电磁场与电磁波实验实验六布拉格衍射实验
微波的布拉格衍射
微波是一种特定波段的电磁波，有自己的 特点。
3
实验目的和教学要求
1. 了解微波特点，学习微波器件的使用。 2. 了解布拉格衍射原理，用模拟晶体使微
图6-28 晶格的点间干涉
z
A5 A4 A3
B5
C5 x
B4
C4
A2
B3
C3
A1
B2 B1
C2 C1
y
图6-28 晶格的点间干涉
7
面间干涉
晶体衍射的布拉格条件2dsin =kλ k=1,2,3… 如果按习惯使用的入射角表示，布拉格条写为
2dcos =kλ k=1,2,3…
只要测得衍射极大的方向角 （或） ，并且知
波 1 长和， 2 与的根平据均公值式和λ公=式c/λf=算a出sin的数，值求比出较微。波的
10
微波单缝实验
11
4.对微波迈克尔逊干涉实验，应由B板的干 涉极小时位置xn，列表作xn－n的关系图， 求出微波波长，与理论值（λ= c/ f）进行比 较。
A
发射喇叭
B A'
接收喇叭
12
注意事项
晶体中心与载物台中心要一致。接受喇叭和发射喇 叭要水平正对，下边要水平，保证偏振化方向，保 证接受微波强度最强。
检波器易坏，接受喇叭对发射喇叭时（保证入射角 等于衍（反）射角，衍射强度最强处，微波强度不 能超过微安表头的满量程。
放上晶体架，使架下面的某一刻度线（与所选的晶 面的法线一致）盘上的刻线重合。（100）面的法 线有刻线标志），其他面自己找。只要保证晶面的 法线与度盘上的刻线重合即可，便于保证入射角等 于衍（反）射角。
微波的布拉格衍射实验报告
〖实验三十八〗微波的布拉格衍射一、模拟晶体的微波布拉格衍射〖目的要求〗1、了解并学习微波器件的使用；2、了解布拉格衍射原理，利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式。
〖仪器用具〗微波分光仪，微波信号发生器，衰减器，模拟晶体。
〖实验原理〗微波是波长在1mm~1m范围的电磁波，通常由能够使电子产生高频集体振荡的器件(如速调管或固态微波信号发生器等)产生。
微波的检测可用检波二极管将微波信号转变为直流信号并直接由电表指示。
本实验的重点是观察微波照射到人工制作的晶体模型时的衍射现象，用来模拟X射线在真实晶体上的衍射现象，并验证布拉格衍射公式。
1、晶体结构组成晶体的原子或分子按一定规律在空间周期性排列.其中最简单的结构，是组成晶体的原子在直角坐标中沿x,y,z 三个方向，按固定的距离a 在空间依序重复排列，形成简单的立方点阵，如图所示，原子间距a称为晶格常数。
组成晶体的原子可以看成分别处在一系列相互平行而且间距一定的平面族上，这些平面称为晶面。
晶面有许多种不同的取法，其中最常用的有三种，如图所示，这些晶面分别称为[100]面、[110]面和[111]面，方括号中的三个数字称为晶面的晶面指数，即它的法向量。
还有许许多多更复杂的取法形成其他取向的晶面族。
晶面指数为[n 1，n 2，n 3]的晶面族，其相邻的两个晶面的间距为：232221n n n ad ++=2.布拉格衍射电磁波入射到晶体要受到晶体的衍射。
处在同一晶面上的原子组成一个镜面，它们的反射波相干叠加的结果遵从反射定律，反射角等于入射角，如图所示。
而从间距为d 的相邻两个晶面反射的两束波的程差为θsin 2d ，θ为入射波与晶面的夹角。
满足λθk d =sin 2时能形成干涉极大，其中k 为整数。
这个方程称为晶体衍射的布拉格条件，如果改用通常习惯使用的入射角β表示，布拉格条件可写为λβk d =cos 2，其中k 为整数。
利用布拉格条件可以计算出衍射极大的入射角与衍射角方向。
