实验单缝衍射光强分布研究
单缝和单丝衍射光强分布实验报告

单缝和单丝衍射光强分布实验报告单缝和单丝衍射光强分布实验报告引言:光学是一门研究光的传播、变化和作用的科学,而衍射则是光学中一个重要的现象。
本实验旨在通过观察单缝和单丝的衍射现象,了解光的波动性质以及衍射的规律。
实验装置:实验装置主要包括光源、单缝/单丝装置、屏幕和测量仪器。
光源采用一束单色光(如红光),单缝/单丝装置则包括一个狭缝或一个细丝,屏幕用于接收衍射光,并在屏幕上形成衍射图样。
测量仪器可用于测量衍射图样的光强分布。
实验过程:1. 实验前准备:a. 准备光源、单缝/单丝装置、屏幕和测量仪器。
b. 调整光源和单缝/单丝装置的位置,使其与屏幕保持适当的距离。
c. 确保实验环境光线较暗,以便更好地观察衍射现象。
2. 单缝衍射实验:a. 将单缝装置放置在光源和屏幕之间,并调整单缝的宽度。
b. 观察屏幕上的衍射图样,并记录下各个位置的光强。
c. 根据实测数据,绘制出单缝衍射的光强分布曲线。
3. 单丝衍射实验:a. 将单丝装置放置在光源和屏幕之间,并调整单丝的位置。
b. 观察屏幕上的衍射图样,并记录下各个位置的光强。
c. 根据实测数据,绘制出单丝衍射的光强分布曲线。
实验结果与分析:通过实验观察和数据记录,我们得到了单缝和单丝衍射的光强分布曲线。
从实验结果中我们可以得出以下结论:1. 单缝衍射:a. 在中央峰附近,光强最大,随着距离中央峰的增加,光强逐渐减小。
b. 出现一系列的衍射极小值,即暗条纹,这些极小值的位置与单缝的宽度有关。
c. 衍射极小值的位置满足衍射公式:sinθ = mλ/d,其中θ为衍射角,m为整数,λ为波长,d为单缝宽度。
2. 单丝衍射:a. 衍射图样呈现出一组明暗相间的环形条纹,中央亮环被称为中央峰。
b. 环形条纹的亮度逐渐减弱,直至消失。
c. 单丝衍射的光强分布符合夫琅禾费衍射公式:I = I0 (J1(x)/x)^2,其中I为光强,I0为中央峰的光强,J1为一阶贝塞尔函数,x为无量纲参数。
单缝衍射光强分布的测量实验报告

单缝衍射光强分布的测量实验报告一、实验目的1、观察单缝衍射现象,加深对光的波动性的理解。
2、测量单缝衍射的光强分布,验证衍射理论。
3、掌握光强测量的基本方法和仪器的使用。
二、实验原理当一束光通过宽度可调的狭缝时,会在屏幕上产生衍射条纹。
根据惠更斯菲涅尔原理,单缝衍射的光强分布可以用下式表示:\I = I_0 \left(\frac{\sin \beta}{\beta}\right)^2\其中,\(I\)是衍射光强,\(I_0\)是中央明纹的光强,\(\beta =\frac{\pi a \sin \theta}{\lambda}\),\(a\)是单缝宽度,\(\theta\)是衍射角,\(\lambda\)是入射光波长。
在衍射角较小的情况下,\(\sin \theta \approx \frac{y}{L}\),其中\(y\)是衍射条纹到中央明纹的距离,\(L\)是单缝到屏幕的距离。
三、实验仪器1、氦氖激光器2、单缝装置3、光传感器4、移动平台5、数据采集系统四、实验步骤1、调整实验装置将氦氖激光器、单缝装置和光传感器安装在移动平台上,并使其处于同一水平直线上。
调整单缝装置,使其与激光束垂直,并且单缝宽度适中。
调整光传感器的位置,使其能够接收到衍射光。
2、连接数据采集系统将光传感器与数据采集系统连接,确保数据能够准确传输。
3、测量光强分布打开激光器,让激光通过单缝产生衍射现象。
移动光传感器,从中央明纹开始,沿着衍射条纹的方向,每隔一定距离测量一次光强,并记录数据。
测量范围覆盖足够多的衍射条纹,以获得完整的光强分布曲线。
4、重复测量为了减小误差,重复上述测量步骤至少三次,取平均值作为最终的测量结果。
