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单缝衍射 大物实验报告 思考题

硅光电池的进光狭缝宽度对实验结果的影响

硅光电池前的狭缝光阑的宽度如果大于单缝衍射条纹的宽度，可能无法检测出暗条纹的位置，而导致测量结果误差偏大甚至错误。

单缝衍射中，影响波长的主要因素是什么?应采取什么措施?

光源的稳定性和单色性，采取措施是，使用相干性非常好的激光光源作为入射光，以保证良好的稳定性和单色性！

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中国计量学院实验报告

课程名称：《光电基础实验》

实验项目：CCD单缝衍射实验

实验时间：２００７.１１.０６

一、实验目的：

应用ＣＣＤ单缝衍射仪作光学实验项目中单逢，双逢，多逢，双光束等的干涉，衍射实验．在电脑屏幕上实时显示曲线全貌，测量其相对光强分布和衍射角．进而测量单缝的缝宽，单丝的直径，光源的波长，双缝的缝宽和缝间距，光栅常数．

二、实验内容与原理：

1.       实验原理：

光的衍射现象是光的波动性的一种表现，可分为菲涅耳衍射击与夫琅和费衍射两类。菲涅耳衍射是近场衍射，夫琅和费衍射是远场衍射，又称平行光衍射。将单色点光源放置在透镜L₁的前焦面，经透镜后的光束成为平行光垂直照射在单缝AB上，按惠更斯--菲涅耳原理，位于狭缝的波阵面上的每一点都可以看成一个新的子波源，他们向各个方向发射球面子波，这些子波相叠加经透镜L₂会聚后，在L₂的后焦面上形成明暗相间的衍射条纹，其光强分布规律为：

                  （1）

其中  ，a是单缝宽度，θ是衍射角，为入射光波长。

由（1）式可见：

a)                  当时，，为中央主极大的强度，光强最强，绝大部分的光能都落在中央明纹上。

b)                 当时，为第K级暗纹。由于夫琅禾费衍射时，θ很小，有θsinθ，因此暗纹出现的条件为：

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电磁场与微波测量实验报告

------单缝衍射实验

学院：电子工程学院

专业：电子信息科学与技术

班级：

学号：

姓名：

组员：

                        日期：2013.4.1

实验二 单缝衍射实验

一、   【实验目的】

掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响

二、   【预习内容】

电磁波单缝衍射现象

三、   【实验设备与仪器】

S426型分光仪

四、   【实验原理】

当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为  ，其中λ是波长，a是狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：

五、   【实验步骤】

仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90⁰刻度的一对线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的180⁰处，此时小平台的0⁰就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。然后从衍射角0⁰开始，在单缝的两侧使衍射角每改变2⁰  读取 一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线。

根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。

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单缝衍射

一、实验目的

1．通过对激光经过单缝形成的衍射图案的研究了解光的波动性。

2．检测激光通过单缝形成的衍射图案，表征衍射条纹的极小位置与理论预见的一致。

3．对在物理量的测量中如何使用计算机控制实时测量系统有初步的掌握。

二、实验原理

当光通过一狭缝时会产生衍射光，衍射图样中的极小值对应的角度由下式给出：

    这里a表示缝宽，θ表示图样中心到第m级极小间的夹角，λ表示光的波长，m表示级次（从中心向外数，1对应第一级极小，2对应第二级极小，…），见图.1.1。通常因为角度较小，可以假设

根据三角关系

这里y 表示在屏上从图样中心到第m级极小间的距离，D表示从狭缝到屏的距离，如图所示。所以可由衍射方程解出缝宽：

三、实验仪器

科学工作站接口、计算机、光传感器、转动运动传感器及一维运动附件、光具座及屏、二极管激光器、单缝圆盘、白纸（贴屏用）、米尺

四、实验步骤

1、  把激光器安装在光具座的一端，把装有单缝圆盘的支架置于激光器前3cm处。

2、 将光传感器置于一维运动附件末端的夹子上，并光传感器使与一维运动附件互相垂直。

3、 将一维运动附件插入转动运动传感器的插槽中，并将它们置于光具座另一端的支架上。

4、 打开激光器，调节激光器与单缝衍射屏的位置，使激光通过单缝得到清晰的衍射图。（注意：用一张贴白纸的屏作为临时接收屏来观察衍射斑）

5、 调节光传感器与干涉花样的高度相同，并使之在线性运动附件上运动时保持水平。

6、 将科学工作站500型接口连接到计算机上，打开接口和计算机电源。

7、 把光传感器的DIN插头连接到接口上的模拟通道A，把旋转运动传感器的立体声插头连接到接口的数字通道1和2口。

8、 打开DataStudio,选500型接口进行初始化和各项参数设置，准备作光强随位置变化的曲线图（DataStudio的使用，详见附录）。

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实验名称：测量单缝衍射的光强分布

实验目的：

    a．观察单缝衍射现象及其特点；

b．测量单缝衍射的光强分布；

c．应用单缝衍射的规律计算单缝缝宽；

实验仪器：

    导轨、激光电源、激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置、WJH型数字式检流计。

实验原理和方法：

    光在传播过程中遇到障碍物时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射。当障碍物的大小与光的波长大得不多时，如狭缝、小孔、小圆屏、毛发、细针、金属丝等，就能观察到明显的光的衍射现象，亦即光线偏离直线路程的现象。光的衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射，亦称为远场衍射与近场衍射。本实验只研究夫琅和费衍射。理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。单缝的夫琅和费衍射光路图如下图所示。

    a. 理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域：

或

式中：a为狭缝宽度；L为狭缝与屏之间的距离；为入射光的波长。

    可以对L的取值范围进行估算：实验时，若取，入射光是激光，其波长为632.80nm，，所以只要取，就可满足夫琅和费衍射的远场条件。但实验证明，取，结果较为理想。

    b. 根据惠更斯－费涅耳原理，可导出单缝衍射的相对光强分布规律：

式中：                           

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