尝试在自己的房间里面复现杨氏双缝干涉实验
smith 2016-2-13极客DIY
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
IMG_20160213_123917.jpg

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


IMG_20160213_122940.jpg



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!

IMG_20160213_112319.jpg



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
IMG_20160213_112948.jpg



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
来自:科创广场 / 极客DIY
 
小科学
5年10个月前
1楼
啊哈,我也有一个那样的激光器,我拿来点过KNSU
https://www.kechuang.org/t/78778
我也去试试这个实验,嘿嘿[s::lol]
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smith作者
5年10个月前
2楼
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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smith作者
5年10个月前
3楼
这个是实验室做出来的效果
350px-Single_slit_and_double_slit2.jpg
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smith作者
5年10个月前
4楼
这个实验的计算机模拟图

220px-Doubleslit3Dspectrum.gif
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smith作者
5年10个月前
5楼
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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RodTech
5年10个月前
6楼
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
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北落师门
5年10个月前
7楼
强行引用引力波[s::lol]
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friedel
5年10个月前
8楼
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
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smith作者
5年10个月前
9楼
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
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布布卡
5年10个月前
11楼
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。。)
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liuda
5年8个月前
12楼
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.
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diy患者
5年8个月前
13楼
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。
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阿童木升级版
5年4个月前
14楼
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
4年7个月前
15楼
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?
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阿童木升级版
4年6个月前
16楼
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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z695282560
2年11个月前
17楼

不是说观测能影响实验结果么

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