电磁场与电磁波单缝衍射实验报告.doc

单缝衍射实验报告 学院： 电子工程学院班级： 组员： 撰写人： 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、【实验设备与仪器】S426型分光仪4、 【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，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： 实验仪器布置如图2，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20 读取 一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。此实验曲线的中央较平，甚至还有稍许的凹陷，这可能是由于衍射板还不够大之故。五、【实验步骤】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20读取一次表头读数，并记录下来，这时就可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，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。六、【实验结果及分析】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，根据微博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。（1） 单缝衍射实验=70mm,50mm,20mm；=32mm; （a） 整理以上数据表格标注一级极大，一级极小对应的角度值。根据计算得=70mm时=50mm时（b）画出衍射曲线理论衍射曲线实际衍射曲线：7、 【误差分析】从表格和衍射曲线图中可以发现当=70mm，一级极大和极小的值比较容易找出，基本验证了单缝衍射的定理。但是在=50mm时候，一级极小值的测量值与理论值相差不大，但是一级极大值就有很大出入，经过分析发现，是由于实验数据不足，然后错误地把40度这个衍射角的曲线的一个小波动当成了是极大值，这是错误的，因为很可能是由于环境中的电磁波干扰导致的一个波动实验的误差主要来自三个方面：一个是环境因素，一个是实验装置因素，还有一个是人为因素。1、环境因数：由于实验室同时有多台实验装置同时进行实验，电磁波的衍射反射折射导致的相互间的电磁波干扰较大，所以环境因数时刻随着周围同学的实验过程在变，导致了一些测量的不规律波动，产生误差。2、实验装置因素：实验装置没有校准好就进行实验，导致一些系统误差的产生，比如，我们组的实验仪器的发射器就出现了发射器的喇叭没有与固定臂调整完全平行，导致测量角度普遍存在与实际值的偏差