電磁波波動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)方案一、實(shí)驗(yàn)概述

電磁波波動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作，驗(yàn)證電磁波的波動(dòng)屬性，包括衍射、干涉和偏振等特性。實(shí)驗(yàn)采用可調(diào)諧激光器、光柵、雙縫、偏振片等光學(xué)元件，結(jié)合光電探測(cè)器測(cè)量相關(guān)物理量，以直觀展示電磁波的波動(dòng)行為。本方案詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

電磁波的波動(dòng)特性可通過(guò)以下現(xiàn)象體現(xiàn)：

（一）衍射現(xiàn)象

當(dāng)電磁波通過(guò)狹縫或障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生偏離直線傳播的現(xiàn)象，稱為衍射。衍射的強(qiáng)度與縫寬、波長(zhǎng)及觀察距離相關(guān)。

（二）干涉現(xiàn)象

兩列或多列相干電磁波疊加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振幅加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象，形成干涉條紋。雙縫實(shí)驗(yàn)是典型的干涉驗(yàn)證方法。

（三）偏振現(xiàn)象

電磁波的電場(chǎng)矢量在傳播方向上具有特定振動(dòng)方向，通過(guò)偏振片可改變或檢測(cè)偏振狀態(tài)。

三、實(shí)驗(yàn)儀器與材料

（一）實(shí)驗(yàn)儀器

1.可調(diào)諧激光器（輸出波長(zhǎng)范圍：400–700nm，功率：1–5mW）

2.光柵（每毫米刻線數(shù)：600–1200條）

3.雙縫板（縫寬：0.1–1.0mm，縫距：0.5–2.0mm）

4.偏振片（快軸/慢軸可調(diào)）

5.光電探測(cè)器（響應(yīng)范圍：400–1000nm，精度：±1%）

6.米尺（精度：0.1mm）

7.示波器（帶寬：100MHz）

（二）實(shí)驗(yàn)材料

1.防護(hù)眼鏡（防激光傷害）

2.透鏡（焦距：50–200mm）

3.支架組（用于固定光學(xué)元件）

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）衍射實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：將激光器垂直照射光柵，距離光柵1–2m放置光電探測(cè)器，記錄衍射條紋位置。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：改變光柵刻線密度或激光波長(zhǎng)，測(cè)量各級(jí)衍射條紋的間距（Δx），計(jì)算波長(zhǎng)（λ）與刻線間距（d）的關(guān)系：λ≈(d·Δx)/k（k為衍射級(jí)數(shù)）。

3.結(jié)果分析：繪制衍射角（θ）與k的關(guān)系圖，驗(yàn)證衍射公式sinθ=kλ/d。

（二）干涉實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：將激光器照射雙縫板，在縫后1–3m處放置光電探測(cè)器，記錄干涉條紋。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：測(cè)量相鄰亮條紋間距（Δy），計(jì)算雙縫間距（d）：d≈(λL)/Δy（L為縫到屏幕距離）。

3.結(jié)果分析：改變雙縫間距或觀察距離，驗(yàn)證干涉條紋間距與λ、d的關(guān)系。

（三）偏振實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：激光器通過(guò)偏振片（P1）、光電探測(cè)器，中間插入可旋轉(zhuǎn)的偏振片（P2）。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：旋轉(zhuǎn)P2，記錄光電探測(cè)器輸出功率（P）隨P2角度（θ）的變化，繪制P-θ曲線。

3.結(jié)果分析：驗(yàn)證馬呂斯定律P=P?cos2θ，確定激光的偏振狀態(tài)（線偏振或自然光）。

五、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果

（一）衍射實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：光柵刻線密度1000條/mm，測(cè)量k=1級(jí)衍射條紋間距Δx=1.5mm，計(jì)算λ≈500nm。

2.誤差分析：考慮激光功率波動(dòng)、探測(cè)器非均勻響應(yīng)等因素，計(jì)算相對(duì)誤差<5%。

（二）干涉實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：雙縫間距d=0.5mm，L=2m，測(cè)量Δy=2.0mm，計(jì)算λ≈500nm。

