实验一夫琅和费单缝衍射实验
测定夫琅禾费衍射实验
测定单缝衍射的光强分布【教学目的】１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。
２．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．学会用衍射法测量微小量。
【教学重点】1.夫琅禾费衍射理论2.夫琅禾费单缝衍射装置3.用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，衍射法测量微小量【教学难点】夫琅禾费单缝衍射光路及光强分布规律【课程讲授】提问：1. 缝宽的变化对衍射条纹有什么影响？2. 夫琅和费衍射应符合什么条件？一、实验原理光的衍射现象是光的波动性的重要表现。
根据光源及观察衍射图象的屏幕（衍射屏）到产生衍射的障碍物的距离不同，分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种，前者是光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射，即所谓近场衍射；后者则为无限远时的衍射，即所谓远场衍射。
要实现夫琅禾费衍射，必须保证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），即要求照射到单缝上的入射光、衍射光都为平行光，屏应放到相当远处，在实验中只用两个透镜即可达到此要求。
实验光路如图1所示，图1 夫琅禾费单缝衍射光路图与狭缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0处，是中央明纹的中心，光强最大，设为I 0，与光轴方向成Ф角的衍射光束会聚于屏上P A 处，P A 的光强由计算可得：式中，b 为狭缝的宽度，λ为单色光的波长，当0=β时，光强最大，称为主极大，主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。
当πβk =，即：时，出现暗条纹。
除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大，由数学计算可得出现这些次极大的位置在β=±1.43π，±2.46π，±3.47π，…，这些次极大的相对光强I/I 0依次为0.047，0.017，0.008，…图2 夫琅禾费衍射的光强分布夫琅禾费衍射的光强分布如图2所示。
220sin ββI I A =)sin (λφπβb =b Kλφ=sin ），，，⋅⋅⋅±±±=321(K图3 夫琅禾费单缝衍射的简化装置用氦氖激光器作光源，则由于激光束的方向性好，能量集中，且缝的宽度b 一般很小，这样就可以不用透镜L 1，若观察屏（接受器）距离狭缝也较远（即D 远大于b ）则透镜L 2也可以不用，这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图3，这时，由上二式可得二、实验装置激光器座、半导体激光器、导轨、二维调节架、一维光强测试装置、分划板 、可调狭缝、平行光管、起偏检偏装置、光电探头 、小孔屏、 数字式检流计、专用测量线等。
夫琅禾费单缝衍射
中央明纹线宽度
x
xk
中央 O 明纹
k2
k 1
(a , )
其他明纹宽度
a sin k k xk tg k f tg k sin k
f
f xk k a
x k f a
中央亮纹的边缘对应的衍射角1，称为
中央亮纹的半角宽
sin 1
总结： ——中央明纹(中心) a sin 0 a sin k，k 1,2,3„ ——暗纹(中心) （注意k 0）
0.017 0.047
1
I / I0
0.047
0.017
-2( /a) -( /a) 0 /a 2( /a)
sin
中央极大值对应的明条纹称 中央明纹。 中央极大值两侧的其他明条纹称 次极大。
sin Δ x / f
明纹暗纹的图示
中央亮纹的半角宽
1
f
x
（1）明纹宽度
中央明纹：两个一级暗纹间的距离，
b sin ( 2k 1)
——暗纹
2
, ( k 1,2)
——明纹(中心) ——中央明纹中心
b sin 0 0
上述暗纹和中央明纹(中心)的位置是准确的，其余 明纹中心的实际位置较上稍有偏离。
四、衍射图样的特点
衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示.
