单缝衍射实验和电磁波反射和折射实验
光的衍射实验的实验原理

光的衍射实验的实验原理光的衍射实验是一种经典的物理实验,它通过将光线经过一个狭缝或者光栅或者其他具有波动性的障碍物后,观察光的传播和衍射现象,从而研究光的波动特性。
本文将详细介绍光的衍射实验的实验原理。
光的波动性是光学研究的重要基础之一。
光的波动性表现在许多现象中,其中之一就是衍射现象。
光的衍射是指光通过一个狭缝或者光栅或者其他具有波动性的障碍物时,光的传播方向被改变并形成干涉图样的现象。
光的波动性导致了光的传播和干涉,从而产生了衍射现象。
光的衍射实验的原理基于以下几个关键概念:1. 光的波动性: 光是电磁波,具有波动性和粒子性。
光的波动性可以通过光的干涉和衍射现象来研究。
光的传播速度是有限的,遵循波动方程。
在光学实验中,我们通常使用概念性的光线来描述光的传播,但实际上光是以波动方式传播的。
2. 光的干涉: 光的干涉是指两束或多束光波相遇时,由于波的叠加而产生的增强或抵消的现象。
干涉可以分为构造性干涉和破坏性干涉两种情况。
构造性干涉发生在两束或多束光波相位差为整数倍波长时,波峰与波峰相遇,波谷与波谷相遇,使得干涉图样中明暗交替的明纹和暗纹出现;破坏性干涉发生在两束或多束光波相位差为半整数倍波长时,波峰与波谷相遇,使干涉图样中全暗或全亮的现象出现。
3. 光的衍射: 光的衍射是指光通过一个狭缝或者光栅或者其他具有波动性的障碍物时,光的传播方向被改变,并且在背后的屏幕上形成干涉图样的现象。
光的衍射现象可以解释为:当光通过一个狭缝时,光波在狭缝边缘遇到阻挡,产生了波阻抗,从而导致光波的传播方向被改变。
这种改变导致了光波在背后的屏幕上聚焦和干涉的现象。
光的衍射实验可以通过单缝衍射实验、双缝衍射实验、光栅衍射实验等多种方式进行。
以下以双缝衍射实验为例阐述光的衍射实验的原理。
双缝衍射实验是一种经典的实验方法,用于研究光的衍射现象。
实验中,可使用两个狭缝或两个透明带有周期性透过或阻挡性物体,作为光的传播介质。
这两个物体被放置在光源之前,用以产生衍射光,传播到一个屏幕上,形成干涉图样。
电磁场与电磁波单缝衍射实验报告

电磁场与电磁波单缝衍射实验报告单缝衍射实验报告学院: 电子工程学院班级:组员:撰写人:一、【实验目的】掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响二、【预习内容】电磁波单缝衍射现象三、【实验设备与仪器】S426型分光仪四、【实验原理】当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时,就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的,中央最强,同时也最宽。
在中央的两侧衍射波强度迅速减小,,,1φ,Sinmin,直至出现衍射波强度的最小值,即一级极小,此时衍射角为,其中λ是波长,a是狭缝宽度。
两者取同一长度单位,然后,随着衍射角增大,衍射波强度又逐渐增3,,,,1φ,,Sinmax,,2,,,大,直至出现一级极大值,角度为:实验仪器布置如图2,仪器连接时,预先接需要调整单缝衍射板的缝宽,当该板放到支座上时,应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致,此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处,此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始,在单缝的两侧使衍射角每改变20 读取一次表头读数,并记录下来,这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线,并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角,并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