2.條紋可見(jiàn)度：調(diào)節(jié)縫寬或激光功率，觀察條紋對(duì)比度變化。

（三）偏振實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：自然光通過(guò)P1后，P-θ曲線呈正弦平方波，驗(yàn)證非偏振特性。

2.線偏振光驗(yàn)證：通過(guò)P1和P2的中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)P2，輸出功率在0和最大值間切換。

六、注意事項(xiàng)

1.操作激光器時(shí)佩戴防護(hù)眼鏡，避免直視光束。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境避免震動(dòng)，以免影響干涉條紋穩(wěn)定性。

3.光電探測(cè)器需預(yù)熱10分鐘以穩(wěn)定輸出。

4.記錄所有儀器參數(shù)及環(huán)境溫度（20–25℃）。

七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

一、實(shí)驗(yàn)概述

電磁波波動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作，驗(yàn)證電磁波的波動(dòng)屬性，包括衍射、干涉和偏振等特性。實(shí)驗(yàn)采用可調(diào)諧激光器、光柵、雙縫、偏振片等光學(xué)元件，結(jié)合光電探測(cè)器測(cè)量相關(guān)物理量，以直觀展示電磁波的波動(dòng)行為。本方案詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

電磁波的波動(dòng)特性可通過(guò)以下現(xiàn)象體現(xiàn)：

（一）衍射現(xiàn)象

當(dāng)電磁波通過(guò)狹縫或障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生偏離直線傳播的現(xiàn)象，稱為衍射。衍射的強(qiáng)度與縫寬、波長(zhǎng)及觀察距離相關(guān)。其數(shù)學(xué)描述為：

1.單縫衍射：光強(qiáng)I與衍射角θ滿足I∝(sinα/α)2，其中α=(πasinθ)/λ，a為縫寬。

2.雙縫衍射：疊加效應(yīng)使條紋間距Δx=(λL)/d，L為距離，d為縫距。

（二）干涉現(xiàn)象

兩列或多列相干電磁波疊加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振幅加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象，形成干涉條紋。雙縫實(shí)驗(yàn)是典型的干涉驗(yàn)證方法。其核心條件為：

1.相干性：兩光源頻率相同、相位差恒定。

2.等光程差：光程差Δ=0時(shí)產(chǎn)生亮紋，Δ=(m+1/2)λ時(shí)產(chǎn)生暗紋。

（三）偏振現(xiàn)象

電磁波的電場(chǎng)矢量在傳播方向上具有特定振動(dòng)方向，通過(guò)偏振片可改變或檢測(cè)偏振狀態(tài)。關(guān)鍵概念包括：

1.線偏振：電場(chǎng)振動(dòng)方向固定。

2.圓偏振：電場(chǎng)矢量端點(diǎn)軌跡為圓。

3.馬呂斯定律：透射光強(qiáng)I=I?cos2θ，θ為偏振片透振方向與光振動(dòng)方向的夾角。

三、實(shí)驗(yàn)儀器與材料

（一）實(shí)驗(yàn)儀器

1.可調(diào)諧激光器（輸出波長(zhǎng)范圍：400–700nm，功率：1–5mW，穩(wěn)定性≥0.5%）

-參數(shù)調(diào)節(jié)：通過(guò)旋鈕調(diào)節(jié)輸出功率和波長(zhǎng)，使用光譜儀校準(zhǔn)波長(zhǎng)精度。

2.光柵（每毫米刻線數(shù)：600–1200條，角色散率0.1–0.3nm/mm）

-使用方法：垂直入射光，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡或相機(jī)觀察衍射光譜，測(cè)量條紋間距。

3.雙縫板（縫寬：0.1–1.0mm連續(xù)可調(diào)，縫距：0.5–2.0mm連續(xù)可調(diào)）

-組裝步驟：

(1)將金屬滑塊固定在導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)縫寬旋鈕至目標(biāo)值。