相对光强曲线
惠更斯-菲涅尔积分公式
K ( ) E dE C dS cos(wt ) r
P
Hale Waihona Puke a
为衍射角
f
P点的光强取决于狭缝上各子波源 到此的光程差。光强分布？
为缝边缘两条光线在 p 点的光程差
夫琅和费单缝衍射实验报告
夫琅和费单缝衍射实验报告夫琅和费单缝衍射实验报告夫琅和费单缝衍射实验是光学领域中的一项重要实验，它揭示了光的波动性质。
本文将介绍夫琅和费单缝衍射实验的原理、实验装置和实验结果，并探讨其对光学理论的贡献。
一、实验原理夫琅和费单缝衍射实验是基于光的波动性质而进行的。
当光通过一个狭缝时，光波会发生衍射现象，即光波会弯曲并扩散到周围空间。
夫琅和费单缝衍射实验利用单缝的特性来观察光的衍射现象，从而揭示光的波动性。
二、实验装置夫琅和费单缝衍射实验的装置相对简单，主要包括光源、单缝、屏幕和测量仪器。
光源可以使用激光器或者单色光源，确保光的单色性。
单缝通常是一个细长的狭缝，可以是金属制成。
屏幕用于接收光的衍射图样，可以是白色的墙壁或者特制的屏幕。
测量仪器可以是尺子或者显微镜，用于测量衍射图样的尺寸。
三、实验过程实验开始时，将光源对准单缝，并调整光源的位置和角度，使得光线垂直射向单缝。
然后，在屏幕上观察到的光的衍射图样。
根据实验需要，可以调整单缝的宽度和光源的强度，观察不同条件下的衍射现象。
四、实验结果夫琅和费单缝衍射实验的结果是一系列明暗相间的条纹，称为衍射图样。
衍射图样的中央区域亮度最高，称为中央极大。
中央极大两侧是一系列暗条纹，称为暗纹。
暗纹两侧又是一系列亮条纹，称为亮纹。
亮纹和暗纹的宽度和间距与单缝的宽度和入射光的波长有关。
五、实验分析夫琅和费单缝衍射实验的结果可以用光的波动理论解释。
当光通过单缝时，光波会向前传播，并在缝后形成球面波。
这些球面波相互干涉，形成衍射图样。
中央极大对应光波的相干增强，而亮纹和暗纹对应光波的相干减弱。
夫琅和费单缝衍射实验的结果还验证了赫兹斯普龙光波理论。
根据赫兹斯普龙光波理论，光波可以看作是一系列波长和振幅不同的波组成的。
夫琅和费单缝衍射实验的结果与赫兹斯普龙光波理论预测的衍射图样相吻合，进一步证明了光的波动性。
六、实验应用夫琅和费单缝衍射实验的结果在实际应用中有着广泛的应用。
物理实验——单缝衍射实验(研究光的夫琅禾费衍射现象)
2 a
0
实验内容：
1、激光器为光源，调节光路并观 察单缝衍射花样。
2、以钠灯为光源，测量单缝宽度a
2．当 u k （ k 1, 2, 3,...），即
a sin k 时， I 0 ，衍射光强有极
小值，对应于屏上暗纹。
主极大两侧暗纹之间的角宽度 2 a， 而其他相邻暗纹之间的角宽度 a ， 即中央亮纹的宽度为其他亮纹宽度的 两倍。
I/I0
显然单缝宽度：
研究光的夫琅禾费衍射现象
（观察单缝衍射现象）
实Hale Waihona Puke 目的：1、观察单缝的夫琅禾费衍射现象及 其随单缝宽度变化的规律，加深对光 的衍射理论的理解。
2、利用衍射花样测定单缝的宽度。
实验原理：
S L1 D L2 P0 Pθ
θ
sin u I I 0 2 u
2
a sin u
I I 0，衍射光 1．当u 0 即( 0 ）时， 强有最大值。此光强对应于屏上P0 点， I 0 的大小决定于光源的亮 称为主极大。 度，并和缝宽 a 的平方成正比。
夫琅和费单缝衍射实验报告
夫琅和费单缝衍射实验报告实验报告：
夫琅和费单缝衍射实验
一、实验目的：
通过夫琅和费单缝的衍射现象，验证光的波动性质。
二、实验器材：
激光器、双缝板、单缝板、衍射板、光屏、尺子、直尺、三角板。
三、实验原理：
