简易双缝干涉与单缝衍射仪的制作与研究
Design and Study of a Simple Apparatus for Double-Slit Interference and Single-Slit Diffraction
DOI: 10.12677/app.2025.154025, PDF,    国家科技经费支持
作者: 王舒鹏, 王桃芬:湖南科技大学物理与电子科学学院,湖南 湘潭;麻志君*, 赵明卓:湖南科技大学物理与电子科学学院,湖南 湘潭;智能传感器与新型传感材料湖南省重点实验室,湖南 湘潭
关键词: 双缝干涉单缝衍射自制仪器课堂教学Double-Slit Interference Single-Slit Diffraction Homemade Apparatus Classroom Teaching
摘要: 物理实验中双缝干涉和单缝衍射仪器通常操作复杂、价格昂贵,在中学物理教学中普及率不高。针对这些问题,本研究基于波动光学理论,详细介绍了一种简易的双缝干涉与单缝衍射仪的制作和操作方法,提出一种低成本的手工实验装置设计方案,旨在帮助老师和学生简单制作与操作这种实验装置。该装置不仅实验效果明显,成本低廉,而且可以广泛应用于光学课堂实验教学,显著提高学生的学习效果,为资源有限地区的光学课堂实验教学提供了可参考的解决方案。
Abstract: In physics teaching, instruments used for double-slit interference and single-slit diffraction experiments are typically complicated to operate and expensive, leading to low popularity in secondary education. To address these issues, this study, based on wave optics theory, introduces a simple apparatus for performing double-slit interference and single-slit diffraction experiments. A detailed method for constructing and operating a low-cost, handmade experimental device is presented, aiming to assist teachers and students in easily fabricating and using this equipment. The apparatus not only demonstrates clear experimental results at a low cost but also is highly suitable for widespread adoption in classroom optics experiments. It can significantly enhance students’ learning outcomes and provide a practical reference for conducting optics experiments in resource-limited regions.
文章引用:王舒鹏, 麻志君, 王桃芬, 赵明卓. 简易双缝干涉与单缝衍射仪的制作与研究[J]. 应用物理, 2025, 15(4): 222-231. https://doi.org/10.12677/app.2025.154025

参考文献

[1] 姚帅, 张徐玮, 叶志龙, 等. 光栅衍射效率对干涉式星敏感器测角影响分析[J/OL]. 飞控与探测: 1-12.
http://kns.cnki.net/kcms/detail/10.1567.TJ.20250224.1022.002.html, 2025-03-08.
[2] 金乐龄, 王建, 曾大舟, 等. 面向大口径光学元件面形检测的点衍射瞬态干涉仪设计[J]. 光学学报, 2025, 45(3): 200-211.
[3] 王国友, 范沁, 资雄, 等. 用光干涉和衍射装置替换光杠杆的杨氏模量测量方法[J]. 大学物理, 2024, 43(4): 44-48+74.
[4] 左超, 陈钱. 计算光学相位成像: 从干涉数字全息到光强衍射层析[J]. 科学通报, 2023, 68(25): 3240-3243.
[5] 郑乐, 郑雪丽, 杨骏骏, 等. 光学虚拟仿真实验平台的设计与实现[J]. 物理实验, 2024, 44(3): 39-43.
[6] 王美姣, 赵加强, 邢匡衡, 等. 基于MATLAB仿真光学实验的设计与实现[J]. 潍坊学院学报, 2024, 24(5): 52-63.
[7] 胡贝. 光的干涉和衍射演示实验的改进[J]. 实验教学与仪器, 2024, 41(11): 62-63.
[8] 黎红. 干涉、衍射实验中衍射物位置的估算[J]. 大学物理, 2009, 28(1): 39-40+49.
[9] 王舒鹏, 麻志君, 陆振烟, 等. 一种多功能光学实验演示教具及其使用方法[P]. 中国专利, CN114677889A. 2022-06-28.
[10] 陈丽, 张登玉, 王友文, 等. 浅谈光学中杨氏双缝干涉实验[J]. 衡阳师范学院学报, 2014, 35(6): 33-35.
[11] 石仁斌, 陈晓钊. 浅析光的单缝夫琅和费衍射[J]. 广西物理, 2021, 42(4): 12-16.