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模擬的單縫衍射實驗裝置包括

發布時間:2023-02-01 08:33:51

① 手動單縫衍射實驗實驗儀器

單縫衍射復:光在傳播過製程中遇到障礙物,光波會繞過障礙物繼續傳播。 單縫衍射的實驗現象 中央條紋最亮,同時也最寬,約為其他明條紋寬度的兩倍。中央條紋兩側,光強度迅速減小,直至第一暗條紋;隨後光強又逐漸增大成為第一明條紋,依此類推。

② 在如圖所示的單縫夫琅禾費衍射實驗中

單縫的上移不改變任何結果,但是單縫的變寬會使條紋變窄,間距減小,所以中央條紋位置不變,變窄.

③ 單縫衍射有哪兩種兩者有何區別

單縫衍射是光在傳播過程中遇到障礙物,光波會繞過障礙物繼續傳播的一種現象。如果波長與縫、孔或障礙物尺寸相當或者更大時,衍射現象最明顯。分為兩類,即菲涅爾衍射與夫琅和費衍射。
菲涅爾衍射
光源和光屏到障礙物的距離均不是很遠,並且沒有使用透鏡。此時光線不是平行光,即波陣面不是平面。這種情況是菲涅爾最早(1818年)描述的,所以稱為菲涅爾衍射。

夫琅禾費衍射
光源和光屏到障礙物的距離都很大,此時入射光為平行光,波面是平面,衍射光也是平行光。這種衍射稱為夫琅禾費衍射,它是夫琅禾費(J.von Fraunhofer)最早描述的(1821--1822年)。在實驗室里,我們可以很容易的用透鏡使入射球面光波變成平行光,很容易實現夫琅禾費衍射的條件。
顯然,菲涅爾衍射是普遍情況,夫琅禾費衍射只是它的特例。

④ 單縫夫琅和費衍射實驗

向下平移。因為衍射中心滿足幾何光學的定理,中心上移,由幾何光學知道,像下移(如果縫長相對於縫寬有限的話);
如果縫長相對於縫寬遠大於的話,就不變了。知道原理就知道很明顯不變的

⑤ 誰有單縫衍射及光強分布測試的實驗報告,跪求

單縫衍射測縫寬實驗

一、實驗目的

1.觀察單縫衍射現象及其特點;

2.用硅光電池測量單縫衍射的光強分布; 3.用單縫衍射的規律計算單縫縫寬;

二、實驗原理:

光在傳播過程中遇到障礙物時將繞過障礙物,改變光的直線傳播,稱為光的衍射。當障礙物的大小與光的波長大得不多時,如狹縫、小孔、小圓屏、毛發、細針、金屬絲等,就能觀察到明顯的光的衍射現象,亦即光線偏離直線路程的現象。光的衍射分為夫琅和費衍射與費涅耳衍射,亦稱為遠場衍射與近場衍射。本實驗只研究夫琅和費衍射。理想的夫琅和費衍射,其入射光束和衍射光束均是平行光。單縫的夫琅和費衍射光路圖如下圖所示。

a. 理論上可以證明只要滿足以下條件,單縫衍射就處於夫琅和費衍射區域:

a2a2

???或L???

88L

式中:a為狹縫寬度;L為狹縫與屏之間的距離;?為入射光的波長。

可以對L的取值范圍進行估算:實驗時,若取a?1?10m,入射光是He?Ne激光,

?4

其波長為632.80nm,

a2

?

?1.6cm?2cm,所以只要取L?20cm,就可滿足夫琅和費衍射

的遠場條件。但實驗證明,取L?50cm,結果較為理想。

b. 根據惠更斯-費涅耳原理,可導出單縫衍射的相對光強分布規律:

I

?(sinu/u)2 I0

式中: u?(?asin?)/?

暗紋條件:由上式知,暗條紋即I?0出現在

u?(?asin?)/????,??2?,?

即暗紋條件為

asin??k?,k??1,k??2,?

明紋條件:求I為極值的各處,即可得出明紋條件。令

d

(sin2u/u2)?0

推得 u?tanu 此為超越函數,同圖解法求得:

u?0,?1.43?,?2.46?,?3.47?,?

即 asin??0,?1.43?,?2.46?,?3.47?,?

可見,用菲涅耳波帶法求出的明紋條件

asin??(2k?1)?/2,k?1,2,3,?

只是近似准確的。

單縫衍射的相對光強分布曲線如下圖所示,圖中各級極大的位置和相應的光強如下:

sin?

?1.43?/a ?2.46?/a

?3.47?/a

I

I0 0.047I0 0.017I0 .0.018I

c. 應用單縫衍射的公式計算單縫縫寬

由暗紋條件:asin??k? 並由圖有:Xk?Ltan?k

由於?很小,所以Xk?L?k?kL?/a

令b?Xk?1?Xk?L?/a(b為兩相鄰暗紋間距),則

a?L?/b(或a?L?/X1,X1為中央明紋半寬度)

由此可見,條紋間距b正比於L和?,反比於縫寬a。由實驗曲線測出b(取平均值),即可算出縫寬a。

d. 實驗證明,若將單縫衍射的光路圖中的單縫換成金屬細絲,屏上夫琅和費花樣和同樣寬度的單縫衍射花樣是一樣的,故只需將單縫寬度a用金屬細絲直徑d代替,就可完全應用以上的理論和公式。

四、實驗內容和步驟:

1. 實驗主要內容是觀察單縫衍射現象,測量單縫衍射的光強分布,並計算出縫寬a。 實驗中用硅光電池作光強I的測量器件。硅光電池能直接變為電能,在一定的光照范圍內,光電池的光電流i與光照強度I成正比。本實驗用的是WJH型數字式檢流計,以數字顯示來檢測光電流。它是採用低漂移運算放大器、模/數轉換器和發光數碼管將光電流a進行處理,從而將光強I以數字顯示出來。

a.按下圖接好實驗儀器,先目測粗調,使各光學元件同軸等高,要注意將激光器調平;

b.激光器與單縫之間的距離以及單縫與一維光強測量裝置之間的距離均置為50cm左

⑥ 光的雙縫干涉與單縫衍射實驗

1.中間是一條亮條紋,兩邊分別是亮暗相間的條紋
2.單色光的波長越長,相鄰的亮(或者暗)條紋間距越大

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