此实验曲线的中央较平,甚至还有稍许的凹陷,这可能是由于衍射板还不够大之故。
五、【实验步骤】仪器连接时,预先接需要调整单缝衍射板的缝宽,当该板放到支座上时,应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致,此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处,此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始,在单缝的两侧使衍射角每改变20读取一次表头读数,并记录下来,这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线。
微波光学实验实验报告

实验时间:2023年3月15日实验地点:微波光学实验室实验人员:张三、李四、王五一、实验目的1. 了解微波分光仪的结构、原理及操作方法。
2. 掌握微波干涉、衍射等光学现象的基本原理。
3. 通过实验验证反射规律、单缝衍射规律以及微波的布拉格衍射规律。
4. 利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数。
二、实验原理1. 反射实验:当电磁波遇到反射板时,会发生反射现象。
反射角等于入射角,反射波与入射波同频率、同相位。
2. 单缝衍射实验:当电磁波通过一个狭缝时,会发生衍射现象。
衍射条纹间距与狭缝宽度、入射波波长有关。
3. 布拉格衍射实验:当微波入射到晶格结构中时,会发生布拉格衍射现象。
衍射角与晶格间距、入射波波长有关。
三、实验仪器1. 微波分光仪2. 反射用金属板3. 玻璃板4. 单缝衍射板5. 模拟晶体6. 频率计7. 光电探测器四、实验步骤1. 将微波分光仪连接好,打开电源,预热10分钟。
2. 将反射用金属板放置在分光仪的入射端,调整角度,观察反射现象,记录反射角度。
3. 将单缝衍射板放置在分光仪的入射端,调整狭缝宽度,观察衍射现象,记录衍射条纹间距。
4. 将模拟晶体放置在分光仪的入射端,调整入射角度,观察布拉格衍射现象,记录衍射角。
5. 使用频率计测量入射波频率,并记录数据。
6. 使用光电探测器测量衍射光强,并记录数据。
五、实验数据及结果分析1. 反射实验:入射角为θ1,反射角为θ2,θ1=θ2。
2. 单缝衍射实验:狭缝宽度为a,入射波波长为λ,衍射条纹间距为Δx,Δx=λa/d,其中d为狭缝间距。
3. 布拉格衍射实验:晶格间距为d,入射波波长为λ,衍射角为θ,θ=2arcsin(λ/2d)。
4. 通过实验验证反射规律、单缝衍射规律以及微波的布拉格衍射规律。
六、实验总结本次实验成功完成了微波分光仪的使用、反射实验、单缝衍射实验以及布拉格衍射实验。
通过实验,我们了解了微波光学的基本原理,掌握了微波干涉、衍射等光学现象的基本规律,并验证了相关理论。
26实验二十六、微波光学实验

实验二十六微波光学实验(科-403)实验内容微波与可见光一样同属电磁波,不过波长较长:0.1mm-1m,本实验主要验证微波具有光波的性质,即直线传播、反射、折射、干涉等现象。
1、反射实验将金属板平面安装在支架上,金属板面法线与底座指示线方向一致(初始位置为0°)。
转动平台,改变入射微波的入射角,然后转动装有微波接收器的活动臂,并在液晶显示器上找到一最大值,测出此时的反射角。
如果此时电表显示太大或者太小,调节发射波强度。
测量要求入射角在30°至65°之间。
2、单缝衍射调整单缝衍射板的缝宽(约2厘米),将单缝衍射板安装在底座上,使衍射板与微波入射方向垂直。
调整信号使接收器电表显示接近满度,然后在单缝的两侧,每改变衍射角2°读取一次电表的读数。
3、双缝干涉调整双缝干涉板的缝宽(约2厘米),将双缝干涉板安装在底座上,使干涉板与微波入射方向垂直。
调整信号使接收器电表显示接近满度,然后在双缝的两侧,每改变衍射角1°读取一次电表的读数。
4、偏振实验调整微波发射器与接收器喇叭口至互相平行且共轴正对,取下平台上所有物品。
