单缝衍射实验_2003研究报告.ppt

1.打开电流计进行预热。 光电池狭缝必须关闭以保护仪器。此时电流计读数应接近0. 三、思考题 78页思考题1、2都要做 THE END 本实验教案可在邮箱下载： usstphylab@ 密码： usstphylab 单缝衍射实验 目的： 学习调节仪器，观察单缝衍射现象 测量衍射条纹的各个极大和极小处的光强和位置，作出相对光强分布图。 利用光强分布计算单缝宽度d 单缝衍射的光强分布 特点：中心为亮条纹 K级暗条纹宽度 d为单缝宽度 D为单缝到屏的距离 测量要求： 读出各极大值和极小值处的电流和位置，作图，并用其中暗条纹位置计算d 实验步骤 仪器的调节：步骤1~8 光路调节的基本原则： 先远后近，先两端后中间 2.将光电池底座位置调到15mm左右。 3.适当调节光电池高度，及激光器的高度、方向，使激光照在光电池中央狭缝处。之后激光器不能再动。 4.放上单缝，调节单缝的高度、缝宽和单缝底座的位置，使激光照在单缝中央。 贴近光电池放上白屏，屏上可见干涉条纹。 5.电流计调零：电流档位取10-9A，调节调零旋钮使读数为0 6.调节单缝宽度，单缝越宽，条纹约窄。 使白屏上-3级暗条纹到+3级暗条纹的间距约为20mm。 条纹不能太宽，否则会超出光电池底座的读数范围（30mm） 7.撤去白屏，条纹落在光电池上，条纹中心0级亮条纹应大致处在狭缝位置，如果中心偏移较大，超过3~5mm，说明激光管位置有移动，要重新从步骤2调起。否则会使±3级条纹超出读数范围无法测量。 8.移动光电池底座，使狭缝落在0级亮条纹中心处。调节光电池狭缝宽度，使适当光强进入电池。 调节标准为：当狭缝处在0级主极大附近时，电流计读数约为1500~1800。 因为电流计量程为1999，超出量程时会显示1---表示溢出，所以电流不能太大以防溢出。而测量时要保证精度，电流也不能太小，因此以1500~1800为宜。电流的正负号只与接线方向有关，不影响测量，只需记录绝对值即可。 至此调节完成 测量方法： 一、移动光电池底座，使光电池狭缝大约处在左侧的-4级暗条纹处。将光电池向右移动，观察电流大小，依次读出各极大值和极小值处的电流和位置。即为亮/暗条纹位置。 X读数时应读到0.001mm，其中最后一位为估读。可参考35页显微镜读数方法。先在0~30mm主尺上读出整毫米数，再在鼓轮上读出毫米以下的刻度。 鼓轮上1小格表示0.01mm，整格之后再估读一位，这样鼓轮上可读到0.xxx mm，加上主尺整毫米数，即为最终读数。 避免回程误差（又称空程差） 读数时应一直向一个方向移动，以避免回程误差。例如一直保持向右移动。如果中途移到C点后，需要左移回到A点读数，必须多移动一段，到达B点。再向右移到A点的位置进行读数。 二、测D 读出光电池底座左侧的位置D1，及单缝底座左侧的位置D2，D=|D1-D2| （略有误差，可忽略） 数据处理 一、作光强分布图 将光强最大点，即零级主极大作为中心，取其相对位置x=0，相对光强I/ I0为1。对数据进行归一化，即计算各点的相对位置x和相对光强I/ I0。并在方格纸上作图。 K -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 I (10-9A) I0=__ 位置X （mm） 相对 光强 I/ I0 1 相对 位置x （mm） 0 相对光强和相对位置x可以课后再算 二、用K级暗条纹宽度计算单缝宽度d 对K=1，2，3分别计算d，及算术平均值。 注： 1、需要说明的是，由于K=1，2，3时，d的不确定度不同，因此这是非等精度测量，严格来说，应该用加权平均法计算 。本实验为简单起见只要求计算算术平均值。 2、理论上，暗条纹中心亮度应为0，实际测量时，会由于杂光等原因造成干扰，使电流值不为0，测量时取电流极小处即可。 K -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 位置X （mm） I (10-9A) I0=___