实验六-单缝衍射

1 实验六 单缝衍射 实验目的实验目的 1 观察单缝衍射现象 了解单缝宽度对衍射条纹的影响 2 学习一种测量单缝宽度的方法 3 通过数据处理 加深对误差传递过程的理解 实验仪器实验仪器 单缝衍射仪 宽度可调单缝 钠光灯 含狭缝光阑 测量显微镜 实验原理实验原理 根据单缝衍射理论 暗条纹中心 1 2 3 1 明条纹中心 2 1 2 3 2 中央条纹中心 3 本实验采用暗条纹进行测量 考虑到一般情况下角较小 于是有 4 故由 1 得暗条纹的衍射角可由下式决定 5 对于左边第条 和右边第条 暗纹根据 5 则有 6 7 由 6 和 7 相加可得 8 又因为 9 所以 10 令 11 分别表示第和第级暗条纹到接收屏中心的距离 于是就有 12 实验测出了 值之后 就可根据上式计算出单色光的波长 从 5 式可以看出 对一定的单缝宽度 任意二条相邻暗条纹之间衍射角差值都为 即 这说明在衍射屏上相邻暗条纹之间的距离是相等的 3 从 5 式和 12 式可以看出 衍射角和单缝宽度成反比 但对于一定的波长以及 确定的 级次值时 改变单缝宽度时 值保持不变 注意事项 1 单缝帽易损坏 调节单缝时应缓慢 不可用力 2 为减小相对误差 应选择较大级数的暗条纹进行测量 1 单缝衍射仪离光源 1 5 米到 2 米 这样光源可以看作平行光源 以满足夫琅和费衍射 条件 2 光源狭缝 单缝 测微目镜竖直叉丝要相互平行 3 在测量过程中 读数鼓轮要单方向转动避免螺距差 实验步骤实验步骤 1 单缝衍射仪离光源 1 5 米到 2 米 这样光源发出的光可以看作平行光 以满足夫琅和 费衍射条件 2 调节单缝衍射仪使其与光源狭缝等高 3 把单缝帽套取下 调节仪器使望远镜正对光源狭缝 并能在测微目镜中看到狭缝的像 调节望远镜的仰俯角螺栓使像落在测微目镜的中间 再调节目镜使十字叉丝清晰 然后调 节单缝衍射仪的调焦手轮 使狭缝的像清晰 从读数窗口读出值 4 将单缝帽套套在测微望远镜物镜上 使单缝成垂直状 旋紧帽套固定手轮 调节单缝 缝宽手轮 使狭缝有合适的宽度 约 0 6 毫米到 1 毫米 这时在测微目镜中看到清晰的 衍射图像 5 调节测微目镜读数鼓轮 使十字叉丝与左边第条暗纹重合 从测微目镜读数鼓轮 读出读数 再使十字叉丝与右边第条暗纹重合 读出读数 二者读数之差即为二条 暗条纹之间的距离 4 6 取下单缝帽套 注意切勿使缝宽发生变化 用台式读数显微镜测出缝宽 7 根据计算出单色光的波长值 8 验证相邻暗条纹中心是等距离的 即 9 改变缝宽重做对比实验 验证是一常数 数据记录及处理数据记录及处理 1 测量单色光的波长 测微目镜离光源 1 5 米到 2 米左右 固定值 130 0 读数 修正值 mm 测量次数 mm mm mm mm mm nm 2 2 1 4 4 2 2 2 4 4 2 2 3 4 4 2 验证在一定单缝宽度时 任意二条相邻条纹之间的距离是否相等 即 第一组数据第二组数据第三组数据 2 24 42 24 42 24 4 3 在一定的条件下 验证和 的乘积是否保持不变 5 第一组数据第二组