(2)校準(zhǔn)縫距，確保兩縫平行且間距均勻。

4.偏振片（快軸/慢軸可調(diào)，透光率≥90%）

-操作要點(diǎn)：

(1)使用旋轉(zhuǎn)刻度盤精確調(diào)節(jié)偏振方向。

(2)配合起偏器（P1）和檢偏器（P2）驗(yàn)證馬呂斯定律。

5.光電探測(cè)器（響應(yīng)范圍：400–1000nm，精度：±1%，響應(yīng)時(shí)間≤10ns）

-校準(zhǔn)方法：

(1)使用標(biāo)準(zhǔn)光源（如LED陣列）校準(zhǔn)響應(yīng)曲線。

(2)每次測(cè)量前預(yù)熱10分鐘，避免溫度影響。

6.米尺（精度：0.1mm，量程：0–200cm）

-使用場(chǎng)景：測(cè)量光程差、縫到屏距離等幾何參數(shù)。

7.示波器（帶寬：100MHz，采樣率≥1GS/s）

-連接方式：將探測(cè)器輸出接入示波器Y軸，同步觸發(fā)掃描。

8.支架組（包含旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、導(dǎo)軌、固定夾）

-注意事項(xiàng)：確保光學(xué)元件共軸，減少雜散光干擾。

（二）實(shí)驗(yàn)材料

1.防護(hù)眼鏡（防激光傷害，透射比≥30%@632.8nm）

2.透鏡（焦距：50–200mm，F(xiàn)數(shù)1.5–4）

-應(yīng)用：聚焦衍射光或擴(kuò)展激光束。

3.支架組（用于固定光學(xué)元件）

-組裝清單：

-3個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（精度±0.5°）

-2米導(dǎo)軌（直線度≤0.1mm/m）

-5個(gè)可調(diào)支腳（高度差≤0.2mm）

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）衍射實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：

(1)將激光器固定在導(dǎo)軌前端，輸出光垂直照射光柵中心。

(2)在光柵后1–2m放置光電探測(cè)器，記錄0級(jí)及±1級(jí)、±2級(jí)衍射條紋位置。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：

(1)改變光柵刻線密度（如600/800/1000條/mm），重復(fù)測(cè)量條紋間距。

(2)調(diào)整激光波長(zhǎng)（如450nm/550nm/650nm），觀察衍射角變化。

(3)使用米尺精確測(cè)量縫到屏距離L（≥2m以減少幾何誤差）。

3.結(jié)果分析：

(1)計(jì)算各級(jí)衍射條紋間距Δx，繪制sinθ-k關(guān)系圖。

(2)用最小二乘法擬合數(shù)據(jù)，驗(yàn)證λ≈(d·Δx)/k。

(二）干涉實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：

(1)將激光器通過(guò)透鏡準(zhǔn)直后照射雙縫板，縫距d=1.0mm。

(2)在縫后2m放置光電探測(cè)器，記錄干涉條紋。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：

(1)測(cè)量相鄰亮條紋間距Δy，重復(fù)3次取平均值。

(2)改變縫寬（如0.5/1.0/1.5mm），觀察條紋疏密變化。

(3)使用激光測(cè)距儀校準(zhǔn)L（精度≤0.5mm）。

3.結(jié)果分析：

(1)計(jì)算波長(zhǎng)λ=(dL)/Δy，與激光器標(biāo)稱值對(duì)比。

(2)繪制Δy-d關(guān)系圖，驗(yàn)證Δy∝1/d。

（三）偏振實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：

(1)激光器通過(guò)P1后依次放置P2（旋轉(zhuǎn)平臺(tái)），探測(cè)器接收透射光。

(2)調(diào)節(jié)P1使輸出接近自然光（無(wú)可見(jiàn)光譜）。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：

(1)旋轉(zhuǎn)P2（θ=0°–180°），記錄探測(cè)器輸出功率P（單位：μW）。

(2)以θ為橫軸繪制P-θ曲線，使用多項(xiàng)式擬合數(shù)據(jù)。

(3)改變激光功率（如1/2/3mW），驗(yàn)證輸出范圍穩(wěn)定性。

3.結(jié)果分析：

(1)對(duì)比理論曲線P=P?cos2θ，計(jì)算擬合優(yōu)度R2≥0.99。

(2)若曲線呈正弦平方波，則驗(yàn)證自然光特性。

五、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果

（一）衍射實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：光柵600條/mm，k=1級(jí)Δx=1.2mm，L=2000mm，計(jì)算λ≈500nm。

