一级衍射偏转距离OP=D1 。
3、将光栅片换为未知的，并测量其一级衍射偏转距离OP=D2 （偏转距离
小的话可以先测量m级次的距离再求出一级的距离）。 4、利用公式d1Sinθ1=d2Sinθ2 , Sinθ=D/f ，求出d2 。 六、实验数据处理
已知：d1=1mm/100, 测量出D1=10mm, D2=1.36mm
可得出d2=d1×D1/D2=0.0735mm ,即为未知光栅的光栅常数（1/d2=13.6L/mm）
实验六:双缝干涉实验
一、实验目的
干涉现象是波动独有的特征，光的干涉现象的发现在历史上对于由光的微粒说到光的波动说的演进起了不可磨灭的作用。1801年，英国物理学家托马斯-杨 (1773—1829)在实验室里成功地观察到了光的干涉，同时还对薄膜形成的彩色作了解释；1811年，D.F.J.阿喇戈首先研究了偏振光的干涉现象。现代，光的干涉已经广泛地用于精密计量、天文观测、光弹性应力分析、光学精密加工中的自动控制等许多领域。
本次实验主要有三个目的：
1、掌握光波产生稳定干涉现象的条件； 2、观察双缝干涉图样；
3、锻炼自主设计实验步骤、制作实验工具、进行实验操作和采集处理实验结
果
的
综
合
实
验
能
力
。
二、实验原理
光波服从波的叠加原理，在两个（或多个）光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，该区域内在观察时间里形成稳定的光强强弱分布的现象成为光的干涉现象。
干涉现象通常表现为光强在空间作相当稳定的明暗相间条纹分布，有时则表现为，当干涉装置的某一参量随时间改变时，在某一固定点处接收到的光强按一定规律作强弱交替的变化。
1、干涉的产生条件
并不是任意的两个或多个光波的叠加都能形成干涉现象，只有两列光波的频率相同、位相差恒定、振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉，而由两个
普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。
为使合成波场的光强分布在一段时间间隔Δt内稳定，要求：（1）各成员波
的频率v（因而波长λ）相同；（2）任两成员波的初位相之差在Δt内保持不变。 条件（2）意味着，若干个通常独立发光的光源，即使它们发出相同频率的光，这些光相遇时也不会出现干涉现象，原因在于，通常光源发出的光是初位相作无规律分布的大量波列，每一波列持续的时间不超过10秒的数量级，就是说每隔10秒左右波的初位相就要作一次随机的改变，而且任何两个独立光源发出波列的初位相又是统计无关的。由此可以想象，当这些独立光源发出的波相遇时，只在极其短暂的时间内产生一幅确定的条纹图样，而每过10秒左右，就换成另一幅图样，迄今尚无任何检测或记录装置能够跟上如此急剧的变化，因而观测到的乃是上述大量图样的平均效果，即均匀的光强分布而非明暗相间的条纹。
另外，以双波干涉为例还要求：（3）两波的振幅不得相差悬殊；（4）在叠加点两波的偏振面须大体一致。当条件（3）不满足时，原则上虽然仍能产生干涉条纹，但条纹之明暗区别甚微，干涉现象很不明显。条件（4）要求之所以必要是因为，当两个光波的偏振面相互垂直时，无论二者有任何值的固定位相差，合成场的光强都是同一数值，不会表现出明暗交替。
2、获得相干光波的方法
由一般光源获得一组相干光波的办法是，借助于一定的光学装置将一个光源发出的光波分为若干个波。由于这些波来自同一源波，所以，当源波的初位相改变时，各成员波的初位相都随之作相同的改变，从而它们之间的位相差保持不变。同时，各成员波的偏振方向亦与源波一致，因而在考察点它们的偏振方向也大体相同。
（1）分波阵面法
将点光源的波阵面分割为两部分，使之分别通过两个光具组，经反射、折射或衍射后交迭起来，在一定区域形成干涉。由于波阵面上任一部分都可看作新光源，而且同一波阵面的各个部分有相同的位相，所以这些被
分离出来的部分波阵面可作为初相位相同的光源，不论点光源的位相改变得如何快，这些光源的初相位差却是恒定的。如图1所示双孔干涉示意图。
杨氏双缝、菲涅耳双面镜和洛埃镜等都是这类分波阵面干涉装置。 （2）分振幅法
当一束光投射到两种透明媒质的分界面上，光能一部分反射，另一部分折射，这方法叫做分振幅法。
最简单的分振幅干涉装置是薄膜，它是利用透明薄膜的上下表面对入射光的依次反射，由这些反射光波在空间相遇而形成的干涉现象。由于薄膜的上下表面的反射光来自同一入射光的两部分，只是经历不同的路径而有恒定的相位差，因此它们是相干光。另一种重要的分振幅干涉装置，是迈克耳孙干涉仪。
图1 双孔干涉示意图
3、干涉的分类
干涉可分为双光波干涉、多光波干涉、偏振光干涉等等。杨氏双孔和双缝干涉、菲涅耳双镜干涉及牛顿环等均属于双光波干涉。双光波干涉形成的明暗条纹都不是细锐的，而是光强分布作正弦式的变化，这是双光波干涉的特征。多光波干涉则可形成细锐的条纹。
4、双缝干涉实验原理
平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，狭缝相距很近，平行光的光波会同时传到狭缝，它们就成了两个振动情况总是相同的波源，它们发出的光在档板后面的空间相互叠加，就发生了干涉现象。
当单色光经过双缝后，在屏上产生了明暗相间的干涉条纹。当屏上某处与两
个狭缝的路程差是波长的整数倍时，则两列波的波峰叠加，波谷与波谷叠加，形成亮条纹；当屏上某处与两个狭缝的路程差是 半个波长的奇数倍时，在这些地方波峰跟波谷相互叠加，光波的振幅互相抵消，出现暗条纹，如图2所示。
三、实验器材
三维光学平台、光具座、激光光源、光屏、放大镜、硬纸板、美工刀、直尺等
图2 双缝干涉原理图
四、实验步骤
1、 制作单缝板和双缝板
用刀在硬纸板上刻缝制作单缝和双缝，由于双缝距离十分小，要求刻缝时小心细心，反复尝试直至制成的单缝和双缝符合要求。 2、 调节器件共轴
按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于与激光光线平行等高的轴线上。
3、 调节并观察、记录干涉条纹
为了得到清晰的条纹照相效果，我们使用了放大镜将干涉条纹放大后呈现在光屏上。
4、 对可能结果的理论分析和实验误差分析 5、注意事项
（1）安装仪器的顺序不能弄错；
（2）双缝与单缝相互平行，且竖直放置； （3）光源、单缝、双缝的中心均在同一轴线上； （4）若出现在光屏上的光很弱，由于不共轴所致；
（5）若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系。
五、实验结果与误差分析
通过数字相机拍摄得的干涉条纹如下图所示。 在成像过程中可能导致误差的因素有： （1） 双缝刻画不均匀，缝宽不相等； （2） 单缝与双缝未严格平行；
（3） 单缝没有严格位于双缝的对称中心线处； （4） 激光光源不稳定等。
双缝干涉条纹
