杨氏双缝干涉实验原理
杨氏双缝干涉实验的原理基于光波的叠加原理,即当两束或多束光波相遇时,它们的振幅会相互叠加,形成新的振幅分布。在杨氏双缝干涉实验中,一束单色光通过一个狭缝后,被分成两束相干的光波,这两束光波继续传播并通过另一个狭缝,在屏幕上形成干涉条纹。
以下是实验的关键要素和原理:
1. 光源 :使用单一波长的光源,如激光或经过滤光的白光,以保证光的相干性。
2. 单缝 :光通过一个狭窄的单缝,将光波转化为近似平面波,并保证光源的相干性。
3. 双缝 :光波通过单缝后,再通过两个平行且间距很小的狭缝,这两个狭缝充当相干光源。
4. 屏幕 :双缝后的光波传播一段距离后在屏幕上叠加,相互干涉,形成明暗相间的干涉条纹。
5. 干涉条纹 :干涉条纹是等距离分布的,其间距由波长、双缝间距以及双缝到屏幕的距离决定。
6. 干涉条件 :当两束光线的光程差为波长λ的整数倍时,产生完全相长干涉;当光程差为波长λ的半整数倍时,产生相消干涉。
7. 光强公式 :干涉条纹的亮度由两束光线的振幅和相位差决定,其中相位差由光程差决定。
杨氏双缝干涉实验不仅证明了光的波动性,而且成为了研究量子力学中波动性和粒子性等基本概念的重要实验基础