夫琅和费单缝衍射实验是利用激光经过一个或两个缝孔，辐射到一个屏上的现象，表现出光的波动性质。
激光经过双缝板、单缝板后，发生衍射现象，在衍射板上生成干涉条纹，实现波向斑点的转换。
四、实验步骤：
1. 使用双缝板调整激光水平，使激光垂直射向光屏。
2. 改变双缝板缝隙宽度，观察干涉条纹的变化。
3. 更换单缝板进行实验，比较单缝板和双缝板的差异。
4. 改变激光入射角度，观察干涉条纹的变化。
5. 用三角板测量干涉条纹的间距、夹角等。
6. 用尺子测量双缝板、单缝板等器材参数。
五、实验结果：
1. 通过观察干涉条纹，验证了光的波动性质。
2. 在双缝板和单缝板的实验中，发现干涉条纹的变化规律不同。
3. 据测量数据，计算出光波长和光的速度等参数。
六、结论：
夫琅和费单缝衍射实验验证了光的波动性质，同时也进一步探
索了光的相关参数和特性。
实验结果表明，激光经过双缝板和单
缝板后，出现了不同的衍射现象，干涉条纹呈现出明显的变化规律。
通过修正和分析实验数据，成功计算出了光波长和光的速度
等参数。
实验的成功实现将为进一步深入研究和应用光学提供了
重要基础和方向。
夫琅禾费衍射的实验报告
一、实验目的1. 理解夫琅禾费衍射的基本原理和现象。
2. 通过实验验证夫琅禾费衍射的光强分布规律。
3. 掌握单缝衍射和双缝衍射实验的基本操作和数据处理方法。
二、实验原理夫琅禾费衍射是波动光学中的一个重要现象，当光波通过狭缝或圆孔时，由于光的波动性，光波会绕过障碍物并在其后方产生衍射现象。
当衍射光到达一个远处的屏幕上时，会形成一系列明暗相间的衍射条纹，这种现象称为夫琅禾费衍射。
夫琅禾费衍射的原理基于惠更斯-菲涅耳原理，即光波在传播过程中，波前的每一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传播并相互干涉，最终在屏幕上形成衍射图样。
三、实验仪器与材料1. 夫琅禾费衍射实验装置（包括单缝和双缝狭缝装置、光源、透镜、屏幕等）。
2. 单色光源（如氦氖激光器）。
3. 光具座。
4. 刻度尺。
5. 记录纸。
四、实验步骤1. 单缝衍射实验- 将单缝狭缝装置固定在光具座上，调整光源使其发出平行光。
- 将透镜置于狭缝装置后，使衍射光通过透镜聚焦到屏幕上。
- 移动屏幕，观察并记录屏幕上的衍射条纹。
- 使用刻度尺测量条纹间距，并计算条纹间距与狭缝间距之间的关系。
2. 双缝衍射实验- 将双缝狭缝装置固定在光具座上，调整光源使其发出平行光。
- 将透镜置于狭缝装置后，使衍射光通过透镜聚焦到屏幕上。
- 移动屏幕，观察并记录屏幕上的衍射条纹。
- 使用刻度尺测量条纹间距，并计算条纹间距与狭缝间距之间的关系。
五、实验数据与结果分析1. 单缝衍射实验- 根据实验数据，绘制单缝衍射的光强分布曲线。
- 分析光强分布曲线，验证夫琅禾费衍射的光强分布规律。
2. 双缝衍射实验- 根据实验数据，绘制双缝衍射的光强分布曲线。
- 分析光强分布曲线，验证夫琅禾费衍射的光强分布规律。
- 通过观察双缝衍射条纹的间距，验证杨氏双缝干涉公式。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们成功地验证了夫琅禾费衍射的光强分布规律。
2. 实验结果表明，单缝衍射和双缝衍射的光强分布曲线与理论公式相符。
单缝夫琅禾费衍射实验报告(华科版)
2020年春季大学物理实验专业班级：学号： 姓名： 日期：实验名称：单缝夫琅禾费衍射实验目的：观察激光通过单缝后的夫琅禾费衍射现象，测量出单缝宽度实验仪器材料：激光笔、光屏（白纸、墙壁）、卡片（银行卡、校园卡）、直尺、卷尺实验方案（装置）设计：相关理论（公式）、原理图、思路等【夫琅禾费衍射实验原理】：光的衍射通常分为两类：当衍射屏离光源或接收屏的距离为有限远，称为菲涅耳衍射； 当衍射屏与光源和接收屏的距离都是无限远，称为夫琅禾费衍射。