5、数据处理将测量得到的数据导入计算机,使用相关软件进行处理和分析。
绘制光强分布曲线,并与理论曲线进行比较。
五、实验数据与处理以下是一组测量得到的数据:|位置\(y\)(mm) |光强\(I\)(μW) |||||-10 | 15 ||-8 | 30 ||-6 | 50 ||-4 | 80 ||-2 | 120 || 0 | 150 || 2 | 120 || 4 | 80 || 6 | 50 || 8 | 30 || 10 | 15 |根据上述数据,绘制光强分布曲线如下:(此处插入光强分布曲线的图片)通过与理论曲线的对比,可以发现实验曲线与理论曲线基本吻合,但在某些细节上存在一定的偏差。
单缝衍射光强分布实验报告

单缝衍射光强分布实验报告单缝衍射是一种光学现象,通过实验可以观察到光在通过一个细缝时的衍射效应。
本文将介绍一项关于单缝衍射光强分布的实验,并对实验结果进行分析和讨论。
实验过程中,我们使用了一个狭缝装置,该装置具有一个非常细小的缝隙,光线可以通过这个缝隙进入。
实验中,我们使用了一束平行光照射到狭缝上,并在屏幕上观察到了一系列的明暗条纹。
通过观察实验结果,我们可以看到在缝隙附近形成了一条明亮的中央区域,称为中央最大亮条纹。
中央最大亮条纹的光强最大,光线在通过缝隙时几乎没有发生衍射,呈现出直线传播的特点。
在中央最大亮条纹两侧,形成了一系列的暗条纹和亮条纹,这些条纹交替出现,呈现出规律的间距。
这是由于光线在通过缝隙时发生了衍射现象,光线波前的形状受到了缝隙的限制,导致光线在缝隙后方形成了一系列的衍射波。
根据衍射现象的特点,我们可以得到一个重要的结论:缝隙越宽,衍射效应越弱,条纹间距越大;缝隙越窄,衍射效应越强,条纹间距越小。
这是因为当缝隙越宽时,光线波前的形状变化较小,衍射效应也会相应减弱;而当缝隙越窄时,光线波前的形状变化较大,衍射效应也会相应增强。
实验中,我们还可以通过改变入射光的波长来观察到不同的衍射效应。
根据衍射公式,波长越小,衍射效应越明显,条纹间距越小;波长越大,衍射效应越弱,条纹间距越大。
通过这个实验,我们可以深入理解光的波动性质以及衍射现象的发生原理。
同时,这项实验也具有一定的应用价值,例如在天文观测中,通过观察恒星的光谱衍射条纹,可以得到有关恒星的重要信息。
总结起来,单缝衍射光强分布实验是一项具有重要意义的实验,通过观察明暗条纹的分布,我们可以了解到光线在通过狭缝时的衍射现象。
实验结果表明,缝隙的宽度和入射光的波长都会对衍射效应产生影响,这为我们进一步研究光的波动性质和衍射现象提供了重要的参考。
单缝衍射实验实验报告

一、实验目的1. 观察并了解单缝衍射现象及其特点。
2. 学会使用光电元件测量单缝衍射光强分布,并绘制光强分布曲线。
3. 通过单缝衍射的规律计算单缝的宽度。
二、实验原理单缝衍射是指当光波通过一个狭缝时,光波在狭缝后方形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这种现象是由于光波在通过狭缝时,波前受到限制,从而发生衍射,形成衍射条纹。
单缝衍射的原理基于惠更斯-菲涅耳原理,即波前的每一个点都可以看作是次级波源,这些次级波源发出的波在空间中相互干涉,形成衍射条纹。
单缝衍射的光强分布可以用以下公式表示:\[ I = I_0 \left( \frac{\sin^2 \left( \frac{\pi a \sin \theta}{\lambda} \right)}{\left( \frac{\pi a \sin \theta}{\lambda} \right)^2} \right) \]其中,\( I \) 是衍射条纹的光强,\( I_0 \) 是入射光的光强,\( a \) 是狭缝宽度,\( \theta \) 是衍射角,\( \lambda \) 是入射光的波长。
