雷射光柵干涉
單色光光柵干涉
目的
觀察不同雷射光源通過光柵(grating)的結果。
實驗
實驗裝置:紅色雷射光源、綠色雷射光源、光柵(530條/mm)。
將紅色雷射光源及綠色雷射光源同時垂直入射於光柵(grating),觀察後方屏幕所呈的像
×實驗演示
原理思考
- 為何有干涉現象?
- 影片中兩種光源經光柵後,在屏幕上的光點,為何兩色光光點散開的角度不一樣?
×原理探究
圖一代表以平行光垂直入射光柵,狹縫與狹縫之間的距離為 (
:光柵片寬度、
:狹縫數),光通過在屏幕上任意之觀察點
產生干涉(interference)。光柵為一狹縫數
很大的多狹縫,狹縫之間的距離很小,每個縫所形成的繞射條紋會重疊而互相干涉,主要的干涉亮紋會變得非常狹窄而明亮,其它的干涉亮紋會相對較暗而看不見,因此,出現寬度極窄的干涉亮紋。

若要在 點形成一亮點,必需在該點形成建設性干涉,從圖二可知,從相鄰兩狹縫出發光源的光程差是波長
的整數倍
當方程式 成立時,可得主要亮紋的位置。
由於各色色光的波長 均不相同,因此,在相同
的情況下,
值會不同,故能看出各色光的差異。
討論
- 若雷射光不是垂直入射於光柵,則會有何種影嚮?
- 若將環境改在水中進行此實驗,干涉條紋會有變化嗎?
- 用雷射光與白光作實驗有何不同?
關於實驗
- 光柵即多狹縫,若不清楚狹縫干涉現象,可參考實驗O04. 雷射雙狹縫干涉。
- 此實驗使用常見的穿透式(transmission)光柵
- 可同本網站中的實驗O03.白光分光、實驗O07.光碟軌道及實驗O08.掌中光譜議做比較。
參考資料
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, "Fundamentals of Physics", 7th ed., John Wiley & Sons, 2005, New York. Ch36.
指導老師
謝奇文
撰稿
黃時霖