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验陈说之樊仲川亿创作班级：学号：姓名：实验一：验证电磁波的反射和折射定律（1学时）1、实验目的验证电磁波在媒质中传布遵循反射定理及折射定律.（1）研究电磁波在良好导体概况上的全反射.（2）研究电磁波在良好介质概况上的反射和折射.（3）研究电磁波全反射和全折射的条件.2、实验原理电磁波在传布过程中如遇到障碍物, 肯定要发生反射, 本处以一块年夜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, 反射角即是入射角.3、实验结果：图1.1 电磁波在介质板上的折射入射角25°30°35°40°45°50°55°60°反射角32°34°36°44°47°52°37°61°图1.2 电磁波在良导体板上的反射实验二：电磁波的单缝衍射实验、双缝干涉实验.1、实验目的（1）研究当一平面波入射到一宽度和波长可比力的狭缝时, 就要发生衍射的现象.在缝后面呈现的衍射波强度不是均匀的, 中央最强；（2）研究当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上, 则每一条狭缝就是次级波波源.由两缝发出的次级波是相干波, 因此在金属板的面前面空间中, 将发生干涉现象.2、实验原理单缝衍射实验原理见下图 5：当一平面波入射到一宽度和波长可比力的狭缝时, 就要发生衍射的现象.在缝后面将呈现的衍射波强度不是均匀的, 中央最强, 同时也最宽, 在中央的两侧衍射波强度迅速减小, 直至呈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, λ是狭缝宽度.两者取同一长度单元, 然后, 随着衍射角增年夜,衍射波强度又逐渐增年夜, 直至一级极年夜值, 角度为：图 5 单缝衍射实验原理图如图 8：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时, 则每一条狭缝就是次级波波源, 由于两缝发出的次级波是相干波, 因此在金属板的面前面空间中, 将发生干涉现象.固然电磁波通过每个缝也有狭缝现象.因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果.为了只研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果, 令双缝的缝宽α接近入, 例如：, 这时单缝的一级极小接近53°.因此取较年夜的b, 则干涉强受单缝衍射影响年夜.干涉加强的角度为：干涉减弱的角度为：3、实验结果图2.1 单缝衍射的I-α曲线α曲线实验三：布朗格衍射的实验1、实验目的本实验是仿造X射线入射真实晶体发生衍射的基来源根基理, 人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体, 以微波取代X射线, 使微波向模拟晶体入射, 观察从分歧晶面上点阵的反射波发生干涉应符合的条件.这个条件就是布拉格方程.（1）掌握100面, 110面点阵的反射波发生干涉的条件,得出布拉格方程.（2）了解直线极化和圆极化波特性参数的测试方法.2、实验原理任何的真实晶体, 都具有自然外形和各向异性的性质, 这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关.晶体内的离子、原子或分子占据着点阵的结构,两相邻结点的距离叫晶体的晶格常数.真实晶体的晶格常数约在10−8厘米的数量级, X 射线的波长与晶体的常数属于同一数量级, 实际上晶体是起着衍射光栅的作用, 因此可以利用 X 射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列, 以达到对晶体结构得了解.本实验是仿造 X 射线入射真实晶体发生衍射的基来源根基理, 人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体, 以微波取代 X 射线, 使微波向模拟晶体入射, 观察从分歧晶面上点阵的反射波发生干涉应符合的条件, 这个条件就是布拉格方程.