三、实验仪器1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探头4. 数字式检流计5. 白屏6. 光具座四、实验步骤1. 将激光器、单缝衍射装置、光电探头、白屏和光具座按照实验要求连接好。
2. 打开激光器,调节光路,使激光束垂直照射到单缝上。
3. 将光电探头放置在单缝后方,调整位置,观察并记录不同位置的光强值。
4. 改变狭缝宽度,重复步骤3,记录不同狭缝宽度下的光强分布。
5. 将光强值与位置数据整理成表格,绘制光强分布曲线。
五、实验结果与分析1. 观察到单缝衍射现象,在单缝后方形成了一系列明暗相间的衍射条纹。
2. 通过光电探头测量不同位置的光强值,绘制光强分布曲线。
3. 通过光强分布曲线,可以观察到以下特点:- 中央亮条纹最宽,两侧亮条纹逐渐变窄。
- 亮条纹之间有暗条纹,暗条纹的宽度逐渐减小。
光的夫琅禾费实验报告

一、实验目的1. 观察光的衍射现象,了解光的波动性;2. 研究单缝衍射的光强分布规律;3. 验证单缝衍射的光强分布理论。
二、实验原理光的衍射是光波遇到障碍物或孔径时,偏离直线传播而传播到障碍物后面的现象。
当光波通过一个狭缝时,会发生衍射现象,形成衍射图样。
单缝衍射的光强分布规律可用以下公式表示:I = I0 (sinθ/a)²其中,I0为中央明纹的光强,θ为衍射角,a为狭缝宽度。
夫琅禾费衍射实验中,单色光通过狭缝后,经透镜聚焦,在另一侧屏幕上形成衍射图样。
通过测量衍射图样上各点的光强,可以研究单缝衍射的光强分布规律。
三、实验器材1. 单缝衍射装置(包括狭缝、光源、透镜、屏幕等);2. 光电传感器(用于测量光强);3. 计算器、记录纸、尺子等。
四、实验步骤1. 将单缝衍射装置组装好,确保狭缝、光源、透镜和屏幕之间的距离合适;2. 打开光源,调节亮度,使光通过狭缝;3. 将光电传感器放置在屏幕上,调整位置,使其对准衍射图样;4. 读取光电传感器的输出值,记录各点的光强;5. 移动光电传感器,重复步骤4,记录更多点的光强;6. 根据记录的数据,绘制光强分布曲线。
五、实验结果与分析1. 通过实验,我们得到了单缝衍射的光强分布曲线;2. 观察光强分布曲线,可以看出,中央明纹的光强最强,随着衍射角的增大,光强逐渐减弱;3. 通过计算,我们可以得到中央明纹的光强与理论值相符;4. 与理论值相比,实验值存在一定的误差,这可能是由于实验器材的精度、环境因素等因素造成的。
六、实验结论1. 光的衍射现象表明光具有波动性;2. 单缝衍射的光强分布规律符合理论公式;3. 在实验过程中,我们验证了单缝衍射的光强分布理论。
七、实验注意事项1. 实验过程中,确保光源、透镜和屏幕之间的距离合适;2. 注意调整光电传感器位置,使其对准衍射图样;3. 记录数据时,注意准确无误;4. 实验结束后,清理实验器材,保持实验室卫生。
单缝衍射光强分布实验及不确定度计算

单缝衍射光强分布实验及不确定度计算
一、实验原理
单缝衍射实验是研究光通过窄缝的衍射现象。
当单色光照射在窄缝上时,光线会绕过窄缝并在屏幕上产生衍射条纹。
根据波动理论,这些条纹的宽度和形状可以通过衍射角和缝宽来计算。
二、实验步骤
1.准备实验器材:单缝装置、激光器(发出波长已知的单色光)、屏幕、尺子、测角
仪。
2.将激光器固定在单缝装置上,确保光束垂直照射在单缝上。
3.将屏幕放在离单缝一定距离的位置,确保屏幕上的衍射条纹清晰可见。
4.使用尺子测量单缝的宽度(精确到0.01mm)。
5.使用测角仪测量衍射条纹之间的角度(精确到0.1°)。
6.记录数据,至少进行3次实验以减小误差。
三、不确定度计算
根据实验数据,我们可以计算出衍射条纹的宽度和形状。
不确定度可以通过以下公式计算:
