尝试在自己的房间里面复现杨氏双缝干涉实验

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t78886

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smith2 年前 -2016-02-13 12:50t78886 0阶
最近看了美国LIGO的项目测出了引力波很激动啊,这么大的设备测质子直径千分之一的长度变化,据说设备的管道会被抽成真空,真空度小于10的负12次方,比磁控管的真空度还高,以排除分子热运动的影响,人类真是伟大,然后我查了一下它的原理,好像是靠激光干涉来测的,说到光干涉这里就不得不提到经典的杨氏双缝干涉实验了。


杨氏双缝干涉实验高中物理书上就有,大学的物理书上也有,大学的更详细一些有公式的推导过程,我觉得比较遗憾的就是高中没有做过这个实验,大学的时候有没有做过已经记不得了,我感觉是没有做过,好像只做过一个杨氏模量的测定实验。反正最近放假没什么事情做,就想自己复现一下。想了一下托马斯杨那个时代,别说激光了,连电灯都木有,然而人家硬是用蜡烛就完成了这个实验,古人就是厉害啊,大学期间目睹过某些实验室放着价值几百k的仪器生锈,哎不说了,今天我们有半导体激光器,不试试怎么知道呢?


首先先准备激光器,我用的是一个650nm红光半导体激光器,这个我以前用来点过BP,这种激光器很常见
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然后是比较关键干涉缝的制作,我试过很多种方法,在硬纸板上刻缝,在铁皮上刻缝,要刻出很窄的缝很困难啊,最后还是在网上找到了资料,方法比较简单容易做,材料是刮胡刀片,铜丝,黑色纸板,电工胶布。


1,先用刻刀在纸板上刻出一个方窗
2.在方窗中间拉一根铜丝,要拉直,用万能胶水或者胶布固定好
3.把刮胡刀片从中间折断折成两片,刀口对准铜丝,调整距离,然后用胶水或者胶布固定,这样我们就得到干涉屏了


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然后再把装置光路组装起来,幕板我就用了一张牛皮纸就行了,调整干涉屏对准激光光速,在幕板上面确实有得到明暗条纹的!

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下面是接收到的干涉条纹,相机的CCD对激光的灵敏度并不好,如果用肉眼观察的话可以看到很明显的条纹,但是为了保护眼睛最好带上防护墨镜来看
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因为实验条件有限,这个只是一个定性的实验,但是稍稍改造,我觉得用来测量这个激光的波长,完全是可以的,误差应该在1nm级别

小科学2 年前 -2016-02-13 13:18808444 1阶
啊哈,我也有一个那样的激光器,我拿来点过KNSU
http://bbs.kechuang.org/read/78778
我也去试试这个实验,嘿嘿[s::lol]

smith2 年前 -2016-02-13 13:24808445 2阶
补充一下双缝干涉的物理知识,以下内容来自百度文库和维基百科
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smith2 年前 -2016-02-13 13:25808447 3阶
这个是实验室做出来的效果
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smith2 年前 -2016-02-13 13:28808448 4阶
这个实验的计算机模拟图

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smith2 年前 -2016-02-13 13:40808449 5阶
理论知识,我记得高中推导干涉公式的时候是没有用上微积分的,大学大一下学期的大学物理需要熟悉光通量等概念
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RodTech2 年前 -2016-02-13 17:13808488 6阶
测波长,一般用迈克尔逊干涉仪,就是ftir光谱仪原理,很容易diy,测到小数点后很多很多位

北落师门2 年前 -2016-02-13 18:31808512 7阶
强行引用引力波[s::lol]

friedel2 年前 -2016-02-13 19:58808539 8阶
lz可以玩玩激光的单线衍射,尝试下用激光波长以及衍射条带间距来测量细线的直径

smith2 年前 -2016-02-13 21:17808572 9阶
引用 北落师门:
强行引用引力波
嘿嘿,最近的热点新闻,关心一下

布布卡2 年前 -2016-02-19 10:53809315 11阶
等厚干涉很容易做
我经常做等厚干涉,一般每次回家吃饭都要做一次,我又把垫子抬高半波长         (桌垫下面的空气膜。。)

liuda2 年前 -2016-03-31 06:44814299 12阶
跟引力波有神马关系,这就是个高中水平的实验.用以证明光的波动性.感觉你用的激光功率有些大,记得带护目镜.

diy患者2 年前 -2016-03-31 12:21814319 13阶
方法还是比较巧妙的,用细铜丝和刮胡刀刀口形成窄封。

我一直在想的是用两个靠的很近的圆点,用针在铝箔纸上扎孔,估计两个点的距离不好控制。

还有,可以用羽毛试试,看看后面是什么情况,羽毛之间的距离也很小。

阿童木升级版1 年前 -2016-08-17 10:45824553 14阶
哈哈,我之前也玩过。当时是在大学寝室里弄的,年轻真好www

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张静茹8 个月前 -2017-04-25 16:08833418 15阶
引用 阿童木升级版:
哈哈,我之前也玩过。当时是在大学寝室里弄的,年轻真好www

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#{r=26874……
卡尺怎么得到第二条缝的?

阿童木升级版6 个月前 -2017-06-15 10:44834922 16阶
引用 张静茹:
卡尺怎么得到第二条缝的?
  单缝衍射啊www

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