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文档简介

光的衍射 一 实验目的 1 观察单缝衍射现象及特点 2 测定单缝衍射时的相对光强分布 三 实验原理 1 光的衍射的定义光在传播过程中遇到障碍物时 它的波阵面受到限制 光会绕过障碍物 改变光的直线传播 这种现象称为光的衍射 2 光的衍射的分类衍射现象按光源 单缝 障碍物或开孔 观察屏 衍射场 三者间距离的大小可分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射 光源和观察屏两者或两者之一到单缝的距离比较小 特点是入射光束和衍射光束都不是平行光或两者之一不是平行光 光源和观察屏均距离单缝无限远时的情况 也就是平行光通过单缝的衍射 理想的夫琅和费衍射 其入射光束和衍射光束均是平行光 3 单缝夫朗和费衍射的光强分布规律 单缝的夫朗和费衍射如图3所示 根据惠更斯 菲涅耳原理 可导出其光强分布规律为 图3单缝的夫朗和费衍射原理图 1 当时 即衍射角或时有故 衍射花样中心的光强达到最大值 亮条纹 称为主极大 讨论 对应点的光强为极小 即出现暗条纹 称为极小值级次 若用表示光强极小值点到中心点的距离 因衍射角极小 则 2 当 即 则 图4单缝衍射的相对光强分布曲线 3 两相邻暗纹间的亮条纹称为次极大 各级极大的位置和相应的光强如下表 四 实验内容及步骤 1 单缝夫朗和费衍射现象 1 安排实验仪器和光路 实验装置如下 图5实验光路装置示意图 A 将He Ne激光器 单缝 观察屏按顺序排列在光学平台上 应使L尽可能大 B 打开激光器电源 将电流大小调整在4至6mA 2 观察夫朗和费衍射现象A 改变缝宽a 观察观察屏上的衍射花样的变化规律 并作记录 B 改变单缝至观察屏间的距离L 观察屏上的衍射花样的变化规律 并作记录 C 调节各元件等高共轴 使激光垂直照射在狭缝的刀口上 并在观察屏上形成清晰的衍射图像 调节光电转换器的移位螺钉 测出中央主极大光强和的次极大光强验证理论结果 3 测量 移去观察屏 换上光电转换器 使数字式灵敏检流计与之相连 如图所示 图6实验光路装置示意图 2 单缝的菲涅耳衍射现象在激光源与狭缝间插入一扩束镜 使激光束发散照射单缝而产生菲涅耳衍射如下图所示 A 改变缝宽观察单缝衍射
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