【光电工程实训】物理光学 干涉及衍射实验 偏振现象 波的衍射理论 光的偏振 方晶石
实验报告二
实验名称：物理光学实验
课程名称：光电工程实训
一.实验题目和实验目的总览
- 实验题目：
1)干涉及衍射实验现象观察实验
2偏振现象观察实验(偏振与双折射) - 实验目的：
1观察单缝衍射现象，加深对波的衍射理论的理解
2观察不同形状障碍物下的衍射现象
3观察双缝，三缝，四缝干涉现象
4观察光的偏振，利用方晶石观察双折射现象
二. 具体实验
1.衍射实验
（1）实验目的：
1观察单缝衍射现象，加深对波的衍射理论的理解
2观察不同形状障碍物下的衍射现象
（2）实验原理：
光的衍射理论，即指光作为电磁波在传播路径上如果遇到障碍物，绕过障碍物的边缘进入几何阴影区内传播。即产生明暗相间的条纹或光环；当光的波长与障碍物尺寸相差不大时就会出现明显衍射
（3）实验装置和器件：激光光源，衍射片1（单狭缝1,2，圆孔，矩形孔，方形孔以及三角孔）,衍射片2(单丝1，单丝2，圆屏1，圆屏2，刀口直边)，接收面
（4）实验步骤：
1将衍射片1插入固定槽中，旋转调节手轮找到衍射片中的狭缝1，使激光束恰好经过单狭缝1，观察产生的衍射条纹
2继续旋转调节手轮，是激光束恰好经过单狭缝2，圆孔，矩形孔，方形孔以及三角孔，观察并记录
3继续旋转调节手轮，是激光束恰好经过单丝1，单丝2，圆屏1，圆屏2，刀口直边，观察并记录
（5）实验数据处理：
狭缝1：中央为矩形亮条纹，较宽，明暗条纹间距较大，由内到外，越来越暗
狭缝2：中央为细长亮条纹，较窄，明暗条纹间距较小
圆孔：中央为椭圆形光环，外围为暗圆环
矩形孔：呈“十”字形，中央为矩形亮条纹，上下左右方向均为明暗相间条纹
方孔：呈“十”字形，中央为方形亮条纹，上下左右均为明暗相间条纹；
三角孔：中央光亮，其余方向上均为三角形亮纹与暗纹相间
单丝1：圆形光环中出现较明亮的矩形条纹
单丝2：圆形光环中出现比1中更明亮的矩形条纹，且矩形条纹中有明显暗纹
圆屏1：大的圆形光环中出现较亮矩形区，其正中央有两个相切的圆环
圆屏2：大的圆形光环中出现较亮矩形区，中央有一个暗条纹
刀口直边：出现半圆形亮纹，直径附近光亮，有波纹
2.干涉实验
（1）实验目的：
1观察双缝，三缝，四缝干涉现象
2观察光的偏振，利用方晶石观察双折射现象
（2）实验原理：
光的干涉理论：当两列及以上的相干光在空间相遇时相互叠加，引起光强的重新分布，某区域始终加强，另一些区域始终削弱的稳定的强弱分布现象
（3）实验装置和器件：激光光源，衍射片，接收面
（4）实验步骤：
1 将衍射片插入固定槽，旋转调节手轮找到衍射片双缝1位置，使激光束正好通过双缝1，观察接收面上产生的干涉条纹
2 继续旋转调节手轮，是激光束通过衍射片中的双缝2和双缝3以及三缝四缝，观察干涉条纹
（5）实验数据处理：
双缝1：明暗条纹相间，均匀分布，光强分布基本完全相同
双缝2：间距较双缝1减小
双缝3：间距较双缝1，2更小
三缝：似乎每条亮纹再次发生双缝衍射，形成“亮暗亮”分布
四缝：与三缝类似，较三缝光强更弱，间距更小
3. 偏振现象观察实验(偏振与双折射)
（1）实验目的：观察光的偏振，利用方晶石观察双折射现象
（2）实验原理：
光波是电磁波，其电场与磁场相互垂直，偏振方向是电场的偏振方向，自然光透过线偏振片后只允许某一特定方向的光通过，因而出现偏振，而偏振是横波的特性，从而证明光是横波
（3）实验装置和器件：偏振片眼镜，接受屏，方解石，纸笔
（4）实验步骤：
1不设置偏振片，让激光自然射向接受屏，观察
2使激光经过第一个偏振片后射向接受屏，观察透射光强度
3使激光经过两个偏振片射向接受屏，观察透射光强度
4未经过方解石观察在纸上的字
5经过方解石观察纸上的字
6经过方解石和偏振片眼镜观察纸上的字
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