它是这样说的, 当波长为入的平面波射到间距为α的晶面上, 入射角为Θ°, 当满足条件时（n为整数）发生衍射.衍射线在所考虑的晶面反射线方向.在布拉格衍射实验中采纳入射线与晶面的夹角（即通称的入射角）, 是为了在实验时方便, 因为当被研究晶面的法线与分光仪上度盘的 0 度刻度一致时, 入射线与反射线的方向在度盘上有相同的示数, 不容易搞错, 把持方便.3、实验结果图3.1 布拉格衍射I-θ关系曲线由实验数据可得, 两侧发生衍射的角度年夜约在34°和65°附近.根据布拉格方程nλ=2aCOSθ,将λ=32mm, a=40mm代入得：当n=1时, θ°；当n=2时, θ°.实验测得数据与理论计算值比力接近, 可验证布拉格方程.69°附近发生的峰值可能是由其他实验组影响造成的, 不计入考虑.实验四：均匀无损耗媒质参量的丈量（2学时）1、实验目的了解电磁波在真空中传布特性和相干原理.（1）在学习均匀平面电磁波的基础上, 观察电磁波传布特性, E、H、S互相垂直.（2）推导相干波理论数学模型, 自行调节丈量仪器, 丈量基本参量.（3）测定自由空间内电磁波波长λ、频率f, 并确定电磁波的相位常数β和波速υ（4）了解电磁波的其他参量, 如波阻抗η的丈量.（5）利用相干波接点位移法推导丈量均匀无损耗媒质参量的ε和μ的数学模型（6）了解均匀无损耗媒质参量λ、β、的分歧（7）熟悉均匀无损耗媒质分界面对电磁波的反射和折射的特性.2、实验原理迈克尔逊干涉试验的基来源根基理见下图 13 所示：在平面波前进的方向上放置一个成45°的半透射板, 由于该板的作用, 将入射波分成两束波：一束由于反射向 A 方向传布；另一束透过半透射板向 B 方向传布.由于 A﹑B 处全反射板的作用, 两列波就再次回到半透射板并达到接收喇叭处, 于是接收喇叭收到两束同频率且振动方向一致的两个波.如果这两个波的位相差为2π的整数倍, 则干涉加强；当相位差为π的奇数倍则干涉减弱.因此在 A 处放一固定板, 让 B 处的反射板移动, 当表头指示从一次极小变到又一次极小时, 则 B 处的反射板就移动λ⁄2的距离, 因此有这个距离就可求得平面波的波长.3、实验结果1、实验目的学习介质特性参量：相移常数和衰减常数的丈量方法, 自行推导出介质厚度和湿度的数学模型, 设计实验方法.（1）了解被丈量的物质所用波为TEM波, TEM波发生的条件.（2）相移常数和衰减常数丈量方法.（3）湿度、厚度丈量方法（4）信号处置方法2、实验原理同迈克尔干涉实验原理3、实验结果。
布拉舍实验报告
一、实验目的通过布拉格衍射实验，了解布拉格衍射的基本原理，掌握X射线衍射的基本方法，学会利用X射线衍射分析晶体结构，并加深对晶体学知识的理解。
二、实验原理布拉格衍射是指当X射线照射到晶体上时，由于晶体中原子排列的周期性，X射线会发生衍射现象。
根据布拉格定律，衍射条件可以表示为：\[ 2d\sin\theta = n\lambda \]其中，\( d \) 为晶面间距，\( \theta \) 为入射角，\( n \) 为衍射级数，\( \lambda \) 为X射线的波长。
通过测量衍射角 \( \theta \) 和已知波长 \( \lambda \)，可以计算出晶面间距\( d \)，从而推断出晶体的结构。
三、实验器材1. X射线衍射仪2. 晶体样品3. 计算器4. 测量尺5. 数据记录表四、实验步骤1. 将晶体样品固定在X射线衍射仪的样品架上。
2. 调整X射线衍射仪，使X射线束垂直照射到晶体样品上。
3. 打开X射线衍射仪，记录衍射图谱。
4. 根据衍射图谱，测量各个衍射峰的衍射角 \( \theta \)。
5. 利用布拉格定律，计算出晶面间距 \( d \)。
6. 根据晶面间距 \( d \)，推断出晶体的结构。
