① 手动单缝衍射实验实验仪器
单缝衍射复:光在传播过制程中遇到障碍物,光波会绕过障碍物继续传播。 单缝衍射的实验现象 中央条纹最亮,同时也最宽,约为其他明条纹宽度的两倍。中央条纹两侧,光强度迅速减小,直至第一暗条纹;随后光强又逐渐增大成为第一明条纹,依此类推。
② 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中
单缝的上移不改变任何结果,但是单缝的变宽会使条纹变窄,间距减小,所以中央条纹位置不变,变窄.
③ 单缝衍射有哪两种两者有何区别
单缝衍射是光在传播过程中遇到障碍物,光波会绕过障碍物继续传播的一种现象。如果波长与缝、孔或障碍物尺寸相当或者更大时,衍射现象最明显。分为两类,即菲涅尔衍射与夫琅和费衍射。
菲涅尔衍射
光源和光屏到障碍物的距离均不是很远,并且没有使用透镜。此时光线不是平行光,即波阵面不是平面。这种情况是菲涅尔最早(1818年)描述的,所以称为菲涅尔衍射。
夫琅禾费衍射
光源和光屏到障碍物的距离都很大,此时入射光为平行光,波面是平面,衍射光也是平行光。这种衍射称为夫琅禾费衍射,它是夫琅禾费(J.von Fraunhofer)最早描述的(1821--1822年)。在实验室里,我们可以很容易的用透镜使入射球面光波变成平行光,很容易实现夫琅禾费衍射的条件。
显然,菲涅尔衍射是普遍情况,夫琅禾费衍射只是它的特例。
④ 单缝夫琅和费衍射实验
向下平移。因为衍射中心满足几何光学的定理,中心上移,由几何光学知道,像下移(如果缝长相对于缝宽有限的话);
如果缝长相对于缝宽远大于的话,就不变了。知道原理就知道很明显不变的
⑤ 谁有单缝衍射及光强分布测试的实验报告,跪求
单缝衍射测缝宽实验
一、实验目的
1.观察单缝衍射现象及其特点;
2.用硅光电池测量单缝衍射的光强分布; 3.用单缝衍射的规律计算单缝缝宽;
二、实验原理:
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:
a2a2
???或L???
88L
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a?1?10m,入射光是He?Ne激光,
?4
其波长为632.80nm,
a2
?
?1.6cm?2cm,所以只要取L?20cm,就可满足夫琅和费衍射
的远场条件。但实验证明,取L?50cm,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:
I
?(sinu/u)2 I0
式中: u?(?asin?)/?
暗纹条件:由上式知,暗条纹即I?0出现在
u?(?asin?)/????,??2?,?
即暗纹条件为
asin??k?,k??1,k??2,?
明纹条件:求I为极值的各处,即可得出明纹条件。令
d
(sin2u/u2)?0
推得 u?tanu 此为超越函数,同图解法求得:
u?0,?1.43?,?2.46?,?3.47?,?
即 asin??0,?1.43?,?2.46?,?3.47?,?
可见,用菲涅耳波带法求出的明纹条件
asin??(2k?1)?/2,k?1,2,3,?
只是近似准确的。
单缝衍射的相对光强分布曲线如下图所示,图中各级极大的位置和相应的光强如下:
sin?
?1.43?/a ?2.46?/a
?3.47?/a
I
I0 0.047I0 0.017I0 .0.018I
c. 应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽
由暗纹条件:asin??k? 并由图有:Xk?Ltan?k
由于?很小,所以Xk?L?k?kL?/a
令b?Xk?1?Xk?L?/a(b为两相邻暗纹间距),则
a?L?/b(或a?L?/X1,X1为中央明纹半宽度)
由此可见,条纹间距b正比于L和?,反比于缝宽a。由实验曲线测出b(取平均值),即可算出缝宽a。
d. 实验证明,若将单缝衍射的光路图中的单缝换成金属细丝,屏上夫琅和费花样和同样宽度的单缝衍射花样是一样的,故只需将单缝宽度a用金属细丝直径d代替,就可完全应用以上的理论和公式。
四、实验内容和步骤:
1. 实验主要内容是观察单缝衍射现象,测量单缝衍射的光强分布,并计算出缝宽a。 实验中用硅光电池作光强I的测量器件。硅光电池能直接变为电能,在一定的光照范围内,光电池的光电流i与光照强度I成正比。本实验用的是WJH型数字式检流计,以数字显示来检测光电流。它是采用低漂移运算放大器、模/数转换器和发光数码管将光电流a进行处理,从而将光强I以数字显示出来。
a.按下图接好实验仪器,先目测粗调,使各光学元件同轴等高,要注意将激光器调平;
b.激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为50cm左
⑥ 光的双缝干涉与单缝衍射实验
1.中间是一条亮条纹,两边分别是亮暗相间的条纹
2.单色光的波长越长,相邻的亮(或者暗)条纹间距越大