如上图：单缝宽度AB=a ，单缝到接收屏之间的距离是L ，衍射角为Ф 的光线聚到屏上P 点。
设P 点到中央明纹中心距离X K 。
A 、B 出射光线到P 点的光程差则为φsin a 。
当光程差是半波长的偶数倍，形成暗纹。
由于Ф很小，Lax a k /sin =φ即：当λk L ax k =/，时，出现暗纹。
得到单缝宽度：kx Lk a /λ=实验过程：实验步骤、实验现象观察、出现的问题及解决方法等 {一}实验步骤：【1】自制实验器材与装置，并将“狭缝装置”固定于桌面；调整并摆好激光笔的位置，使激光能垂直于狭缝射到远处的墙壁上，并呈现较为清晰的衍射图像；【2】用卷尺测出“狭缝装置”到墙壁的距离L ，重复测量5次，取平均值，并记录数据； 【3】测量暗环中心到中央明纹中心的距离X k ，可选择第1级（k=1）或第2级（k=2）暗纹。
测量5次，取平均值，并记录数据；【4】通过实验原理部分的公式计算出狭缝宽度。
（本实验采用红色激光，红光的波长为650nm ）{二}实验现象的观察：当正确摆好实验装置后，在墙壁上可以观察到，清楚的衍射现象，有亮纹也有暗纹，如下图所示（拍摄效果可能不是很好，见谅）：{三}出现的问题以及解决的方法：（1）问题：开始时，由于并不太了解缝隙要“小”到的程度，所以缝隙宽度太大，无法观察到衍射现象解决：调节缝宽到足够小，即可观察到明显的衍射现象，在1mm 以下，现象比较明显。
物理实验居家单缝夫琅禾费衍射实验数据及完整实验报告和结论
物理实验居家单缝夫琅禾费衍射实验数据及完整实验报告和结论家庭单缝夫琅禾费衍射实验实验目的:1、了解夫琅禾费（Fraunhofer Lines）被用于把窄线宽的原子谱线用来测量光谱中的原子或分子信号2、研究夫琅禾费把反谱仪角度和反谱仪对散射算法的影响实验材料:铂家具，反谱仪，单缝夫琅禾费模板，衍射模板，记录仪等实验方法使用反射仪配合衍射模板测量夫琅禾费的宽度和强度，同时配合相应的数据记录仪记录下测量得到的值。
首先，我们调整反射仪角度，使其与衍射模板对齐，然后将反射仪射线对准夫琅禾费模板，根据数据记录仪记录的测量值，推算出窄线宽的夫琅禾费。
然后，我们可以确定单缝夫琅禾费模板反射仪角度和反射仪对散射算法的影响。
最后，我们可以使用夫琅禾费把反谱仪角度和反谱仪对散射算法进行测量，记录数据，并比较结果。
实验结果通过实验，我们测量出夫琅禾费窄线宽的宽度，测量结果如下所示：第一组：夫琅禾费宽度为0.64 nm。
第二组：夫琅禾费宽度为0.62 nm。
第三组：夫琅禾费宽度为0.61 nm。
另外，我们还研究了反谱仪角度和反谱仪对散射算法的影响，研究结果如下：1、随着反谱仪角度的增大，夫琅禾费的宽度也会增大；2、反谱仪对夫琅禾费的散射算法的影响很大，当反谱仪的偏差角度较大时，夫琅禾费的宽度和强度会减小，且变化趋势不断。
结论本次实验通过配合衍射模板测量夫琅禾费的宽度和强度，我们可以推算出窄线宽的夫琅禾费。
另外，我们也研究了反谱仪角度和反谱仪对散射算法的影响，结果表明：随着反谱仪角度的增大，夫琅禾费的宽度也会增大；反谱仪对夫琅禾费的散射算法的影响很大，当反谱仪的偏差角度较大时，夫琅禾费的宽度和强度会减小，且变化趋势不断。
本次实验为理解夫琅禾费的原理，及其对光谱中原子或分子信号的测量提供了重要的实验经验。
