一級極小干涉角角度（º）干涉強度（A）（3）雙縫干涉實驗：a=30mm,b=50mm =32mm角度（º）左側干涉強度（A）右側干涉強度（A）左右干涉強度平均值（A）0100100100196989728894913768078462646355044476443238742203183812259366211024213111809121005134021462415108916181416172228251822302619283230203238352138464222425046

8、2348545124485350.5254846472646444527424041284030352932222730301422312010153212810336243442335312362013720138000390004002141042422854361084491411.545101512.5由以上數據可知，實驗測量得一級極大干涉角在23º附近，一級極小干涉角在38º附近。 若用理論值=32mm計算，代入公式得理論值一級極大干涉角=sin-1a+b=sin-13280=23.58º，一級極小干涉角=sin-132a+b=sin-1323280=3

9、6.87º。 干涉曲線如下圖所示：一級極小干涉角一級極大干涉角角度（º）干涉強度（A）一、 誤差分析 比較理論值和實驗值可得，第一次實驗中實驗值與=39.184mm下的理論值較為接近，第二次實驗中實驗值與=32mm下的理論值較為接近。這是因為在實驗室過程中，很容易受到其他實驗設備的干擾，導致微波在傳播中不穩定，影響實驗數據的準確性。測量波長時也存在同樣的問題，所以的測量值也只是近似結果。 另外，單縫衍射的干擾、讀數不準確也會對實驗結果造成影響。二、 思考題（1）試闡述a、b變化對干涉產生的影響。答：<1>當縫的大小a很大時光線直接穿過雙狹縫，出現在屏上的是一亮斑而不是干涉條紋，隨著縫的大小a減小，屏上開始慢慢出現了干涉條紋，當縫的大小繼續減小時，屏上的圖像不單只是干涉圖樣，還出