实验光强分布

22实验11

光强分布实验中切勿用眼对视激光否则会造成视网膜永久性损伤一实验论介光的衍射是光的波动性的一种重要表现光传播过程中经过障碍物时不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等，一部分光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。如果障碍物的尺寸与波长相近那这的衍射现象就比较容易观察到单缝衍射有两种一种菲涅耳夫衍射——光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射所近场衍射入射波和衍射波都是球面波种夫琅和费衍射——光源至单缝的距离和单缝到衍射屏的距离均为无限远（或相当于无限远求照射到单缝上的放射光、衍射光都为平行光（激光满足要求所谓远场衍射，射波和衍射波都可看做平面波。本实验观察夫琅和费衍射。实验中使用半导体激光作为光源，由于激光束的方向性好，所以可将激光看做平行光使用。马吕斯定律偏片相对转动时光就随着两偏振片的透光轴的夹角而改变。如果偏振片是理想的当的它们透光轴互相垂直时射光强应为零当交角其他值时，透射光强I为II0式中I是两光轴平行θ=0时的透射光强。上式称为马吕斯定律。0二实目：．观察夫琅和费单缝衍射现象，加深对光的波动性理解。硅电池作原理测量单缝的衍射光强和偏振光的光强分布吕定律。三实装图、激电2、导激器3扩镜平光4、维节架、小狭板光板可狭、孔、偏偏置6、电头、一光测装、字检计1/4

四实原

S

P激光器

PD图本实验仅研究夫琅和费单缝衍射光过单缝在离单缝无限远处产生的衍射为夫琅和费衍射本验采用激光光源且单缝离屏的间距D远大于缝宽a所以产生平行光的透镜和观察衍射图样的透镜均可省略如图所设央亮纹的光强为I经算得出屏幕上与光轴成角的P处的光强：II

0

uu

(

sin

)(1)I/I

0-2.46-1.431.432.46-3

-2

-

0

2

3

图3

当u=0(=0)时即

I=I为央主极大当m±l…)即m0时出现一系列极小值(暗纹)。由于实很小，

sin

即所以暗纹出现在

m

方向上。显然，主极大两侧暗纹之间的角间距

为其它相邻暗纹之间角间距

的两倍除主极大外两邻纹之间都有一个次极大这些次极大的位置出现在±1.432.463.47…处。其相对光强依次为0.047……其相对光强分布如图示。本实验用的光强分布仪是用硅光电池作光电转换检流计上读取数值记下来，用坐标纸将记录下来的数值描绘出来就是衍射光强分布图。测量仪器的装置如图1示五实内和骤实验主要内容是观察单缝衍射现象及马吕斯定律的验证；24

22实验步骤(一单缝衍射光强的测定1参图1搭好实验装置。2打激光器、用小孔屏调整光路，使出的激光束与导轨平行；3打检流计电源热5分及调零—衰减旋钮校准位(顺时针转到底即灵敏度最高)。调节调零旋钮，使数据显示为“一0”(负号闪烁，即可测量微电流测量线连接其输入孔与光电探头。测量过程中，如果被测信号强度大于该档量程，数码管第一位显示1三均显示“9时可调高一档量程（红色按钮小数点不在第一位时，一般将量程减小一档，以充分利用仪器的分辨率。4调二维调节架，选择所需要的单缝、缝、可调狭缝等，对准激光束中心，使之在小孔屏上形成良好的衍射光斑；5移小孔屏，调整一维光强测量装置，光电探头中心与激光束高低一致，移动方向与激光束垂直，起始位置适当。6开测量，转动手轮，光电探头移动一距(如0.2mm,0.5mm，或者，从数字检流计上读取一个数值，逐点记录下来。要求中央主极大测l2个以上，次极大测5个点以上数据填入自拟的表中坐标纸轴距(X)为光拟合出单缝衍射光强分布图。（二）偏振光实验1、参考1搭实验装：2、同上，开激光电源，调好光路，在平行光管后的小孔屏上可见一较均匀圆光斑；3、同上打开检流计，预热及调零；4、将起检偏器置于平行光管后并紧贴平行光管，使光斑完全入射起检偏器；5、置起偏器读数鼓轮于0”位置，始测量。转动刻度盘（连起偏器或4℃从检流计置当量程上读取一个数值逐点记录下来测量一周用格纸或坐标纸将记录下来的数值描述出来就是偏振光实验的光强变化图；它应基本符合马吕斯定律：IIcosθ06、在动刻度连偏器周的过程中找到两个位置检计上的读数为0，出射光强为,此现象为消光现,但因为杂散光或偏振片不完全理想等因素法到完全的消