2.誤差分析：

-系統(tǒng)誤差來(lái)源：

(1)激光波長(zhǎng)漂移（<0.5nm）。

(2)光柵刻線不均勻（<1%）。

-隨機(jī)誤差來(lái)源：

(1)手動(dòng)讀數(shù)誤差（±0.1mm）。

(2)探測(cè)器噪聲（<0.2μW）。

（二）干涉實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：d=1.0mm，L=2000mm，Δy=2.0mm，計(jì)算λ≈500nm。

2.條紋可見(jiàn)度：調(diào)節(jié)縫寬至0.8mm時(shí)，條紋對(duì)比度>90%。

（三）偏振實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：自然光通過(guò)P1后，P-θ曲線呈正弦平方波，驗(yàn)證非偏振特性。

2.線偏振光驗(yàn)證：通過(guò)P1和P2的中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)P2，輸出功率在0和最大值間切換。

六、注意事項(xiàng)

1.操作激光器時(shí)佩戴防護(hù)眼鏡，避免直視光束。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境避免震動(dòng)，以免影響干涉條紋穩(wěn)定性。

3.光電探測(cè)器需預(yù)熱10分鐘以穩(wěn)定輸出。

4.記錄所有儀器參數(shù)及環(huán)境溫度（20–25℃）。

七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

一、實(shí)驗(yàn)概述

電磁波波動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作，驗(yàn)證電磁波的波動(dòng)屬性，包括衍射、干涉和偏振等特性。實(shí)驗(yàn)采用可調(diào)諧激光器、光柵、雙縫、偏振片等光學(xué)元件，結(jié)合光電探測(cè)器測(cè)量相關(guān)物理量，以直觀展示電磁波的波動(dòng)行為。本方案詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

電磁波的波動(dòng)特性可通過(guò)以下現(xiàn)象體現(xiàn)：

（一）衍射現(xiàn)象

當(dāng)電磁波通過(guò)狹縫或障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生偏離直線傳播的現(xiàn)象，稱為衍射。衍射的強(qiáng)度與縫寬、波長(zhǎng)及觀察距離相關(guān)。

（二）干涉現(xiàn)象

兩列或多列相干電磁波疊加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振幅加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象，形成干涉條紋。雙縫實(shí)驗(yàn)是典型的干涉驗(yàn)證方法。

（三）偏振現(xiàn)象

電磁波的電場(chǎng)矢量在傳播方向上具有特定振動(dòng)方向，通過(guò)偏振片可改變或檢測(cè)偏振狀態(tài)。

三、實(shí)驗(yàn)儀器與材料

（一）實(shí)驗(yàn)儀器

1.可調(diào)諧激光器（輸出波長(zhǎng)范圍：400–700nm，功率：1–5mW）

2.光柵（每毫米刻線數(shù)：600–1200條）

3.雙縫板（縫寬：0.1–1.0mm，縫距：0.5–2.0mm）

4.偏振片（快軸/慢軸可調(diào)）

5.光電探測(cè)器（響應(yīng)范圍：400–1000nm，精度：±1%）

6.米尺（精度：0.1mm）

7.示波器（帶寬：100MHz）

（二）實(shí)驗(yàn)材料

1.防護(hù)眼鏡（防激光傷害）

2.透鏡（焦距：50–200mm）

3.支架組（用于固定光學(xué)元件）

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）衍射實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：將激光器垂直照射光柵，距離光柵1–2m放置光電探測(cè)器，記錄衍射條紋位置。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：改變光柵刻線密度或激光波長(zhǎng)，測(cè)量各級(jí)衍射條紋的間距（Δx），計(jì)算波長(zhǎng)（λ）與刻線間距（d）的關(guān)系：λ≈(d·Δx)/k（k為衍射級(jí)數(shù)）。

3.結(jié)果分析：繪制衍射角（θ）與k的關(guān)系圖，驗(yàn)證衍射公式sinθ=kλ/d。

（二）干涉實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：將激光器照射雙縫板，在縫后1–3m處放置光電探測(cè)器，記錄干涉條紋。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：測(cè)量相鄰亮條紋間距（Δy），計(jì)算雙縫間距（d）：d≈(λL)/Δy（L為縫到屏幕距離）。

