【文章內(nèi)容簡介】 究來自雙縫的兩束中央衍射波相互干涉的結(jié)果，這里設(shè)為雙縫的間距，仍為縫寬，接近波長，例如：，圖 37雙縫干涉原理，這時(shí)單縫的一級(jí)極小衍射角接近53度。因此取較大的，則干涉強(qiáng)度受單縫衍射的影響??；反之，當(dāng)較小時(shí)，干涉強(qiáng)度受單縫衍射影響大。干涉加強(qiáng)的角度為：，式中；干涉減弱的角度為：，式中。本演示實(shí)驗(yàn)中，我們只對(duì)1級(jí)極大干涉角和0級(jí)極小干涉角做了討論。當(dāng)取不同的值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可通過采集過程表達(dá)出來，此處不再贅述。 1）系統(tǒng)構(gòu)建指南：系統(tǒng)布置同單縫衍射實(shí)驗(yàn)布置，如圖38，僅將DH926B型微波分光儀小平臺(tái)上的單縫衍射板用雙縫干涉板代替。調(diào)整過程也相同。將DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀提供的USB電纜線的兩端根據(jù)具體尺寸分別連接到數(shù)據(jù)采集儀的USB口和計(jì)算機(jī)的USB口，此時(shí)，DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的USB指示燈亮（藍(lán)色），表示已連接好。然后打開DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的電源開關(guān)，電源指示燈亮（紅色），將數(shù)據(jù)采集儀的通道電纜線兩端分別連接到DH926B 圖38 雙縫衍射實(shí)驗(yàn)型微波分光儀分度轉(zhuǎn)臺(tái)底部的光柵通道插座和數(shù)據(jù)采集儀的相應(yīng)通道口上（本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用軟件默認(rèn)為通道1）。最后，察看DH1121B型三厘米固態(tài)信號(hào)源的“等幅”和“方波”檔的設(shè)置，將DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的“等幅/方波”設(shè)置按鈕等同與DH1121B型三厘米固態(tài)信號(hào)源的設(shè)置。由于干涉板橫向尺寸小，所以當(dāng)取得較大時(shí)，為了避免接收喇叭直接收到發(fā)射喇叭的發(fā)射波或通過板的邊緣過來的波，活動(dòng)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度應(yīng)盡量小些。 2）軟件指南： 軟件操作也與單縫衍射實(shí)驗(yàn)操作基本相同，如果當(dāng)前界面為系統(tǒng)“主菜單”，選擇菜單項(xiàng)“微波物理實(shí)驗(yàn)”的第三個(gè)子菜單項(xiàng)“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”。采集過程中，您需要順時(shí)針或逆時(shí)針（但只能沿一個(gè)方向）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)DH926B型微波分光儀的活動(dòng)臂，隨著活動(dòng)臂的移動(dòng)，采集點(diǎn)數(shù)依次增加，當(dāng)您停止移動(dòng)活動(dòng)臂，繪圖框會(huì)保持原來的狀態(tài)直到您再次開始移動(dòng)活動(dòng)臂。不同之處是在您已完成采集過程后，如果您想對(duì)采集過程中“雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)可以求得的參數(shù)有所了解，請(qǐng)?jiān)诶L圖框下方的“需要您輸入的參數(shù)”一欄中分別輸入“縫寬度”和“微波波長”及“縫間距”三個(gè)參數(shù)的值，切記這三個(gè)參數(shù)的單位默認(rèn)為“厘米”。而后，當(dāng)您按下“計(jì)算結(jié)果”按鈕，系統(tǒng)軟件會(huì)根據(jù)您提供的已知量及采集過程中的數(shù)據(jù)，將本實(shí)驗(yàn)待求參數(shù)理論值和根據(jù)實(shí)際采集過程處理得到的參數(shù)——“1級(jí)極大干涉角”和“0級(jí)極小干涉角”的值分別顯示在屏幕的“參數(shù)理論值”及“經(jīng)采集求得的參數(shù)”框內(nèi)。 實(shí)驗(yàn)四、邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)：B（可移反射板）發(fā)射喇叭接收喇叭A（固定反射板） 如下圖（圖39）所示，在平面波前進(jìn)的方向上放置成45度的半透射板，將入射波分成兩束波，一束被反射沿方向傳播，另一束被折射沿方向傳播。后由于、方向上全反射板的作用，兩列波就再次回到半透射板，又分別經(jīng)同樣的折射和反射，最后到達(dá)接收喇叭處。