单缝衍射实验报告.doc

单缝衍射实验报告 电磁场与电磁波测量实验 实验报告 学院：电子工程学院 班级：xx211204 指导老师：李莉 xx年3月 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 图1 单缝衍射原理 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?Sin -1 ? 其中?是波长，? 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：?Sin? -1 ?3? ?（如图所示） 2? 图2 单缝衍射实验仪器的布置 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90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180处，此时小平台的0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0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，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。 五、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。 （a）以上数据表格，标注一级极大、一级极小对应的角度值； 由表格数据可以看出，一级极大对应的角度值为48度，一级极小对应的角度值为32度。 （b）画出衍射曲线； （c）根据公式算出一级极大和一级极小的衍射角，和实验曲线求得的极大、极小对应的衍射角进行比较。 误差分析： 一级极大的衍射角为：?max1?Sin?一级极小的衍射角为：?min1?Sin -1 -1 ?3?332? ?Sin-1?43度 ?2?270? ?32?Sin-1?27度 ?70 可以看出测量值与理论值有一定的差距，但是差距在误差范围之内。 ? （a）以上数据表格，标注一级极大、一级极小对应的角度值； 由表格数据可以看出，一级极大对应的角度值为48度，一级极小对应的角度值为44度。 （b）画出衍射曲线； （c）根据公式算出一级极大和一级极小的衍射角，和实验曲线求得的极大、极小对应的衍射角进行比较。 电磁场与微波测量实验报告 实验二单缝衍射实验 题目：电磁场与微波测量实验 学院：电子工程学院 班级：xx2112xx 撰写人：xx 组内成员：xxxx 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 1、S426型分光仪： 用于验证平面波的传播特点，包括不同媒质分界面时发生的反射和折射等诸多问题。 分光仪的部分组件名称和简要介绍如下： 2、DH1121B型三厘米固态信号源 该信号源是一种使用体效应管做震荡源的微波信号源，由振荡器、隔离器和主机组成。三厘米固态振荡器发出的信号具有单一的波长（出厂时信号调在=32.02mm上），当发射喇叭口面的宽边与水平面平行时，发射信号电矢量的偏振方向是垂直的。可变衰减器用来改变微波 信号幅度的大小，衰减器的度盘指示越大，对微波信号的衰减也越大。晶体检波器可将微波信号变成直流信号或低频信号（当微波信号幅度用低频信号调制时）。 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，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?=sin?1其中是波长，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：?=sin?1(。 2?3 ? 五、实验步骤 1、连接好仪器，调整衍射板缝宽至70mm，将该板固定在支座上，板平面和工作平台的90刻度线一致； 2、转动小平台使固定臂的指针指向小平台的180刻度处，此时小平台的0刻度就是狭缝平面的法线方向； 3 、打开三厘米固态信号源，电流表偏转一定角度，调节信号电平使 表头指示接近满度； 4、记录下0度时电流表刻度，从可动臂向小圆盘方向看去，每向左旋转2度，记下一组刻度值，直到角度达到52度； 5、将可动臂旋转回0度，记下电流表数值，接下来每向右旋转2度，记下一组数值，由于旋转空间有限，我们取到了24度； 6、保持输出信号不变，调整衍射板缝宽至50mm，重复上述步骤，记录多组数据； 7、保持输出信号不变，调整衍射板缝宽至20mm，重复上述步骤，记录多组数据； 8、根据实验结果绘制出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，计算一级极小和一级极大的衍射角理论值，并与实验结果进行比较分析。 六、实验结果及分析 1、理论计算： 一级极小值为?=sin?1=sin?1()，所以： ? 2? ?3? 当=70mm，=32mm时，?1=27.20，1=43.29； 当=50mm，=32mm时，?2=39.79，2=73.74； 当=20mm，=32mm时，1，无实际意义，所以不存在一级 ? 极大值和一级极小值。 2、实验数据： 单缝衍射 大物实验报告 思考题 硅光电池的进光狭缝宽度对实验结果的影响 硅光电池前的狭缝光阑的宽度如果大于单缝衍射条