电磁场与微波实验 实验二 单缝衍射实验.doc

电磁场与微波测量实验报告 实验二 单缝衍射实验一、实验目的掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响二、预习内容 电磁波单缝衍射现象三、实验设备 S426型分光仪四、实验原理 当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时， a就要发生衍射的现象。在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为，其中是波长，a是 图21 单缝衍射狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：(如图21所示)五、实验内容与步骤如图22所示，仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变10读取一次表头读数，并记录下来。图22 单缝衍射实验仪器的布置六、实验报告记录实验测得数据，画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。记录数据表如下情况a=70mm b=32mma=50mm b=32mma=20mm b=32mm角度左侧衍射强度右侧衍射强度 左侧衍射强度右侧衍射强度 左侧衍射强度右侧衍射强度 0909098902020292919880184049493100882850690929088385488482787748401073646650482812605370444440144647708442601645466688488018263466625264201718523054402244268464024221410301026121218260280012222028300061020563221222054344.54041420362211382380021814444040.5018248042114022288044161243012244656424230480026060500.5001860520111722分析如下：（1）a=20mm时的衍射强度与衍射角的关系图理论值：一级极小值角度：一级极大值角度：实验曲线如下图理论结果与实际测量结果比较a=70mm b=32mm一级极小值一级极大值理论值=27.208 实际值3046相对误差10%6.9%（2）a=50mm时的衍射强度与衍射角的关系图理论值与实际值的比较：a=50mm b=32mm一级极小值一级极大值理论值=39.79 实际值3444相对误差12%6.9%（1）a=20mm时的衍射强度与衍射角的关系图七、实验总结从以上结果中可以发现当一平面波入射到和波长可比拟的狭缝时，会发生衍射现象，并且缝后面的衍射波强度并不是均匀的，中央