于是接收喇叭收到兩束同頻率，振動(dòng)方向一致的兩列波。如果這兩列波的相位相差為的整數(shù)倍，則干涉加強(qiáng)；當(dāng)相位相差為的奇數(shù)倍時(shí)，干涉減弱。因此在方向上放一固定的全反射板，讓方向的全反射板可移動(dòng)，當(dāng)表頭指示從一次極小變到又一次極小時(shí)，方向的反射板就移動(dòng)（為波長）的距離．因此由這個(gè)距離就可求得平面波的波長。圖39 邁克爾遜干涉原理1） 系統(tǒng)構(gòu)建指南：圖40 邁克爾遜干涉布置 如圖40，使DH926B型微波分光儀兩喇叭口面互成90度，半透射板與兩喇叭軸線互成45度，將讀數(shù)機(jī)構(gòu)通過它本身上帶有的兩個(gè)螺釘旋入底座上相應(yīng)的旋孔，使其固定在底座上。然后，在讀數(shù)機(jī)構(gòu)和平臺(tái)上分別插上全反射板，使固定的全反射板的法線與接收喇叭的軸線一致，可移動(dòng)的全反射板的法線與發(fā)射喇叭軸線一致。將DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀提供的USB電纜線的兩端根據(jù)具體尺寸分別連接到數(shù)據(jù)采集儀的USB口和計(jì)算機(jī)的USB口，此時(shí)，DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的USB指示燈亮（藍(lán)色），表示已連接好。然后打開DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的電源開關(guān)，電源指示燈亮（紅色），將數(shù)據(jù)采集儀的通道電纜線兩端分別連接到DH926B型微波分光儀讀數(shù)機(jī)構(gòu)的光柵通道插座和數(shù)據(jù)采集儀的相應(yīng)通道口上（本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用軟件默認(rèn)為通道2）。最后，察看DH1121B型三厘米固態(tài)信號(hào)源的“等幅”和“方波”檔的設(shè)置，將DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的“等幅/方波”設(shè)置按鈕等同與DH1121B型三厘米固態(tài)信號(hào)源的設(shè)置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將可移動(dòng)的全反射板移到讀數(shù)機(jī)構(gòu)的20刻度一端，在此附近測出一個(gè)極小幅度的位置，然后沿讀數(shù)機(jī)構(gòu)70刻度的一端旋轉(zhuǎn)讀數(shù)機(jī)構(gòu)上的手柄使可移動(dòng)的全反射板隨之勻速移動(dòng)，從DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀表頭上測出個(gè)極小幅度值，同時(shí)從讀數(shù)機(jī)構(gòu)上得到相應(yīng)的位移讀數(shù)，從而求得可移動(dòng)的全反射板的移動(dòng)距離為，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)原理，求得波長。 2）軟件指南： 軟件操作也與上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)操作基本相同，不同的地方有如下幾點(diǎn)： a)如果當(dāng)前界面為系統(tǒng)“主菜單”，選擇菜單項(xiàng)“微波物理實(shí)驗(yàn)”的第四個(gè)子菜單項(xiàng)“邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)”，屏幕上會(huì)出現(xiàn)“建議采集點(diǎn)數(shù)”和“建議采集通道”提示框，單擊“OK”按鈕，進(jìn)入“采集點(diǎn)數(shù)和通道選擇”界面，您可根據(jù)之前的提示信息選擇“采集點(diǎn)數(shù)和通道號(hào)”。值得一提的是此處的選擇的“通道號(hào)及采集點(diǎn)數(shù)”與上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)的脈沖通道及采集點(diǎn)數(shù)差別很大，最好按照提示信息選擇，否則就不能采集到理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采集過程中，從DH926B型微波分光儀讀數(shù)機(jī)構(gòu)20刻度一端沿讀數(shù)機(jī)構(gòu)70刻度的一端旋轉(zhuǎn)讀數(shù)機(jī)構(gòu)上的手柄，使可移動(dòng)的全反射板隨之勻速移動(dòng)。 