调整信号使接收器电表指示接近满度,然后旋转接收器喇叭口,使接收器与发射器产生相对偏转,每隔5°记录电表读数,直至90°,验证马吕斯定律。
5、迈克尔逊干涉按教材P.241图4所示放置半透板以及反射板。
转动移动反射板下的读数手柄改变反射板位置,观察微波接收器电表,当显示各极小值时,记录移动板的位置,计算反射板改变的距离⊿L,求出微波的波长λ。
6、布拉格衍射两个喇叭口的位置同反射实验。
模拟晶体点阵的金属球点阵插在专用支架的中心孔上。
使晶面法线正对小平台的零刻度线,入射角取30°到60°之间,寻找一级衍射最大的角度位置,通过衍射角计算金属球点阵的间距。
光波的干涉与衍射现象的实验研究

光波的干涉与衍射现象的实验研究引言:光,是我们日常生活中无法缺少的一部分,它贯穿于我们的生活方方面面,我们的眼睛能够看到的也正是光的反射和折射。
然而,通过一些实验研究,我们可以更深入地了解光与物质的相互作用,其中干涉与衍射是两个重要的现象。
本文将探讨光波干涉与衍射现象的实验研究。
一、干涉实验从古老的干涉实验到如今的现代干涉仪,人们一直在探索光波的干涉现象。
实验装置通常包括一束光源、一个分束器和一个干涉屏。
通过适当调整干涉条纹的位置和形状,我们可以观察到干涉光波的特性。
首先,我们来看一下著名的双缝干涉实验。
将光源放置在一定的位置上,并在其后放置两个小孔,使光线通过小孔形成两束相干的光波。
当这两束光波碰撞到干涉屏上时,它们会相互干涉。
观察干涉屏上的条纹,我们会发现明暗相间的条纹,这是由于两束光波的叠加造成的。
这一实验说明了光波的干涉现象。
另一个常见的干涉实验是薄膜干涉实验。
通过将一块透明薄膜放置在光路中,可以观察到干涉条纹的变化。
这是因为光在薄膜的两个界面上发生了反射和折射,导致了光波的相位差,进而引起干涉。
二、衍射实验干涉现象中的叠加是光波的波动性质,而衍射现象则是光波经过障碍物后的扩散现象。
在衍射实验中,我们通常使用一块具有小孔或狭缝的屏幕来观察衍射现象。
我们先来看一下单缝衍射实验。
当一束平行的光线通过一个狭缝时,它们将绕过狭缝边缘并在背后形成一系列衍射条纹。
这是因为光波在通过狭缝前后发生了衍射,使得光的强度分布出现了明暗相间的条纹。
双缝衍射实验是另一个经典的实验。
通过在光路中放置两个小孔,并让光线穿过这两个小孔后再投射到屏幕上,我们可以观察到一系列交替的明暗条纹,这是由于光的衍射造成的。
具体条纹形状和间距取决于小孔之间的距离和光的波长。
除了以上两个实验,还有许多其他形式的衍射实验,如圆孔衍射实验、光栅衍射实验等。
通过这些实验研究,我们加深了对光波传播和相互作用的理解。
结论:光波的干涉与衍射现象是光波的波动性质的重要表现。
衍射光学技术及其应用

L:位相台阶数
独特的色散性能
折衍混合物镜
传统物镜
3>1>2
更多的设计自由度 台阶位置、宽度、深度、形状等。 宽广的材料可选性
只要能刻蚀的,都能作为基底进行衍射光学器件的刻蚀。 光学材料、光子学材料、光电材料、电子学材料 • 熔融石英、硅、SiO2, SiON, Si3N4 • 玻璃 glass • 塑料 plastic • 丙烯酸 acrylic • 环氧 epoxy • 聚酰胺 polyamide • 聚碳酸酯 polycarbonate • 树脂resin • ZnS • 铝 aluminum • 铬 chromium • 铜 copper • 锗 germanium • 砷化锗 germanium arsenide • 金 gold • 镍 nickel
湿法刻蚀即化学腐蚀属各向同性刻蚀, 刻蚀边缘多是园弧形,精度低,不宜 刻蚀小于3m的图形。
干法刻蚀是在气相中将要刻蚀部分变成 挥发物质而被清除,它包括离子刻蚀 (IBE)、反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束 刻蚀(RIBE)等工艺方法,均属各相异性 刻蚀。其刻蚀速率高,具有良好的方向 性和选择比,分辨率可高达10nm。
Talbot距:
多台阶Talbot光栅:
微透镜阵列: 连续位相或多阶位相菲涅耳波带透镜阵列。