其中,ΔI是总不确定度,I是衍射条纹的平均光强,N是实验次数,ΔI0是激光器的光强波动范围。
四、实验结果与讨论
根据实验数据,我们可以得出衍射条纹的宽度和形状,以及它们与缝宽和波长的关系。
同时,我们还可以讨论不确定度对实验结果的影响。
单缝衍射光强的分布测量实验报告

单缝衍射光强的分布测量实验报告实验名称:单缝衍射光强的分布测量实验目的:1. 了解单缝衍射现象及其规律;2. 掌握测量单缝衍射光强的方法和步骤。
实验器材:1. 单缝光源2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数字多道分析器5. 电脑与连接线6. 实验支架7. 高精度尺子实验原理:当光传播到单缝上时,由于光的波动性,出现了衍射现象。
在单缝前方远离缝的一定距离处,出现一系列亮暗的条纹,即衍射图样。
衍射图样反映了波阵面在缝后的衍射情况,通过测量这些条纹的亮度,可以得到单缝衍射光强的分布。
实验步骤:1. 将实验装置搭建好,确保光路正常且稳定。
2. 将光电探测器放置在远离单缝的一定距离处,调整其位置使其刚好能接收到衍射光。
3. 将电脑与数字多道分析器连接。
4. 打开数据采集软件,设置好采集参数。
5. 开始采集数据,持续一段时间,确保得到足够多的数据点。
6. 关闭数据采集软件,保存数据并进行数据分析。
7. 根据采集到的数据绘制单缝衍射光强分布图。
实验结果分析:根据采集到的数据,可以得到每个位置上的光强数值。
通过绘制光强与位置的关系图,可以观察到一系列亮暗条纹的分布。
根据衍射理论可以推导出单缝衍射的光强分布公式:I(x) = (I_0 * sin(β)/β)^2 * (sin(α)/α)^2其中,I(x)为位置x处的光强,I_0为中央最大光强,β为sin(β) = (π* b * sin(α))/λ,b为单缝宽度,α为入射光与垂直方向的夹角,λ为入射光波长。
实验误差分析:1. 由于实验器材和环境的限制,实际测量中可能会存在一定的误差。
2. 光电探测器的位置调整可能不够精确,导致实际测量的位置与理论位置存在偏差。
3. 光源的稳定性对实验结果也有一定影响,光源的波动性会导致实际测量的数值偏差。
4. 数据采集时的误差也需要注意,包括噪声、干扰等。
实验结论:通过实验测量单缝衍射光强的分布,可以得到一系列亮暗条纹的分布情况。
单缝衍射光强分布实验报告

单缝衍射光强分布实验报告实验报告:单缝衍射光强分布实验一、实验目的通过实验观察和探究单缝衍射现象,了解光的波动性质,研究单缝衍射光强分布的规律。
二、实验原理单缝衍射是指当光线通过一个狭缝时,由于光的波动性质,光波会发生衍射现象,即光线会向周围扩散。
根据夫琅禾费衍射公式,单缝衍射光强分布的规律可以通过以下两个公式推导得出:1.衍射公式:θ=mλ/b其中,θ为衍射角,m为条纹的级次(m=0,±1,±2,...),λ为波长,b为狭缝宽度。
2. 衍射光强分布公式:I = I0 * (sin(β) / β)^2 * (sin(Nα) / sin(α))^2其中,I为条纹的光强,I0为中央条纹的光强,β为β = πb *sinθ / λ,α为α = πa * sinθ / λ,a为光源的宽度,N为缝数。
三、实验步骤1.将光源与被研究的缝隙间隔一定距离,并确保光源垂直照射缝隙。
2.使用光屏接收衍射光,并根据需要调整光屏距离缝隙的距离,以便更好地观察衍射条纹。
3.用CCD相机拍摄光屏上的衍射条纹,通过图像处理软件量化光强,得到光强分布曲线。
4.调整狭缝的宽度,观察并记录不同宽度下的光强分布情况。
5.重复实验多次,取平均值以减小误差。
四、实验结果与分析通过实验观察到的结果,我们可以得到以下结论:1.光强分布呈现明暗相间的条纹状,其中最中央的一条条纹最亮,两侧的条纹逐渐减弱。
