会“拐弯”的光

“未见其人，先闻其声”，这句话的意思是隔着障碍物，未见到人，却听到了他的声音。是什么造成这种现象呢？这是因为声音的本质是一种在空气中傳播的波，它就像能拐弯一样，可以绕过障碍物传播。

那么，光的本质是什么呢？一直以来，无数科学家都在思考这个问题。对于很多人来说，光是一种粒子，因为它总是直射，似乎也绕不过障碍物。然而，英国物理学家托马斯·杨在1801年做了一个双缝干涉实验，证明了光也具有波动性。假日期间，我也在思考这个问题，并尝试用家里能找到的简单物品做了双缝干涉实验。

实验器材

红色激光笔、纸卡片、笔、刻度尺、卷尺、美工刀、白板（图1）。

实验原理

通过查找资料，我明白两列波同时传播时会在空间某点叠加起来。如果在这一点两列波总是波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇，那么在该点波的强度会增大（图2）。相反，如果在这一点两列波总是波峰和波谷相遇，那么在该点，两列波相互抵消，波的强度为零（图3）。这就是波的干涉现象。比如我们常见的水波，两个水波相遇后，在重叠的地方就会形成干涉的波纹。

如果光具有波动性，那么来自同一个光源的两束光通过不同路径传播后，会形成类似的明暗相间的干涉图样。为了生成两个来自同一光源的光束，通常是在一个隔板（本实验中用的是纸卡片）上刻两条细的缝隙让光源（实验中的光源由激光笔提供）照射上去。

实验步骤

1.制作双缝

先在一张扑克牌大小的纸卡片上画两条平行的细线，两条线间隔1毫米（图4a），然后用美工刀沿每条线刻出一道窄缝，缝的边缘尽量光滑。

2.摆放器材

将纸卡片竖直放在激光笔前方，用卷尺量出距卡片前方2米处，摆放白板，也可用白色墙壁代替，把卡片和激光笔固定起来（图4b）。

3.生成干涉图像

接下来是实验的最重要环节，打开激光笔，让发出的激光对准卡片上的双缝，不断调整位置，使透过双缝的激光在白板上形成图像，最后对图像进行拍照。

当激光笔和卡片摆放适当时，可以看到激光经过卡片上的双缝射出后，神奇的事情发生了：激光打到白板上，形成了一条条间隔均匀的明亮红色光条纹（图5a），两条相邻光带之间是暗条纹，即激光在那里减弱消失。在夜晚关上室内的灯时，看到的效果更好，可以看到更多条纹（图5b）。如果光不具有波动性，我们只能在白板上看到两条亮纹。

然而，在这个实验中，我们观察到了十几条亮纹，从而验证了光具有波动性。另外，可以看到中心的亮纹最亮，两边的亮纹逐渐变暗。但是，在离中心10厘米处还是可以观察到亮纹。如果把激光直接照射到白板上，只会在中心位置看到一个亮点。现在，亮纹出现在了激光直接照射不到的地方。这里，光就像是拐弯了一样，让我感觉非常神奇！

实验结论

这个实验并不是一次就成功的。一开始，我用像手机自带的手电筒那样的白光光源，发现没办法形成条纹。查找资料后，我发现白光是多种颜色的光混合在一起的，每一种颜色光的波长都不同，无法形成干涉图像。所以，最好是用单色光源。后来，我在家里发现了一个红色激光笔。激光是一种单色光，有固定的波长，比较适合用来做双缝干涉实验的光源。

换了激光笔后，果然出现了明暗条纹，但条纹不是很清晰，亮条纹都连在一起，暗纹部分比较少。我仔细观察了纸卡片上的双缝，发现双缝的边缘不平整。调整后，最终成功实现干涉条纹。

通过这个实验，我不仅掌握了一些做实验的基本步骤，同时对光的波动性有了更深的了解，还激发了自己的兴趣并尝试思考问题和解决问题。

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