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1、实验课表物理实验报告范文衍射现象观测实验讲义_衍射现象观测 衍射现象的观测 【实验目的】 1.观测夫琅禾费衍射现象，理解衍射原理； 2.用单缝衍射原理测定狭缝的宽度。 【实验原理】 光的衍射现象是光的波动性的重要表现。根据光源及观察衍射图象的屏幕（衍射屏）到产生衍射的障碍物的距离不同，分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种，前者是光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射，即所谓近场衍射；后者则为无限远时的衍射，即所谓远场衍射。要实现夫琅禾费衍射，必须保证光源至单缝的距离和单缝到衍射屏的距离均为无限远（或相当于无限远），即要求照射到单缝上的入射光、衍射光都为平行光，屏应放到相当远处，在实验中只用 两
2、个透镜即可达到此要求。实验光路如图六所示， L 1 L 2x k /2 与狭缝 E 垂直的衍射光束会聚于屏上 P 0 处，是.明纹的中心，光强最大，设为 I 0 ，与光轴方向成角的衍射光束会聚于屏上 P A 处，P A 的光强由计算可得： 式中，b 为狭缝的宽度，为单色光的波长，当=0 时，光强最大，称为主极大，主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。 当=K，即： 时，出现暗条纹。 除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大，由数学计算 可得出现这些次极大的位置在=1.43，2.46，3.47，这些次极大的相对光强 I/I 0 依次为 0.047，0.017，0.008， 220sinbb
3、I I A =)sin(lj pbb=bKlf = sin ） ， ， ， × ± ± ± = 3 2 1 (K图六 2 1.43 2.46 图七夫琅禾费衍射的光强分布 夫琅禾费衍射的光强分布如图七所示。 e-Ne 图八 夫琅禾费单缝衍射的简化装置 用激光器作光源，则由于激光束的方向性好，能量集中，且缝的宽度 b 一般很小，这样就可以不用透镜 L 1 ，若观察屏（接受器）距离狭缝也较远（即 D 远大于 b）则透镜 L 2 也可以不用，这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图八，这时， 则 【实验步骤】 1.测量单缝的宽度 连接好实验装置，调节激光器的方位及旋转
4、激光器的前端，使激光器发出平行于光具座的平行光。前后移动接收屏，使直接接收的激光光斑的位置、大小不变。 将有单缝的衍射屏放在支架上；使衍射屏靠近激光器。调节衍射屏支架上的相应旋钮，使激光垂直照射到 最窄 的单缝上(怎样判断达到了垂直照射)，测量单缝到测距器的距离 D，在光具座直接读出距离即可； D x/ tan sin = » f fx D K b / l = 测出两条第一级、第二级衍射暗条纹中心之间的距离 2x 1 ，2x 2 ( 注意 一次测量过程中 鼓轮旋转不能反转 )，即可求出第一级、第二级到.零级明纹中心距离x 1 ，x 2 ，将 l =690nm、x 1 、x 2 ，和
5、D 及 K=1、2 的值代入公式 计算出单缝宽度，用不同级数的结果计算单缝宽度的平均值。重复测量三次. 注意：处理数据时请统一物理量的单位为毫米。 2.观察其它衍射图像。 数据记录与处理 记录表格 l =690nm= mm; D= mm 根据实验数据，计算单缝宽度 b b 及误差 。 写出测量结果的完整形式。 思考问题 根据测量结果，分析误差的主要来源； 次数 X 2L mm X 1L mm X 1R mm X 2R mm x 1 =(X 1R -X 1L )/2 mm x 2 =(X 2R -X 2L )/2 mm 1 2 3 x D K b / l = 1. 主要技术参数与指标 1 、 导轨：1250mm。 2 、 半导体激光器座：配16 半导体激光器。 3 、 小孔狭缝板及光栅板规格（图一、图二） 图一