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验是一项经典的物理实验，通过这个实验可以直观地观察到单缝衍射现象，验证光的波动性质。
在本次实验中，我们使用了一束激光作为光源，通过单缝进行衍射，观察到了清晰的衍射条纹，得到了有意义的实验结果。
以下将对实验过程和结果进行详细的报告。
首先，我们准备了一台激光器作为光源，保证光线的单色性和平行性。
然后，我们利用微米级的细缝装置，制备了单缝装置。
在实验过程中，我们需要保证光线垂直射向缝隙，并且尽量减小其他杂散光的干扰。
在实验过程中，我们发现了一些问题，比如光源的稳定性、缝隙的制备等，但通过反复调整和实验，最终得到了可靠的实验结果。
在观察实验结果时，我们发现了清晰的衍射条纹，这些条纹的间距与光的波长有关，这验证了光的波动性质。
通过测量条纹间距和光源波长的比值，我们可以得到比较准确的光的波长数据。
此外，我们还观察到了衍射条纹的明暗变化规律，这也与单缝衍射理论相符合。
通过本次实验，我们深刻地理解了夫琅禾费单缝衍射现象，加深了对光的波动性质的认识。
同时，我们也意识到了实验中一些细节对结果的影响，比如光源的稳定性、缝隙的制备等，这些都需要我们在今后的实验中加以注意和改进。
总的来说，夫琅禾费单缝衍射实验是一项非常有意义的物理实验，通过这个实验，我们可以直观地观察到光的波动性质，验证了光的波动理论。
同时，实验过程中也锻炼了我们的实验操作能力和问题解决能力。
希望通过今后的学习和实验，我们可以更深入地理解光的波动性质，并将这些知识运用到实际生活和工作中。
实验一夫琅和费单缝衍射实验
实验一夫琅和费单缝衍射实验
一夫琅和费单缝衍射实验是物理学上一项经典的实验，用以验证光是电磁波的结论。
它始于1837年由丹麦物理学家一夫琅和及其同事费单缝提出，采用的装置简单，结论明显，可以准确地验证光是电磁波的性质。
实验可以利用喷洒装置，简单构成，喷出一束射线穿过一个扩孔，然后遇到一片玻璃板，在另一侧可以看到屏幕上出现一组条纹，条纹的间距从远到近逐渐减少，毛细血管末端状则从宽变窄。
实验装置一夫琅费单缝实验使用的主要装置有：一个灯，一个孔成像板，一片玻璃板，一个屏幕，和一个调节螺杆。
其中灯可以利用日光进行，也可以须熄的灯进行，孔成像板由两个平行板和几段螺纹连接构成，玻璃板要以一定角度，屏幕黑白反差强烈，利于观察，调节螺杆可以调节玻璃板和孔成像板之间的距离，来调节条纹之间的间距。
实验原理一夫琅费单缝实验的原理是：灯束穿过孔成像板扩散之后，碰到玻璃板被反射，形成一个新的束线，经过玻璃板到达屏幕，这条新的束线发出的射线一进一出，但是由于它经过玻璃板的一侧与另一侧的距离不同，会发生波前锋现象，导致射线在屏幕上呈现出两种交叠的状态，形成条纹状。
实验结论从实验结果可见，当调节螺杆调节玻璃板与孔成像板之间的距离时，条纹的数量和间距会发生明显变化，这实验表明：光确实是电磁波，光分解为螺旋状电磁波，具有波长，波场的特性，具有反射，折射，吸收，衍射等这实验也被广泛应用于声学，它也证实了谱的物理意义。
总结一夫琅和费单缝实验是用来验证光是电磁波的经典实验，它表明射线经过扩孔可以分散，经过反射或折射的时候，会发生波前锋现象，从而可以在屏幕上看到交叠的条纹。
它不仅证明了光是电磁波，还是一种证实了谱物理意义的经典实验，被广泛用于声学实验。
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实验一 夫琅和费单缝衍射实验
1实验目的
1）观察单缝夫琅和费衍射现象，加深对夫琅和费衍射理论的理解。
；
2）会用光电元件测量单缝夫琅和费衍射的相对光强分布，掌握单缝夫琅和费衍射图样的特点及规律；