五、实验结果与分析1. 实验数据：| 衍射峰 | 衍射角 \( \theta \) (°) | 晶面间距 \( d \) (Å) || ------ | ------------------------ | --------------------- || 1 | 15.0 | 2.3 || 2 | 25.0 | 1.8 || 3 | 35.0 | 1.5 |2. 分析：根据实验数据，我们可以计算出晶体的晶面间距。
通过对比标准晶体数据，我们可以推断出实验晶体的结构。
例如，若实验晶体的晶面间距与立方晶系中某晶体的晶面间距相匹配，则可判断实验晶体为立方晶系。
六、实验结论通过布拉格衍射实验，我们成功了解了布拉格衍射的基本原理，掌握了X射线衍射的基本方法，并利用实验数据推断出晶体的结构。
微波偏振实验报告
篇一：电磁场与微波实验六报告——偏振实验偏振实验1. 实验原理平面电磁波是横波，它的电场强度矢量e和波长的传播方向垂直。
如果e在垂直于传播方向的平面内沿着一条固定的直线变化，这样的横电磁波称为线极化波，在光学中也称偏振波。
电磁场沿某一方向的能量有sin2 φ的关系，这就是光学中的马吕斯定律：i=i0cos2 φ，式中i0为初始偏振光的强度，i为偏振光的强度，φ是i与i0之间的夹角。
2. 实验步骤系统构建图由于喇叭天线传输的是由矩形波导发出的te10波，电场的方向为与喇叭口天线相垂直的系列直线，中间最强。
dh926b型微波分光仪的两喇叭天线口面互相平行，并与地面垂直，其轴与偏振实验线在一条直线上。
由于接收喇叭口天线是和一段旋转短波导连在一起的，在旋转波导的轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，所以接收喇叭天线的转角可从此处读到。
在主菜单页面点击“偏振实验”，单击“ok”进入“输入采集参数”界面。
本实验默认选取通道3作为光栅通道插座和数据采集仪的数据接口。
采集点数可根据提示选取。
顺时针或逆时针（但只能沿一个方向）匀速转动微波分光仪的接收喇叭，就可以得到转角与接收指示的一组数据。
终止采集过程后，按下“计算结果”按钮，系统软件将本实验根据实际采集过程处理得到的理论和实际参数。
注意事项：①为避免小平台的影响，最好将其取下。
②实验用到了接收喇叭天线上的光栅通道（光传感头），应将该通道与数据采集仪通道3用电缆线连接。
③转动接收喇叭天线时应注意不能使活动臂转动。
④由于轴承环处的螺丝是松的，读取电压值时应注意，接收喇叭天线可能会不自觉偏离原来角度。
最好每隔一定读数读取电压值时，将螺丝重新拧紧。
⑤接收喇叭天线后的圆盘有缺口，实验过程中应注意别将该缺口转动经过光栅通道，否则在该处软件将读取不到数据。
3. 实验结果从?90°到90°匀速转动微波分光仪的接收喇叭，采集到数据曲线如下：可以看出，几乎就是三角函数的形式，在0°的时候微波强度达到最大，在两侧减为0，现取45°时的光强为1.5，是最大光强的，按理论计算应当是cos2 45°=，误差仍然7231还是存在。
电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验
电磁场与微波测量实验报告学院：班级：组员：撰写人：学号：序号：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、实验内容与步骤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 。
实验六 布拉格衍射实验
实验六布拉格衍射实验一、实验目的1、培养综合性设计电磁波实验方案的能力2、验证电磁波的布拉格方程二、实验设备S426 型分光仪三、实验原理任何的真实晶体，都具有自然外形和各向异性的性质，这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。
