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大学物理实验, 2025, 38(6): 88-96     https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2025.06.016
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基于 MATLAB 的杨氏双缝干涉实验测量平台
吴月瑶,周 芸
辽宁师范大学 物理与电子技术学院,辽宁 大连 116029
Young's Double-Slit Interference Experiment MeasurementPlatform based on MATLAB
WU Yueyao,ZHOU Yun*
School of Physics and Electronic Technology,Liaoning Noral University,Dalian,Liaoning 116029, China
下载:  PDF (4873KB) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要  传统的杨氏双缝干涉实验中常使用人眼对条纹进行观察以测量条纹间距,这种方法由于视觉疲劳等因素易造成较大的误差。 因此基于 MATLAB 构建了杨氏双缝干涉实验的测量平台,用于精准测量条纹间距并自动计算出实验所用激光的波长值.通过将原始图像转化为灰度图后,对图像进行预处理、各向异性扩散滤波、自适应阈值处理和伪彩色图映射操作,测量处理后条纹的间距,并结合实验参数计算出激光波长。 结果显示,实验中激光标准波长的平均绝对误差为-0.30 nm,平均相对误差仅为0.047 2%,远小于人眼观察结果的 19.91 nm 和 3.135 4%。 以上表明构建的测量平台能在纳米级误差下准确测得实验所用激光的波长值,具有一定的实用价值。
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吴月瑶
周芸
关键词:   实验测量平台  杨氏双缝干涉  MATLAB  图像处理    
Abstract: In the traditional Young's double-slit interference experiment, the human eye is often used toobserve the fringes to measurethe fringe spacing. However,this method is prone to causing signilficant errorsdue to factors such as visual fatigue. Therefore,a measurement platform for Young's double-slit interferenceexperiment was constructed based on MATLAB to accurately measure the fringe spacing and automaticallycalculate the wavelength value of the laser used in the experiment. After converting the original image into agrayscale image,the image is preprocessed, anisotropic diffusion filtering, adaptive threshold processing andpseudo-color image mapping operations are carried out. The spacing of the processed stripes is measured,andthe laser wavelength is calculated in combination with the experimental parameters. The results show that theaverage absolute error of the laser standard wavelength in the experiment is -0.30 nm,and the average relativeerror is only 0. 047 2%,which is much smaller than the 19.91 nm and 3.135 4% observed by the human eye.The above indicates that the constructed measurement platform can accurately measure the wavelength value ofthe laser used in the experiment with a nanometer-level error,which has certain practical value.
Key words:  experimental measurement platform    yang's double-slit interference    MATLAB    image processing
               出版日期:  2025-12-25      发布日期:  2025-12-25      整期出版日期:  2025-12-25
ZTFLH:     
  O 4-39  
  O 4-34  
基金资助: 2023 年国家自然科学基金面上项目(12275115);教育部师范教育协同提质项目(DB5)
引用本文:    
吴月瑶, 周芸 . 基于 MATLAB 的杨氏双缝干涉实验测量平台[J]. 大学物理实验, 2025, 38(6): 88-96.
WU Yueyao, ZHOU Yun. Young's Double-Slit Interference Experiment MeasurementPlatform based on MATLAB. Physical Experiment of College, 2025, 38(6): 88-96.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2025.06.016  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I6/88
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