b)在您已完成采集過程后，如果您想對(duì)采集過程中“邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)”根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)可以求得的參數(shù)有所了解，請(qǐng)?jiān)诶L圖框下方的“需要您輸入的參數(shù)”一欄中輸入“理論微波波長”參數(shù)值，切記這個(gè)參數(shù)的單位默認(rèn)為“厘米”。而后，當(dāng)您按下“計(jì)算結(jié)果”按鈕，系統(tǒng)軟件會(huì)根據(jù)采集過程中的數(shù)據(jù)，將本實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際采集過程處理得到的參數(shù)——“微波波長”和“相位常數(shù)”的值分別顯示在屏幕的“經(jīng)采集求得的參數(shù)”框內(nèi)，其中“微波波長”的值可以和您輸入的“理論微波波長”進(jìn)行比較。 實(shí)驗(yàn)五、無損介質(zhì)介電常數(shù)實(shí)驗(yàn)： 利用相干波的原理，把具有厚度為的待測介電常數(shù)的介質(zhì)板樣品放在固定全反射板或可移動(dòng)的全反射板處，（注：需緊貼固定全反射板或可移動(dòng)全反射板），由于待測介電常數(shù)的介質(zhì)板的引入，使DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀表頭零指示不再為零，在移動(dòng)可移動(dòng)的全反射板一定距離L后，DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀表頭再次指示為零。最后根據(jù)可動(dòng)全反射板移動(dòng)的距離L的值引起的相位變化得出待測介質(zhì)板的介電常數(shù)值。 1）系統(tǒng)構(gòu)建指南： 系統(tǒng)布置同邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)布置，調(diào)整過程也相同。將DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀提供的USB電纜線的兩端根據(jù)具體尺寸分別連接到數(shù)據(jù)采集儀的USB口和計(jì)算機(jī)的USB口，此時(shí)，DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的USB指示燈亮（藍(lán)色），表示已連接好。然后打開DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的電源開關(guān)，電源指示燈亮（紅色），將數(shù)據(jù)采集儀的通道電纜線兩端分別連接到DH926B型微波分光儀讀數(shù)機(jī)構(gòu)的光柵通道插座和數(shù)據(jù)采集儀的相應(yīng)通道口上（本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用軟件默認(rèn)為通道2）。不同之處是實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，無需放置待測介電常數(shù)的介質(zhì)板，而在軟件數(shù)據(jù)采集過程中，軟件提示您需要放上待測介質(zhì)板時(shí)，請(qǐng)將介質(zhì)板緊貼DH926B型微波分光儀固定全反射板或可移動(dòng)全反射介質(zhì)板放置即可。 2）軟件指南： 軟件操作也與上述四個(gè)實(shí)驗(yàn)操作基本相同，如果當(dāng)前界面為系統(tǒng)“主菜單”，選擇菜單項(xiàng)“微波物理實(shí)驗(yàn)”的第五個(gè)子菜單項(xiàng)“無損介質(zhì)介電常數(shù)實(shí)驗(yàn)”，屏幕上會(huì)出現(xiàn)“建議采集點(diǎn)數(shù)”和“建議采集通道”提示框，單擊“OK”按鈕，進(jìn)入“采集點(diǎn)數(shù)和通道選擇”界面，您可根據(jù)之前的提示信息選擇“采集點(diǎn)數(shù)和通道號(hào)”。此處選擇的“通道號(hào)及采集點(diǎn)數(shù)”與邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)類似。采集過程中，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)DH926B型微波分光儀讀數(shù)機(jī)構(gòu)上的手柄，使可移動(dòng)的全反射板隨之勻速移動(dòng)。所不同的是在您已完成采集過程后，如果您想對(duì)采集過程中“無損介質(zhì)介電常數(shù)實(shí)驗(yàn)”根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)可以求得的參數(shù)有所了解，請(qǐng)?jiān)诶L圖框下方的“需要您輸入的參數(shù)”一欄中分別輸入“介質(zhì)板厚度”、“微波波長”和“相位常數(shù)”三個(gè)參數(shù)的值，切記前兩個(gè)參數(shù)的單位默認(rèn)為“厘米”。