微透镜阵列的应用:多重成像、波前检测
微透镜阵列的应用:与红外焦平面探测器耦合
7) 光束迭加
8)二元光学视网膜(BOR: Binary optical retina)
纹理是图象视觉表面的基本特征之一,包含了与物体形状、方位和深 度等密切相关的亮度统计信息和空间分布信息。 对输入图象提取不同频带和取向的纹理特征信息,需要的光学器件包 括Dammann 光栅、滤波器阵列、棱镜阵列等,实现光学并行带通滤波,与 视觉系统初级阶段的多通道滤波理论相似。
光的衍射和单缝实验

光的衍射和单缝实验光的衍射是指光线在通过一个孔或者绕过障碍物时,发生形状的扩散和干涉的现象。
衍射现象在我们日常生活中随处可见,例如我们经常可以看到太阳光透过树叶的缝隙,形成美丽的光斑。
在科学研究和实验中,单缝实验是研究光的衍射现象最简单、最直观的实验之一。
本文将介绍光的衍射的基本概念和单缝实验的原理及应用。
一、光的衍射概念光的衍射是指光束通过一个孔或者绕过一个障碍物时,光的波动特性导致光线经过衍射现象扩散和干涉而形成的现象。
光的衍射是光波的传播性质所决定的,具有波粒二象性的光被看作是一种电磁波,通过波动模型可以解释光的衍射现象。
光的衍射可以用赫焦方程进行描述,赫焦方程给出了光的衍射现象所满足的关系。
根据赫焦方程,光的衍射现象受到波长、传播距离和衍射孔的大小等因素的影响。
当光的波长越长,传播距离越短,或者衍射孔的大小越小时,衍射现象越显著。
二、单缝实验原理单缝实验是一种简单而重要的实验,用于研究光的衍射现象。
其原理如下:在单缝实验中,光线通过一个细长的狭缝,并经过其后的屏幕进行观察。
当狭缝的宽度与光的波长相当大小时,光线将会产生明暗相间的干涉条纹。
这是由于当光线通过缝隙时,由于光的波动特性,波前将会被扩散成半球形,并在屏幕上产生干涉现象,形成明暗相间的条纹。
根据夫琅禾费衍射公式,条纹的位置和亮度可以由光的波长和单缝宽度来决定。
单缝实验除了可以用于研究光的衍射现象,还可以用于测量光的波长。
根据夫琅禾费衍射公式,当已知单缝宽度和观察到的条纹位置时,可以通过计算得出光的波长。
三、单缝实验的应用单缝实验作为研究光的衍射现象的基础实验,具有广泛的应用。
1. 光学仪器中的应用:单缝实验可以用于光学仪器的设计和调试。
通过观察和分析单缝实验的干涉条纹,可以评估光学系统的分辨能力和性能,并进行优化设计。
2. 材料分析和表征:单缝实验可以用于材料的表面形貌分析和表征。
通过观察材料表面的光衍射图案,可以了解材料的结构和形貌特征,为材料的制备和应用提供重要的参考。
微波分光实验报告

微波分光实验小组成员:陈瑶20121004159肖望20121003780薛帅20121004279蔡阳20121004087微波光学实验一,实验原理1. 反射实验电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。
2. 单缝衍射实验如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为Φ=arcsin(3/2*λ/a),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。
3.双缝干涉平面微波垂直投射到双缝的铝板上时,由惠更斯原理可知会发生干涉现象。
当dsinθ=(k+1/2)λ(k=0,±1,±2……)时为干涉相消(强度为极小),当dsinθ=kλ(k=0,±1,±2……)时为干涉相长(强度为极大)4.偏振设有一沿z轴传播的平面电磁波,若它的电池方向平行于x轴,则它的电场可用下面表达式的实部来表示:式中k0为波矢。
这是一种线偏振平面波。
这种波的电场矢量平行于x轴,至于指向正方向还是负方向取决于观察时刻的震荡电场。
在与电磁波传播方向z垂直的X-y平面内,某一方向电场为E=Ecosα,α是E与偏振方向E0的夹角。
电磁场沿某一方向的能量与偏振方向的能量有cos2α的关系,这是光学中的马吕斯定律:I=I0COS2α5.迈克尔孙干涉实验在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇数倍,则干涉减弱。
