单缝衍射光强分布实验报告.pdf

精品文档 单缝衍射光强分布 【实验目的】 1. 定性观察单缝衍射现象和其特点。 2. 学会用光电元件测量单缝衍射光强分布，并且绘制曲线。 【实验仪器】 仪器名称 光学导轨 激光器 接收器 数字式检流计 衍射板 型号 【实验原理】 光波遇到障碍时，波前受到限制 而进入障碍后方的阴影区，称为衍 射。衍射分为两类：一类是中场衍 射，指光源与观察屏据衍射物为有 限远时产生的衍射，称菲涅尔衍射； 一类是远场衍射， 指光源与接收屏距衍射物相当于无限远时所产生的 衍射，叫夫琅禾费衍射，它就是平行光通过障碍的衍射。 2 (sin β) πasin θ 夫琅禾费单缝衍射光强 I = I0 2 ; 其中 β= λ ；a 为缝宽， β θ为衍射角，λ为入射光波长。 上图中 θ为衍射角， a 为缝宽。 精品文档 【实验内容】 （一）定性观察衍射现象 1. 按激光器、衍射板、接收器（屏）的顺序在光节学导轨上放置 仪器，调节光路， 保证等高共轴。 衍射板与接收器的间距不小于 1m。 2. 观察不同形状衍射物的衍射图样，记录其特点。 （二）测量单缝衍射光强分布曲线 1. 选择一个单缝，记录缝宽，测量 -2 到 +2 级条纹的光强分布。 要求至少测 30 个数据点。 2. 测量缝到屏的距离 L。 3. 以sin θ为横坐标， I/I 0 为纵坐标绘制曲线，在同一张图中绘出 理论曲线，做比较。 【实验步骤】 1. 摆好实验仪器，布置光路如下图 顺序为激光器—狭缝—接收器—数字检流计，其中狭缝与出光口 精品文档 的距离不大于 10cm，狭缝与接收器的距离不小于 1m。 2. 调节激光器水平，即可拿一张纸片，对准接收器的中心，记下 位置，然后打开激光器，沿导轨移动纸片，使激光器的光点一直打纸 片所记位置，即光线打过来的高度要一致。 3. 再调节各光学元件等高共轴，先粗调，即用眼睛观察，使得各 个元件等高；再细调，用尺子量取它们的高度 ( 狭缝的高度，激光器 出光口的高度，接收器的中心 ) ，调节升降旋钮使其等高，随后用一 纸片，接到光源发出的光， 以其上的光斑位置作为参照，依次移动到 各个元件前，调节他们的左右 ( 即调节接收器底座的平移螺杆，狭缝 底座的平移螺杆 ) 高低，使光线恰好垂直照到元件的中心。 4. 调节狭缝宽度，使光束穿过，可见衍射条纹，调节宽度，使条 纹中心亮纹的宽度约为 5mm，且使得条纹最亮，而数字检流计的读数 最大，经过上述调节后，上述任何一个旋钮的改变都会使读数变小。 5. 测量光强，先遮住接收器的光探头，选择合适的档位，并对读 数进行调零， ( 若不能调零，则记下该处误差，在得到实验数据后减 去) ，若在测量过程中需要换挡，则换挡需要调零。调节接收器底座 的平移螺杆，观察