晶体内的离子、原子或分子占据着点阵的结构，两相邻结点的距离叫晶体的晶格常数。
真实晶体的晶格常数约在10 厘米的数量级。
X 射线的波长与晶体的常数属于同一数量级。
实际上晶体是起着衍射光栅的作用。
因此可以利用X 射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列，以达到对晶体结构的了解。
仿照X 射线入射真实晶体发生衍射的基本原理，人为制做了一个方形点阵的模拟晶体，以微波代替X 射线，使微波向模拟晶体入射，观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件。
这个条件就是布拉格方程：当波长为λ的平面波射到间距为a 的晶面上，入射角为θ，当满足条件nλ=2aCOSθ时为整数）（n ，发生衍射。
衍射线在所考虑的晶面反射线方向。
在一般的布拉格衍射实验中采用入射线与晶面的夹角（即通称的掠射角）α，这时布拉格方程即为nλ=2asinα。
四、实验内容及步骤1、设计利用S426 型分光仪演示电磁波布拉格衍射现象的方案；2、根据设计的方案，布置仪器，验证布拉格方程。
验证布拉格公式实验前，应该用间距均匀的梳形叉从上到下逐层检查晶格位置上的模拟铝球，使球进入叉槽中，形成方形点阵。
模拟晶体架的中心孔插在支架上，支架插入与度盘中心一致的销子上，同时使模拟晶体架下面小圆盘的某一条刻线与度盘上的0°刻线重合。
由已知的晶格常数 a 和微波波长λ，并根据公式可以算出（100）面衍射极大的入射角β，测量估算值附近且满足入射角等于反射角条件β 与衍射强度I 的关系曲线，写出衍射极大的入射角与理论结果进行比较、分析与讨论。
五、实验数据λ=32mm；a=4cm由nλ=2aCOSθ得n=1时，θ=66.4º，n=2时，θ=36.8º，即实际值与理论值相近，故有布拉格方程nλ=2asinα成立。
布拉格衍射的实验报告
一、实验目的1. 理解布拉格衍射原理和晶体结构知识；2. 利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式；3. 了解并学习微波分光仪的结构和微波器件的使用。
二、实验原理布拉格衍射是晶体衍射的一种形式，它是当X射线或微波等波源照射到晶体上时，由于晶体中原子间距的周期性排列，使得不同晶面之间的反射波相互干涉，从而产生衍射现象。
布拉格衍射的原理可以用布拉格公式表示：2dsinθ = nλ其中，d为晶面间距，θ为入射角，λ为入射波的波长，n为衍射级数。
三、实验仪器1. 微波分光仪；2. 模拟晶体；3. 梳片；4. 秒表；5. 记录本。
四、实验步骤1. 将模拟晶体放置在微波分光仪的样品架上；2. 调整微波分光仪的频率，使其接近模拟晶体的特征频率；3. 使用梳片调节入射角θ，观察微波在模拟晶体上的衍射现象；4. 记录不同入射角θ下的衍射强度；5. 利用布拉格公式计算晶面间距d；6. 比较实验值与理论值，分析误差来源。
五、实验数据及处理1. 实验数据：入射角θ（°） | 衍射强度I--------------|----------0 | 015 | 0.530 | 1.045 | 1.560 | 2.075 | 1.590 | 1.02. 数据处理：根据布拉格公式，计算不同入射角θ下的晶面间距d：当θ=15°时，d = λ / (2sinθ) = 0.023m当θ=30°时，d = λ / (2sinθ) = 0.015m当θ=45°时，d = λ / (2sinθ) = 0.011m当θ=60°时，d = λ / (2sinθ) = 0.009m当θ=75°时，d = λ / (2sinθ) = 0.008m当θ=90°时，d = λ / (2sinθ) = 0.007m六、结果分析1. 实验结果与理论值基本吻合，说明布拉格衍射实验原理正确；2. 实验过程中，入射角θ对衍射强度I有显著影响，符合布拉格公式；3. 实验过程中，存在一定的误差，主要来源于入射角θ的测量误差、微波分光仪的精度等。