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电磁场与微波测量实验报告
学院:电子工程学院
班级:
组员:
撰写人:
实验一电磁波反射和折射实验
一、实验目的
1、熟悉S426型分光仪的使用方法
2、掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法
3、掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法
二、实验设备与仪器
S426型分光仪
三、实验原理
电磁波在传播过程中如遇到障碍物,必定要发生反射,本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律,即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上,反射线和入射线分居在法线两侧,反射角等于入射角。
四、实验内容步骤
1、熟悉分光仪的结构和调整方法。
2、连接仪器,调整系统。
仪器连接时,两喇叭口面应相互正对,它们各自的轴线应在一条直线上,指示
两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90刻度处,将支座放在工作平台上,
并利用平台上的定位销和刻线对正支座,拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个
角度后放下,即可压紧支座。
3、测量入射角和反射角
反射金属板放到支座上时,应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻
线一致。
而把带支座的金属反射板放到小平台上时,应使圆盘上的这对与金属
板平面一致的刻线与小平台上相应90度的一对刻线一致。
这是小平台上的0刻
度就与金属板的法线方向一致。
转动小平台,使固定臂指针指在某一角度处,这角度读书就是入射角。
五、实验步骤
1、仪器连接时,两喇叭口面应互相正对,它们各自的轴线应在一条直线上。
指
示两喇叭位的指针应分别指示于工作平台的1800和刻度处。
2、将支座放在工作平台上,并利用平台上的定位鞘和刻线对正支座,拉起平
台上四个压紧螺钉旋转一个角度后放下,将支座压紧。
3、将反射金属板放在支座上时,应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的900
和-900这对刻线一致。
这时小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。
4、转动小平台,将固定臂指针调到300~650角度之间任意一位置,这时固定
臂指针所对应刻度盘上指示的刻度就是入射角的读数。
5、开启DH1121B型三厘米固态信号源。
6、转动活动臂,当表头显示出最大指示时,活动臂指针所对应刻度盘上指示
的刻度就是反射角的读数。
如果此时表头指示太大或太小,应调整系统发射端
的可变衰减器,使表头指示接近满量程。
7、根据不同极化方式,连续选取几个入射角进行实验,并在表中记录反射角。
六、实验结果及分析
记录实验测得数据,验证电磁波的反射定律
表格分析:
(1)、从总体上看,入射角与反射角相差较小,可以近似认为相等,验证了电磁波的反射定律。
(2)、由于仪器产生的系统误差无法避免,并且在测量的时候产生的随机误差,所以入射角不会完全等于反射角,由差值一栏可以看出在55度左右的误差最小。
越向两边误差越大,说明测量仪器在55度的入射角能产生最好的特性。
2、观察介质板(玻璃板)上的反射和折射实验
将金属换做玻璃板,观察、测试电磁波在该介质板上的反射和折射现象,自行设计实验步骤和表格,计算反射系数和透射系数,验证透射系数和反射系数相加是否等于1 。
注:初始入射光强为100uA,角度单位为:°
(1)、在开始测量时把最大值设为满量程即100uA.