3.結(jié)果分析：改變雙縫間距或觀察距離，驗(yàn)證干涉條紋間距與λ、d的關(guān)系。

（三）偏振實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：激光器通過(guò)偏振片（P1）、光電探測(cè)器，中間插入可旋轉(zhuǎn)的偏振片（P2）。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：旋轉(zhuǎn)P2，記錄光電探測(cè)器輸出功率（P）隨P2角度（θ）的變化，繪制P-θ曲線。

3.結(jié)果分析：驗(yàn)證馬呂斯定律P=P?cos2θ，確定激光的偏振狀態(tài)（線偏振或自然光）。

五、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果

（一）衍射實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：光柵刻線密度1000條/mm，測(cè)量k=1級(jí)衍射條紋間距Δx=1.5mm，計(jì)算λ≈500nm。

2.誤差分析：考慮激光功率波動(dòng)、探測(cè)器非均勻響應(yīng)等因素，計(jì)算相對(duì)誤差<5%。

（二）干涉實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：雙縫間距d=0.5mm，L=2m，測(cè)量Δy=2.0mm，計(jì)算λ≈500nm。

2.條紋可見(jiàn)度：調(diào)節(jié)縫寬或激光功率，觀察條紋對(duì)比度變化。

（三）偏振實(shí)驗(yàn)

1.示例數(shù)據(jù)：自然光通過(guò)P1后，P-θ曲線呈正弦平方波，驗(yàn)證非偏振特性。

2.線偏振光驗(yàn)證：通過(guò)P1和P2的中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)P2，輸出功率在0和最大值間切換。

六、注意事項(xiàng)

1.操作激光器時(shí)佩戴防護(hù)眼鏡，避免直視光束。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境避免震動(dòng)，以免影響干涉條紋穩(wěn)定性。

3.光電探測(cè)器需預(yù)熱10分鐘以穩(wěn)定輸出。

4.記錄所有儀器參數(shù)及環(huán)境溫度（20–25℃）。

七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

一、實(shí)驗(yàn)概述

電磁波波動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作，驗(yàn)證電磁波的波動(dòng)屬性，包括衍射、干涉和偏振等特性。實(shí)驗(yàn)采用可調(diào)諧激光器、光柵、雙縫、偏振片等光學(xué)元件，結(jié)合光電探測(cè)器測(cè)量相關(guān)物理量，以直觀展示電磁波的波動(dòng)行為。本方案詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

電磁波的波動(dòng)特性可通過(guò)以下現(xiàn)象體現(xiàn)：

（一）衍射現(xiàn)象

當(dāng)電磁波通過(guò)狹縫或障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生偏離直線傳播的現(xiàn)象，稱為衍射。衍射的強(qiáng)度與縫寬、波長(zhǎng)及觀察距離相關(guān)。其數(shù)學(xué)描述為：

1.單縫衍射：光強(qiáng)I與衍射角θ滿足I∝(sinα/α)2，其中α=(πasinθ)/λ，a為縫寬。

2.雙縫衍射：疊加效應(yīng)使條紋間距Δx=(λL)/d，L為距離，d為縫距。

（二）干涉現(xiàn)象

兩列或多列相干電磁波疊加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振幅加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象，形成干涉條紋。雙縫實(shí)驗(yàn)是典型的干涉驗(yàn)證方法。其核心條件為：

1.相干性：兩光源頻率相同、相位差恒定。

2.等光程差：光程差Δ=0時(shí)產(chǎn)生亮紋，Δ=(m+1/2)λ時(shí)產(chǎn)生暗紋。

（三）偏振現(xiàn)象

電磁波的電場(chǎng)矢量在傳播方向上具有特定振動(dòng)方向，通過(guò)偏振片可改變或檢測(cè)偏振狀態(tài)。關(guān)鍵概念包括：

1.線偏振：電場(chǎng)振動(dòng)方向固定。

2.圓偏振：電場(chǎng)矢量端點(diǎn)軌跡為圓。

3.馬呂斯定律：透射光強(qiáng)I=I?cos2θ，θ為偏振片透振方向與光振動(dòng)方向的夾角。

三、實(shí)驗(yàn)儀器與材料

（一）實(shí)驗(yàn)儀器

1.可調(diào)諧激光器（輸出波長(zhǎng)范圍：400–700nm，功率：1–5mW，穩(wěn)定性≥0.5%）

-參數(shù)調(diào)節(jié)：通過(guò)旋鈕調(diào)節(jié)輸出功率和波長(zhǎng)，使用光譜儀校準(zhǔn)波長(zhǎng)精度。