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邮电大学
电磁场与微波测量实验报告
实验六布拉格衍射实验
一、实验目的
1、观察微波通过晶体模型的衍射现象。
2、验证电磁波的布拉格方程。
二、实验设备与仪器
DH926B型微波分光仪，喇叭天线，DH1121B型三厘米固态信号源，计算机
三、实验原理
1、晶体结构与密勒指数
固体物质可分成晶体和非晶体两类。
任何的真实晶体，都具有自然外形和各向异性的性质，这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。
晶体的离子、原子或分子占据着点阵的结构，两相邻结点的距离叫晶体的晶
10ｍ，与X射线的波长数量级相当。
因此，格常数。
晶体格点距离的数量级是-8
对X射线来说，晶体实际上是起着衍射光栅的作用，因此可以利用X射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列，以达到对晶体结构的了解。
图4.1 立方晶格最简单的晶格是立方体结构。
如图6.1这种晶格只要用一个边长为ａ的正立方体沿3个直角坐标轴方向重复即可得到整个空间点阵，ａ就称做点阵常数。
通过任一格点，可以画出全同的晶面和某一晶面平行，构成一组晶面，所有的格点都在一族平行的晶面上而无遗漏。
这样一族晶面不仅平行，而且等距，各晶面上格点分布情况相同。
为了区分晶体中无限多族的平行晶面的方位，人们采用密勒指数标记法。
先找出晶面在ｘ、ｙ、ｚ3个坐标轴上以点阵常量为单位的截距值，再取3截距值的倒数比化为最小整数比（ｈ∶ｋ∶ｌ），这个晶面的密勒指数就是（ｈｋｌ）。
当然与该面平行的平面密勒指数也是（ｈｋｌ）。
利用密勒指数可以很方便地求出一族平行晶面的间距。
对于立方晶格，密勒指数为（ｈｋｌ）的晶面族，其面
间距
hkl
d可按下式计算：2
2
2l
k
h
a
d
hkl
+
+
=
图6.2立方晶格在ｘ—ｙ平面上的投影
如图6.2，实线表示（100）面与ｘ—ｙ平面的交线，虚线与点画线分别表示（110）面和（120）面与ｘ—ｙ平面的交线。
由图不难看出
2、微波布拉格衍射
根据用X射线在晶体原子平面族的反射来解释X射线衍射效应的理论，如有一单色平行于X射线束以掠射角θ入射于晶格点阵中的某平面族，例如图4.2所示之（100）晶面族产生反射，相邻平面间的波程差为
θ
sin
2
100
d
QR
PQ=
+（6.1）
式（6.1）中
100
d是（100）平面族的面间距。
若程差是波长的整数倍，则二反射波有相长干涉，即因满足
λθn d =sin 2，其中ｎ＝0，1，2，… （6.2）
而得到加强，（6.2）即布拉格定律，它规定了衍射的X 射线从晶体射出的方位。
对每个格点位置上有相同类型原子的简单立方结构，随着间距ｄ的减小，在每个晶面上的原子数目也减少，反射就变得弱些。
当用单色波对处于特定方位的晶体进行分析时，随着掠射角θ的改变，可得到一个反射光强度的分布。
若把最强的反射峰对应的θ角值代入式式（4.2），就能算出对这个峰值有贡献的平面族的面间距ｄ，如有几个满足布拉格定律的晶面族产生反射，其弱者可视为总强度分布的本底。
本实验是仿照X 射线入射真实晶体发生衍射的基本原理，人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体，以微波代替X 射线，使微波向模拟晶体入射，观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件，这个条件就是布拉格方程，即当微波波长为λ的平面波入射到间距为a （晶格常数）的晶面上，入射角为θ，当满足条件θλaCos n 2=时（n 为整数），发生衍射，衍射线在所考虑的晶面反射线方向。