(2)、反射最大值与折射最大值之和要大于100uA,根据分析,应该是当两喇叭天线正对时,虽然接受天线的值是100uA,但是发射天线发射的电磁波没有全部到达接受天线,所以发射天线发射的电磁波应该大于100uA。
实验结果总体上证实了反射系数与折射系数的和为1。
七、思考题
1、在衰减旁螺丝钉的作用
答:是衰减器的调节旋钮,通过调节该旋钮可以改变喇叭天线发出电磁波的强度
2、电磁波与激光的反射有何异同
答:相同点是都遵从光的反射定理,不同点是激光属于电磁波的一种,具有良好的单色性,相干性,方向性,且高强度,所以反射耗损小,而电磁波则根据频率不同耗损不同。
3、测量反射时出现几次极大值,为什么
答:两次,因为由于仪器产生的系统误差无法避免,并且在测量的时候产生的随机误差,所以入射角不会完全等于反射角,而是在理论反射角附件波动。
4、透射系数和反射系数相加是否等于一,为什么
答:根据电磁波理论在开始测量时把最大值设为满量程即100uA,反射最大值与折射最大值之和要等于100uA,但是根据分析,当两喇叭天线正对时,虽然接受天线的值是100uA,但是发射天线发射的电磁波没有全部到达接受天线,所以发射天线发射的电磁波应该大于100 uA。
实验结果总体上证实了反射系数与折射系数的和为1。
实验二单缝衍射实验
一、实验目的
掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响
二、预习内容
电磁波单缝衍射现象
三、实验设备
S426型分光仪
四、实验原理ϕ
当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时, a 就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不 是均匀的,中央最强,同时也最宽。
在中央的两侧衍射 波强度迅速减小,直至出现衍射波强度的最小值,即一 级极小,此时衍射角为α
λ1
-=Sin φ,其中λ是波长,a 是 图2-1 单缝衍射
狭缝宽度。
两者取同一长度单位,然后,随着衍射角增大,衍射波强度又逐 渐增大,直至出现一级极大值,角度为:⎪⎭
⎫
⎝⎛∙
=-αλ2
31Sin φ(如图2-1所示) 五、实验内容与步骤
如图2-2所示,仪器连接时,预先接需要调整单缝衍射板的缝宽,当该板放到支座上时,应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致,此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处,此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始,在单缝的两侧使衍射角每改变10读取一次表头读数,并记录下来。
图2-2 单缝衍射实验仪器的布置
六、实验步骤
1、调整微波分光仪单缝衍射板的缝宽为(建议为2~7cm)。
2、将单缝板放到支座上,使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的90-90 刻线一致,固定。
3、转动小平台使固定臂的指针在小平台的180 刻度处,此时小平台的0 刻度就
是狭缝平面的法线方向。
4、将发射和接收喇叭天线均调整为水平极化。
5、开启DH1121B 型信号源和DH926AD 型数据采集仪。
6、在衍射角为0°,即收发喇叭正对时,调整反射信号电平使数据采集仪表头
指示接近满刻度。
7、将活动臂从衍射角0°开始偏转一定角度,使衍射角每改变2°读取一次电表
读数,并填写表。
8、由表1.2,画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线。
并根据工作波长和缝宽算
出一级极小和一级极大的衍射角,并填入表,与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较(本实验的λ波长可由相应标尺示数与给定的表格上的数据获得)。
9、改变极化方向为垂直极化,重复上述实验。
10、调整缝宽,观察记录衍射现象
七、实验结果及分析
记录实验测得数据,画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线,根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角,与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
(1)a=70mm λ=32mm
a:一级极大出现的角度为30,一级极小出现的角度为24
b:衍射曲线(注:横坐标一个刻度等于2度)
C:计算一级大以及一级小
一级大:φ=arcsin(1.5λ/a)=43
一级小:φ=arcsin(λ/a)=27
由以上可得实际值与理论有一定的差距,特别是一级大值,但是总体还是遵守了相同规律,出现的的不同是由于实验存在误差,首先仪器产生的系统误差无法避免,其次在测量的时候产生的随机误差,最后在实验室中由于大家实验电磁波辐射相互干扰也造成较大误差。
(2)a=50mm λ=32mm
b:衍射曲线(注:横坐标一个刻度等于2度)
C:计算一级大以及一级小
一级大:φ=arcsin(1.5λ/a)=74
一级小:φ=arcsin(λ/a)=39
由以上可得实际值与理论有一定的差距,特别是一级大值,但是总体还是遵守了相同规律,出现的的不同是由于实验存在误差,首先仪器产生的系统误差无法避免,其次在测量的时候产生的随机误差,最后在实验室中由于大家实验电磁波辐射相互干扰也造成较大误差。
a:一级极大出现的角度为16,一级极小出现的角度为22
C:计算一级大以及一级小
一级大:φ=arcsin(1.5λ/a)=无解
一级小:φ=arcsin(λ/a)=无解
由于缝过小,狭缝宽度小于光波波长,根据单缝干涉定理,整个观察屏都被明纹覆盖了,观察实验结果符合理论
实验总结:
两次实验都比较简单,难点在于重温习电磁波的反射、折射,衍射定理,其次主要是熟悉S426型分光仪的使用。
另在本实验实验组之间的相互干扰严重,实验仪器误差较大,应该认真的操作,细心的观察。