2.光柵（每毫米刻線數(shù)：600–1200條，角色散率0.1–0.3nm/mm）

-使用方法：垂直入射光，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡或相機(jī)觀察衍射光譜，測(cè)量條紋間距。

3.雙縫板（縫寬：0.1–1.0mm連續(xù)可調(diào)，縫距：0.5–2.0mm連續(xù)可調(diào)）

-組裝步驟：

(1)將金屬滑塊固定在導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)縫寬旋鈕至目標(biāo)值。

(2)校準(zhǔn)縫距，確保兩縫平行且間距均勻。

4.偏振片（快軸/慢軸可調(diào)，透光率≥90%）

-操作要點(diǎn)：

(1)使用旋轉(zhuǎn)刻度盤精確調(diào)節(jié)偏振方向。

(2)配合起偏器（P1）和檢偏器（P2）驗(yàn)證馬呂斯定律。

5.光電探測(cè)器（響應(yīng)范圍：400–1000nm，精度：±1%，響應(yīng)時(shí)間≤10ns）

-校準(zhǔn)方法：

(1)使用標(biāo)準(zhǔn)光源（如LED陣列）校準(zhǔn)響應(yīng)曲線。

(2)每次測(cè)量前預(yù)熱10分鐘，避免溫度影響。

6.米尺（精度：0.1mm，量程：0–200cm）

-使用場(chǎng)景：測(cè)量光程差、縫到屏距離等幾何參數(shù)。

7.示波器（帶寬：100MHz，采樣率≥1GS/s）

-連接方式：將探測(cè)器輸出接入示波器Y軸，同步觸發(fā)掃描。

8.支架組（包含旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、導(dǎo)軌、固定夾）

-注意事項(xiàng)：確保光學(xué)元件共軸，減少雜散光干擾。

（二）實(shí)驗(yàn)材料

1.防護(hù)眼鏡（防激光傷害，透射比≥30%@632.8nm）

2.透鏡（焦距：50–200mm，F(xiàn)數(shù)1.5–4）

-應(yīng)用：聚焦衍射光或擴(kuò)展激光束。

3.支架組（用于固定光學(xué)元件）

-組裝清單：

-3個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)（精度±0.5°）

-2米導(dǎo)軌（直線度≤0.1mm/m）

-5個(gè)可調(diào)支腳（高度差≤0.2mm）

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）衍射實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：

(1)將激光器固定在導(dǎo)軌前端，輸出光垂直照射光柵中心。

(2)在光柵后1–2m放置光電探測(cè)器，記錄0級(jí)及±1級(jí)、±2級(jí)衍射條紋位置。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：

(1)改變光柵刻線密度（如600/800/1000條/mm），重復(fù)測(cè)量條紋間距。

(2)調(diào)整激光波長(zhǎng)（如450nm/550nm/650nm），觀察衍射角變化。

(3)使用米尺精確測(cè)量縫到屏距離L（≥2m以減少幾何誤差）。

3.結(jié)果分析：

(1)計(jì)算各級(jí)衍射條紋間距Δx，繪制sinθ-k關(guān)系圖。

(2)用最小二乘法擬合數(shù)據(jù)，驗(yàn)證λ≈(d·Δx)/k。

(二）干涉實(shí)驗(yàn)

1.裝置搭建：

(1)將激光器通過(guò)透鏡準(zhǔn)直后照射雙縫板，縫距d=1.0mm。

(2)在縫后2m放置光電探測(cè)器，記錄干涉條紋。

2.數(shù)據(jù)測(cè)量：

(1)測(cè)量相鄰亮條紋間距Δy，重復(fù)3次取平均值。

(2)改變縫寬（如0.5/1.0/1.5mm），觀