微波布拉格衍射实验报告

1、射波反射波图2布拉格衍射班级组别姓名_学号-日期指导教师【实验题目微波的布拉格衍射【实验目的】了解布拉格衍射原理和晶体结构知识，利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式；了解并学习微波分光仪的结构和微波器件的使用。【实验仪器】微波分光仪，模拟晶体，梳片；【实验原理晶体对x射线的衍射实质是晶体每个格点上的原子产生的散射波的相干叠加：同一晶面上各个原子发出的散射波相干叠加，形成晶面的衍射波；同一晶面族的不同晶面的衍射波之间相干叠加。对于同一晶面，各原子散射波相干叠加的结果遵从反射定律，即反射角等于入射角，如图2所示由于晶面间距为d的相邻晶面之间反射波的光程差为2dsin0,则形成干涉极大的条件为：

2、2dsin0=kkk=1,2,3（2）2）式即为晶体衍射的布拉格条件。改用入射角卩表示，则（2）式可写为：2dcos=kkk=1,2,3.（3）布拉格公式给出衍射波极大的入射角与衍射角方向，由I的极大值所对应的卩，可求出晶面间距d；或已知晶面间距d,来计算I极大所对应的卩。实验内容】估算理论值由已知的晶格常数a和微波波长入，根据式2dcosR=kA估算出（100）面和（110）面衍射极大的入射角P分别测量（100）和（110）两个晶面的衍射波强度和衍射角（b），绘制bI曲线；衍射角（入射角）测量范围：15-80。，每隔3-5o测一个；在衍射极大附近每隔1。测一个；4.重复操作2.要求角度从小到

3、大和从大到小测量2次；5.验证布拉格衍射公式，即将测量量与理论计算结果进行比较验证。原始数据及数据处理】n=(1,0,0)n=(1,1,0)P/I1/MAI2/pAI/pAP/I1/pAI2/pAIo/pA15211.51511120101010201112555525121.5304038393022232282928.535222345052514022235606261452223661616150121111.53834383652465048401210115486828445898.55678807950988.558626262552856022222260343.565433.

4、562141514.570121.564313030.5752226536383780201015663232328510010010068383838709910099.57572807680121714.5Ai-p关系曲线亠i/PAII亠Io/pA120,0102030405060708090理论值】n=(1,0,0)面d=a=4cmX=3.3cm2dcos=k九k=1,2(k为其它值时无意义)当k=1时cos卩=0.4125卩=65.7当k=2时cos卩=0.825卩=34.4n=(1,1,0)面d=a/V2=2.829cm入=3.3cm2dcos=k九k=1(k为其它值时无意义)当k=1时cos卩=0.583卩=54.4实验数据分析总结】由以上数据及图像可知蓝线为n=(1,0,0)面的I-P关系曲线，可知峰值有五个对应的B为20、3035、66、70度，与理论计算所得的两个峰值位置34.465.7在误差允许范围内对应。前两个峰值幅度较小，可推知是由实验过程中的偶然误差所造成的，最后一个峰值较前几个峰值大很多，可推知是由于实验装置不够完善等系统误差所造成。红线为n=(1,1,0)面的lo-B关系曲线，峰值有一个对应的B为54度附近与理论计算所得峰值位置54.4度在误差允许范围内对应。当p80度时，衍射强度(电流表示数)突然增大，且一直增大，