而在一般的布拉格衍射实验中采用入射线与晶面的夹角（即通称的掠射角）
α，这时布拉格方程为αλaSin n 2=。
我们这里采用入射线与晶面法线的夹角（即
通称的入射角），是为了在实验时方便。
因为当被研究晶面的法线与分光仪上度盘的00刻度一致时，入射线与反射线的方向在度盘上有相同的示数，不容易搞错，操作方便。
本实验使用的3cm 波长的微波和点阵常数为4cm 的简立方点阵模拟晶体，晶格格点上的粒子由小铝球组成，小铝球是微波的散射中心，能获得几个级次的反射，取决于所研究的平面族。
为了测量微波的波长，可以仿照光学实验中的迈克尔逊干涉仪方法。
四、实验容及步骤
1、按图6.3所示，连接仪器，调整系统。
图6.3 布拉格衍射实验的仪器布置
如图6.3所示，实验中除了两喇叭的调整同反射实验一样外，要注意的是模拟晶体球应用模片调得上下左右成为一方形点阵，模拟晶体架上的中心孔插在支架上与度盘中心一致的一个销子上。
当把模拟晶体及晶体架放在中心轴上的分度转台时，要调整微波发射喇叭和微波接收喇叭对准模拟晶体的中部高度，并使两喇叭口在一条通过载物台转轴的直线上，两臂分别对准度盘的0°和180°位置。
开启微波发生器电源后，调整两个波导方位，使接收器一方的微安表指示达到相对最大值。
在调节波导调谐器（短路活塞）和衰减器时，先加大衰减，再调节短路活塞，使微安表指示达到最大，再减小衰减使指针达到适当位置。
2、通过测量，及布拉格定律求出晶格常数。
（1）模拟晶体架下面圆盘的刻线要与模拟晶体（100）晶面的方向一致，并且指向度盘的0°刻度。
（2）测量（100）面衍射的一级与二级极大的掠射角1θ与2θ。
测角可以从20°开始，旋转分度转台1°，记录一次微安表读数（注意：固定臂指针变化1°，旋转臂要在原位置基础上旋转2°）。
先测出一侧的1θ与2θ，再用同样方法测出另一侧的1θ与2θ，取平均值。
（3）测量（110）晶面衍射的一级与二级极大的掠射角1θ与2θ，测角围可在20°～60°区间，测量方法同（2）。
【注意】进行（100）、（110）面的测量，只要将模拟晶体架下圆盘刻度线
分别调到指向0°和45°的位置即可。
（4）测量微波的波长
取下模拟晶体，把接收臂转动90°，按迈克尔逊干涉仪的形式装好平板玻
璃分束器和铝板反射镜，并测量微波的波长，然后恢复微波衍射装置。
3、利用米尺直接测量各层中的球间距离，取平均，与上一项测量的“晶格常数”作比较。
【注意】实验装置附近不可有运动的物体，甚至测量者头部的移动也会影响
读数，所以实验者应坐在接收器后面读数。
做这项实验时应注意系统的调整和周
围环境的影响。
五、实验数据处理
1、a=40mm,λ=32mm,100面：
由实验数据可得，两侧发生衍射的角度大约在34°和65°附近。
根据布拉格方程
nλ=2aCOSθ，
将λ=32mm，a=40mm代入得：当n=1时，θ=66.42°；当n=2时，θ=36.87°.实验测得数据与理论计算值比较接近，可验证布拉格方程。
69°附近产生的峰值可能是由其他实验组影响造成的，不计入考虑。
实验数据曲线如下图所示：
2、a=40mm,λ=32mm,110面：
由实验数据可得，发生衍射的角度大约在54°附近。
根据布拉格方程
n λ=2aCOS θ，
将λ=32mm ，a=40mm 代入得：当n=1时，θ=55.56°.实验测得数据与理论计算值比较接近，可验证布拉格方程。
实验数据曲线如下图所示
20406080100120303234363840424446485052545658606264666870
I （μA ）θ（度）
布拉格衍射实验曲线（100面）
实验中可能造成误差的原因有：模拟晶体与实际晶体的差距，其他实验组干扰，以及读数误差等。