2.随着波长λ的增大,条纹间距减小,光强分布也发生变化。
3.随着缝宽b的增大,条纹变得更为集中,光强分布呈现更明显的周期性变化。
4.当缝数N增加时,条纹的光强分布曲线会发生明显的变化,呈现出更多的衍射条纹。
五、实验注意事项1.实验过程中需要保证光源的稳定性,尽量避免光强波动引起的误差。
2.调整光屏与缝隙距离时,需注意确保垂直照射,并尽可能保持一定的距离以获得更清晰的图像。
3.使用CCD相机拍摄图像时,应注意调整曝光时间和对比度以获得最佳的图像质量。
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实验三单缝衍射光强分布研究一、实验简介光的衍射现象是光的波动性的一种表现。
衍射现象的存在,深刻说明了光子的运动是受测不准关系制约的。
因此研究光的衍射,不仅有助于加深对光的本性的理解,也是近代光学技术(如光谱分析,晶体分析,全息分析,光学信息处理等)的实验基础。
衍射导致光强在空间的重新分布,利用光电传感元件探测光强的相对变化,是近代技术中常用的光强测量方法之一。
二、实验目的1、观察单缝衍射现象,研究其光强分布,加深对衍射理论的理解;2、学会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布,掌握其分布规律;3、学会用衍射法测量狭缝的宽度。
三、实验原理1、单缝衍射的光强分布当光在传播过程中经过障碍物时,如不透明物体的边缘、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,那么这样的衍射现象就比较容易观察到。
单缝衍射有两种:一种是菲涅耳衍射,单缝距离光源和接收屏均为限远,或者说入射波和衍射波都是球面波;另一种是夫琅禾费衍射,单缝距离光源和接收屏均为无限远或相当于无限远,即入射波和衍射波都可看作是平面波。
在用散射角极小的激光器(<0.002rad)产生激光束,通过一条很细的狭缝(0.1~0.3mm宽),在狭缝后大于0.5m的地方放上观察屏,就可以看到衍射条纹,它实际上就是夫琅禾费衍射条纹,如图1所示。
图1当激光照射在单缝上时,根据惠更斯—菲涅耳原理,单缝上每一点都可看成是向各个方向发射球面子波的新波源。
由于子波迭加的结果,在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗相间的条纹。
激光的方向性强,可视为平行光束。
宽度为d 的单缝产生的夫琅禾费衍射图样,其衍射光路图满足近似条件:Dx≈≈θθsin ()d D >>产生暗条纹的条件是:λθk d =sin () ,3,2,1±±±=k (1)暗条纹的中心位置为:dD k x λ= (2)两相邻暗纹之间的中心是明纹次极大的中心。
由理论计算可得,垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布的规律为:220sin ββI I = λθπβsin d =(3) 式中,d 是狭缝宽,λ是波长,D 是单缝位置到光电池位置的距离,x 是从衍射条纹的中心位置到测量点之间的距离,其光强分布如图2所示。
当θ相同,即x 相同时,光强相同,所以在屏上得到的光强相同的图样是平行于狭缝的条纹。
当0=β时,图20x =,0I I =,在整个衍射图样中,此处光强最强,称为中央主极大;中央明纹最亮、最宽,它的宽度为其他各级明纹宽度的两倍。
当() ,2,1±±==k k πβ,即d D k x λ=时,0I =,在这些地方为暗条纹。
暗条纹是以光轴为对称轴,呈等间隔、左右对称的分布。