當(dāng)您按下“計(jì)算結(jié)果”按鈕時(shí)，系統(tǒng)軟件會(huì)根據(jù)您提供的已知量及采集過程中的數(shù)據(jù)，將本實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際采集過程處理得到的參數(shù)——“介電常數(shù)”、“介質(zhì)中微波波長”和“介質(zhì)中相位常數(shù)”的值分別顯示在屏幕的“經(jīng)采集求得的參數(shù)”框內(nèi)。 實(shí)驗(yàn)六、偏振實(shí)驗(yàn)： 平面電磁波是橫波，它的電場強(qiáng)度矢量E和波長的傳播方向垂直。如果E在垂直于傳播方向的平面內(nèi)沿著一條固定的直線變化，這樣的橫電磁波叫線極化波。在光學(xué)中也叫偏振波。電磁場沿某一方向的能量有的關(guān)系。這就是光學(xué)中的馬呂斯定律：，式中為初始偏振光的強(qiáng)度，為偏振光的強(qiáng)度，是與間的夾角。 1）系統(tǒng)構(gòu)建指南：如圖41，DH926B型微波分光儀兩喇叭口面互相平行，并與地面垂直，其軸圖41 偏振實(shí)驗(yàn)線在一條直線上，由于接收喇叭是和一段旋轉(zhuǎn)短波導(dǎo)連在一起的；在旋轉(zhuǎn)短波導(dǎo)的軸承環(huán)的90度范圍內(nèi)，每隔5度有一刻度，所以接收喇叭的轉(zhuǎn)角可以從此處讀到。將DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀提供的USB電纜線的兩端根據(jù)具體尺寸分別連接到數(shù)據(jù)采集儀的USB口和計(jì)算機(jī)的USB口，此時(shí)，DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的USB指示燈亮（藍(lán)色），表示已連接好。然后打開DH926AD型數(shù)據(jù)采集儀的電源開關(guān)，電源指示燈亮（紅色），將數(shù)據(jù)采集儀的通道電纜線兩端分別連接到DH926B型微波分光儀接收喇叭天線的光柵通道插座和數(shù)據(jù)采集儀的相應(yīng)通道口上（本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用軟件默認(rèn)為通道3）。順時(shí)針或逆時(shí)針（但只能沿一個(gè)方向）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)微波分光儀的接收喇叭，就可以得到轉(zhuǎn)角與接收指示的一組數(shù)據(jù)，并可與馬呂斯定律進(jìn)行比較。 做實(shí)驗(yàn)時(shí)為了避免小平臺(tái)的影響，可以松開平臺(tái)中心三個(gè)十字槽螺釘，把工作臺(tái)取下。做實(shí)驗(yàn)時(shí)還要盡量減少周圍環(huán)境的影響。 2）軟件指南： 軟件操作也與上述五個(gè)實(shí)驗(yàn)操作基本相同，不同的地方有如下幾點(diǎn)： a)如果當(dāng)前界面為系統(tǒng)“主菜單”，選擇菜單項(xiàng)“微波物理實(shí)驗(yàn)”的第六個(gè)子菜單項(xiàng)“偏振實(shí)驗(yàn)”，屏幕上會(huì)出現(xiàn)“建議采集點(diǎn)數(shù)”和“建議采集通道”提示框，單擊“OK”按鈕，進(jìn)入“采集點(diǎn)數(shù)和通道選擇”界面，您可根據(jù)之前的提示信息選擇“采集點(diǎn)數(shù)和通道號(hào)”。值得一提的是此處的選擇的“通道號(hào)及采集點(diǎn)數(shù)”與上述五個(gè)實(shí)驗(yàn)的脈沖通道及采集點(diǎn)數(shù)差別很大，最好按照提示信息選擇，否則就不能采集到理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采集過程中，順時(shí)針或逆時(shí)針（但只能沿一個(gè)方向）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)DH926B型微波分光儀的接收喇叭。b)在您采集過程后，您可隨時(shí)終止采集過程，此時(shí)采集點(diǎn)縱坐標(biāo)的值即為當(dāng)前實(shí)際的偏振強(qiáng)度，而理論的偏振強(qiáng)度可通過軟件的數(shù)據(jù)處理得到，本實(shí)驗(yàn)可讓您實(shí)時(shí)驗(yàn)證馬呂斯定律的正確性。終止采集過程后，按下“計(jì)算結(jié)果”按鈕，系統(tǒng)軟件會(huì)根據(jù)采集過程中的數(shù)據(jù)，將本實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際采集過程處理得到的理論和實(shí)際參數(shù)——“偏振強(qiáng)度”的值分別顯示在屏幕的“參數(shù)理論值”和“經(jīng)采集求得的參數(shù)”框內(nèi)。