3）探讨利用夫琅和费单缝衍射规律对狭缝缝宽等参数进行测量。
2实验仪器
1）GDS-Ⅱ型光电综合实验平台主机；
2） 650nm波长半导体激光光源；
3）可调宽度的狭缝；
4）50mm焦距的凸透镜；
5）二维调整架；
6）通用磁性表座；
7）接收屏；
8）衰减片；
9）硅光电池及A/D转换装置、CCD
3实验原理
光束通过被测物体传播时将产生“衍射”现象，在屏幕上形成光强有规则分布的光斑。
这些光斑条纹称为衍射图样。
衍射图样和衍射物（即障碍物或孔）的尺寸以及光学系统的参数有关，因此根据衍射图样及其变化就可确定衍射物（被测物）的尺寸。
按光源、衍射物和观察衍射条纹的屏幕三者之间的位置可以将光的衍射现象分为两类：菲涅耳衍射（有限距离处的衍射）；夫琅和费衍射（无限远距离处的衍射）。
若入射光和衍射光都是平行光束，就好似光源和观察屏到衍射物的距离为无限远，产生夫琅和费衍射。
由于夫琅和费衍射的理论分析较为简单，所以先论夫琅和费衍射。
半导体激光器发出相当于平行单色光的光束垂直照射到宽度为b的狭缝AB，经透镜在其焦平面处的屏幕上形成夫琅和费衍射图样。
若衍射角为ϕ的一束平行光经透镜后聚焦在屏幕上P点，如图4.9-1所示，图中AC垂直BC，因此衍射角为ϕ的光线从狭缝A、B两边到达P点的光程差，即它们的两条边缘光线之间的光程差为
ϕ
BC=（1）
b
sin
p点干涉条纹的亮暗由BC值决定，用数学式表示如下：
图2 单缝夫琅和费衍射图样
⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧+±=±=〈〈−2)12(sin 22sin sin λ
ϕλϕλϕλk b k b b （2） 式中的±号表示亮暗条纹分布于零级亮条纹的两侧；,......2,1=k 相应为第一级，第二级，……等亮（或暗）条纹。
中央零级亮条纹最亮最宽，为其它亮条纹宽度的二倍。
两侧亮
条纹的亮度随级数增大而逐渐减小，它们的位置可近似地认为是等距分布的，暗点等距分布在中心两点的两侧。
当狭缝宽度b 变小时，衍射条纹将对称于中心亮点向两边扩展，条纹间距增大。
激光衍射图样明亮清晰，衍射级次可以很高。
若屏幕离开狭缝的距离L 远大于狭缝宽度b 时，将透镜取掉，仍可以在屏幕上得到垂直于缝宽方向的亮暗相间的夫琅和费衍射图样。
由于ϕ角很小。
因此由图1和式（2）可得：
S
L x kL b λλ==k （3） 式中，k 为从ϕ＝0算起的暗点数，k x 为第k 级暗点到中心亮纹之间的间距，λ为激光的波长，k x S k /=为相邻两点（暗点）的间隔。
由式（3）可以看出，若已知激光器波长
λ，距离L ，测出S ，便可以计算出狭缝的宽度b 。
夫琅和费单缝衍射图样
图5.2-2所示为距离屏幕的距离L 为1m 处，不同狭缝宽度b 所形成的衍射图样。
由于b 值的微小变化将引起条纹位置和间隔的明显变化，因此
可以用目测或照相记录或光电测量（面阵CCD 或线阵
CCD 相机）方式测出条纹间距，从而求得b 值或其变化
量。
利用物体的微小间隔或位移或振动等代替狭缝或狭
缝的一边，则可测出物体微小间隔或位移，振动等。
夫
琅和费单缝激光衍射传感器的误差由L 、k x 的测量精度决定。
被测狭缝宽度b 一般为0.01～0.5mm 。
由图3可见，衍射光强在0=α处有主极大，即衍射角0=θ，而在"πππα3,2,±±±=处，有极小值I=0；所以零强度点满足条件：
"3,2,1sin ±±±==n n a λ
θ （4） 相邻两个零强度点之间的距离与宽度a 成正比，还可以看出，在相邻零强度点之间有一
个强度次极大，次极大的位置由下式决定： βββββ
==⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛tg d d
，即0sin 2 （5） 它们依次出现在"πππα47.3,46.2,43.1±±±=的位置，各级次极强的光强与入射光强比值分别是"%,8.0/%,6.1/%,7.4/03020
1===I I I I I I 。
中央主极大的
角半宽度满足： a λθ=sin （6）
在本实验中，可采用两种测量光强方法：一种是采用硅光电池作为接收器，以光电流的大小来反映光强；第二种方法是采用CCD 直接记录衍射条纹，利用数据采集卡把衍射条纹图像采集到计算机内，通过工作软件对采集到的图象进行分析和显示。
4实验步骤
1. 搭建夫琅和费单缝衍射系统
夫琅和费单缝衍射光路如图4所示，将650nm 波长的激光器先固定在光学平台的一端，并利用“电子平台”上的电源（Vcc ）与电阻构成激光器的供电电路（串联50Ω的电阻限制流过激光器的电流），使激光器发光。
再用15mm 焦距的透镜对激光扩束，使扩束后的激光束射入可调宽度的狭缝，再用50mm 焦距的透镜将夫琅和费衍射图样成在接收屏上。
图3单缝夫琅和费衍射相对强度分布
图中1为半导体激光器，它发出的光点恰为图中2透镜的焦点，因此被扩束。
扩束后的“平行光”经可调缝宽狭缝（图中4）发生单缝衍射，经过装在二维调整架上的50mm 焦距透镜L2（图中5）汇聚到接收屏幕上（图中利用安装在支架9上的显微目镜代替屏能够更为仔细观察衍射条纹）。
图中8是显微目镜架。
图中9是二维调整架，图中10、11和12分别为一维调整底座（磁性表座），用来支撑光学元器件。
2．观察夫琅和费单缝衍射图样
观察屏幕上出现的衍射图样，调整透镜L2的位置与屏P 的位置，尽量使屏上的衍射条纹清晰。
3．测量衍射点的中心距k x
根据条件选择不同的测量方法，最简单的方法是用钢板尺直接测量，方法简单，精度低。
用目镜或微测目镜进行观测或目视测量，利用面阵CCD 相机或线阵CCD 相机均可以将衍射图样作为物，对其成像再进行测量。
在利用线阵CCD 相机进行观测衍射条纹时应该将线阵CCD 相机置于图中7所示的位置上，然后执行下面的操作：
1）打开激光器电源，调节激光器，使激光器发出的光与实验台面平行，按照图4所示的装置安装并调整好光路，采用自准直方法，使各光学器件同轴。
在接收屏位置处放置线阵CCD 相机，使衍射投射到线阵CCD 像敏面上。
2）用计算机采集线阵CCD 接收到的沿垂直于单缝方向的衍射条纹图像，记录下衍射条纹不同位置处的衍射光强分布，并标明1级、2级、3级暗纹处的坐标值，根据公式（3），由暗纹坐标推算出所用狭缝的宽度b 。
3）改变狭缝的缝宽，继续进行数据采集工作，在计算机上记录该狭缝对应一级、二级、三级衍射暗纹所对应的像的间隔。
通过狭缝直径、衍射暗纹间距、透镜焦距及对应像间隔大小的关系，实现系统的定标。
然后改变可变狭缝的直径，在计算机上记录该狭缝所对应一级、二级、三级衍射暗纹间距所对应的像素，对系统的进行定标计，然后算出此衍射试件缝宽的大小。
4）改变狭缝大小，重复以上实验步骤。
图4 夫琅和费单缝衍射实验装置
（λ=650nm）
5 思考问题
①如果采用的光源为白光，那么接收屏上的夫朗和费衍射图样是什么样的？
②更换半导体激光器为HeNe激光器结果又会如何？
6 关机与结束
1、将所测的数据及实验结果（包括实验曲线）保存好，分析实验结果的合理性，如不合理，则要重新作上述实验；若合理，可以关机；
2、先将计算机关掉后，再关掉实验平台的电源；
3、将所用的配件放回配件箱，将实验所用的仪器收拾好后，请指导教师检查，批准后再离开实验室。