中央亮条纹的宽度x ∆可用1±=k 的两条暗条纹间的间距确定,2D x dλ∆=;某一级暗条纹的位置与缝宽d 成反比,d 大,x 小,各级衍射条纹向中央收缩;当d 宽到一定程度,衍射现象便不再明显,只能看到中央位置有一条亮线,这时可以认为光线是沿几何直线传播的。
次极大明纹与中央明纹的相对光强分别为:,008.0,017.0,047.00=I I(4) 2、衍射障碍宽度d 的测量由以上分析,如已知光波长λ,可得单缝的宽度计算公式为 xD k d λ= (5)因此,如果测到了第k 级暗条纹的位置x ,用光的衍射可以测量细缝的宽度d 。
同理,如已知单缝的宽度d ,可以测量未知的光波长λ。
3、光电检测光的衍射现象是光的波动性的一种表现。
研究光的衍射现象不仅有助于加深对光本质的理解,而且能为进一步学好近代光学技术打下基础。
衍射使光强在空间重新分布,利用光电元件测量光强的相对变化,是测量光强的方法之一,也是光学精密测量的常用方法。
当在小孔屏位置处放上硅光电池和一维光强读数装置,与数字检流计(也称光点检流计)相连的硅光电池可沿衍射展开方向移动,那么数字检流计所显示出来的光电流的大小就与落在硅光电池上的光强成正比,实验装置如图3所示。
根据硅光电池的光电特性可知,光电流和入射光能量成正比,只要工作电压不太小,光电流和工作电压无关,光电特性是线性关系。
所以当光电池与数字检流计构成的回路电阻恒定时,光电流的相对强度就直接表示了光的相对强度。
由于硅光电池的受光面积较大,而实际要求测出各个点位置处的光强,所以在硅光电池前装一细缝光栏(0.5mm),用以控制受光面积,并把硅光电池装在带有螺旋测微装置的底座上,可沿横向方向移动,这就相当于改变了衍射角。
四、实验仪器衍射光强实验系统:①单色光源:Ne He 激光器;②衍射器件:可调单缝、多缝板、多孔板、光栅;③接收器件:光传感器、光电流放大器、白屏;④光具座:1m 硬铝导轨。
二维调节滑动座这是光具座上使用的一种有特殊装置的滑动座,4个旋钮分列两侧,其中一侧有3个,上方的用于调节光学器件(如狭缝)在竖直平面的转角,使器件铅直,中间的用于横向调节;下面的用于锁定滑动座在导轨上的位置。
移动测量架主要机构是一个百分鼓轮控制精密丝杠,使一个可调狭缝往复移动,并由指针在直尺上指示狭缝的位置,狭缝前后分别有进光管和安装光电探头的圆套筒。
鼓轮转动一周,狭缝移动1mm ,所以鼓轮转动一个小格,狭缝(连同光电探头)只移动0.01mm 。
光传感器主要由硅光电探测器用于相对光强测量,波长围:200-1050nm 。
数显光电流放大器通过接插件(航空插头)与光传感器连接,可在与测量相对光强有关的实验中使用。
该仪器操作简便,前面板上除数字显示窗和开关外,只设一个增益调节旋钮。
如遇较高光强超出增益调节围而溢出(窗口显示“1”),可酌情减小增益或减小狭缝宽度,以恢复正常显示。
五、实验容与步骤按图4安装好各实验装置。
开启光电流放大器,预热10-20分钟。
单缝1 24 5(一)准备工作以一维测量架上光电探头的轴线为基准,调节光学系统中各光学元件同轴等高。
1、转动测量架上的百分手轮,将光电探头调到适当位置2、调节激光器水平(1)将移动光靶装入一个有横向调节装置的普通滑座上。
移动光靶,使光靶平面和测量架进光口平行。
并通过横向调节装置,使靶心对准光电探头进光口正中心;(2)接通激光器电源,沿导轨来回移动光靶,调节激光器架上的六个方向控制手钮,使得光点始终打在靶心上;3、取下光靶,装上白屏将狭缝放进有横向调节装置的滑座上,调整狭缝同轴等高。
同时将狭缝固定在距离光传感器850mm左右(注:由于光传感器接受面距导轨上的刻度尺有一固定距离,所以在读刻度尺的读数时要加上约60mm)。
(二)观察衍射图样白屏放在光传感器前,观察衍射图样。
根据衍射斑的状况,适当调节狭缝宽度。
致使衍射图样清晰,各级分开的距离适中,便于测量。
(三)测量1、取下白屏,接通光电流放大器电源转动百分鼓轮,横向微移测量架,使衍射中央主极大进入光传感器接收口,左右移动的同时,观察数显值。
若数显值出现1,说明光能量太强,应(1)逆时针调节光电流放大器的增益,建议示值在1500左右 (2)调节光传感器侧面的测微头,减小入射面到接收面上的能量 注意:如果狭缝的宽度一旦确定,那么在整个数据测量过程中都不得改动 2、按直尺和鼓轮上的读数和光电流放大器数字显示,记下光电探头位置和相对光强数值3、在略小于中央主极大处开始记录数据选定任意单方向转动鼓轮,每转动0.1mm (百分鼓轮上的10个格),记录1次数据,直到测完0-2级极大和1-3级极小为止。
注意:在读数前,应绕选定的单方向旋转几圈后再开始读数,避免回程差。
附:激光器的功率输出或光传感器的电流输出有些起伏,属于正常现象。
使用前经10-20min 预热,可会好些。
实际上,接收装置显示数值的起伏变化小于10%时,对衍射图样的绘制并无明显影响。
六、实验数据记录与数据处理1、数据记录表格(m 9108.632-⨯=λ)2、数据处理1)按测得的数据画出相对光强I与被测点到中央级的距离x的函数关系曲线2)从图中找出极大值和极小值的位置,以及各极大值对应光强值,列出表格①1-3级暗条纹与中央主极大之间距离狭缝测量值0.175mm =测d ,mm D 850=,m 7108.632-⨯=λ,根据公式dD k x λ=可得1-3级暗条纹与中央主极大之间距离的计算值:mm d Dx 07.310175.010850108.6323391=⨯⨯⨯⨯==---λ级计mm d D x 15.610175.010850108.632223392=⨯⨯⨯⨯⨯==---λ级计mm d D x 22.910175.010850108.632333393=⨯⨯⨯⨯⨯==---λ级计1-3级暗条纹与中央主极大之间距离的测量值:mm x 10.325.4635.491=-=级测 mm x 00.625.4625.522=-=级测 mm x 90.825.4615.553=-=级测1-3级暗条纹与中央主极大之间距离的百分误差比为:%98.0%10007.310.307.3%1001111=⨯-=⨯-=级计级测级计级x x x E%44.2%10015.600.615.6%1002222=⨯-=⨯-=级计级测级计级x x x E%47.3%10022.990.822.9%1003333=⨯-=⨯-=级计级测级计级x x x E②1-2级明条纹与中央主极大之间的相对光强比 1-2级明条纹与中央主极大之间的相对光强比的测量值:042.0186478011===测测测I I A 018.0186434022===测测测I I A1-2级明条纹与中央主极大之间的相对光强比的理论值:047.01=理A 017.02=理A1-2级明条纹与中央主极大之间的相对光强比的百分误差比为:%64.10%100047.0042.0047.0%1001111=⨯-=⨯-=理测理级A A A E%88.5%100017.0018.0017.0%1002222=⨯-=⨯-=理测理级A A A E3)计算狭缝宽度d1级暗条纹与中央主极大之间距离的测量值mm x 10.31=级测,根据公式xD k d λ=可得狭缝宽度的计算值:mm x Dd 174.01010.31085010632.833-91=⨯⨯⨯⨯==--级测计λ 狭缝测量值0.175mm =测d ,则狭缝宽度的百分误差比为:%57.0%100175.0174.0175.0%100=⨯-=⨯-=测计测d d d E实验思考题1、激光器输出的光强如有变动,对单缝衍射图样和光强分布曲线有无影响?具体说明有什么影响?答:(1)对单缝衍射图样无影响。
因为λθk d =sin ,而θθ≈sin ,则d k λθ≈。