单缝衍射实验与模拟结果对比分析
单缝衍射分析实验报告
单缝衍射分析实验报告实验目的本实验旨在通过实验观察和测量，研究单缝衍射现象，并了解单缝衍射的特性和衍射方程。
实验原理单缝衍射是指光线通过一个缝隙时发生的衍射现象。
当光波通过一个缝隙时，会发生弯曲扩散，形成一系列衍射波。
这些波会相互干涉并产生明暗相间的衍射图案。
根据惠更斯-菲涅尔原理，缝隙上的每一点可以看作是一个波源，发出的波沿各个方向传播。
当光线经过缝隙后，在屏幕上形成一组明暗相间的衍射条纹。
实验装置和步骤装置- 单缝衍射装置：包括一个狭缝、光源和屏幕。
- 透镜：用于调整光的直径和聚焦。
实验步骤1. 将单缝衍射装置放置在光源前方的适当位置，保证光源能够通过狭缝，并在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹。
2. 调整透镜的位置，使得光线通过单缝后能够在屏幕上形成清晰的衍射图案。
3. 使用尺子测量光源、单缝和屏幕的位置，并记录下来。
数据处理和分析1.测量和记录数据根据实验步骤中的操作，我们测量并记录了光源、单缝和屏幕的位置，数据如下表所示：光源位置（cm）单缝位置（cm）屏幕位置（cm）:-: :-: :-:80 100 1502.衍射角和衍射级数的计算根据衍射方程，我们可以通过实验数据计算得到衍射角和衍射级数。
根据下式计算衍射角：\[\sin(\theta) = \frac{m \cdot \lambda}{a}\]其中，\(\theta\)为衍射角，\(m\)为衍射级数，\(\lambda\)为入射光的波长，\(a\)为缝隙的宽度。
代入实验数据，我们可以计算出衍射角为：\[\sin(\theta) = \frac{1 \times 600 \times 10^{-9}}{0.001} \approx 0.6\]结果和讨论通过实验观察和计算，我们得到了单缝衍射的衍射角和衍射级数。
衍射角的大小和衍射级数决定了衍射图案的形状和清晰程度。
在实验中，我们观察到在屏幕上形成了明暗相间的衍射条纹。
通过调整透镜的位置，我们成功地调节了光线的直径和聚焦，使得衍射条纹更加清晰可见。
单缝衍射实验报告分析
一、实验目的本次实验旨在通过观察和分析单缝衍射现象，验证衍射理论，并探究单缝衍射的规律。
通过实验，我们希望了解光波遇到障碍物时产生的衍射现象，以及如何通过实验数据来分析单缝衍射的光强分布。
二、实验原理当光波通过一个狭缝时，会发生衍射现象，光波在狭缝后方的空间中形成一系列明暗相间的条纹。
根据惠更斯-菲涅尔原理，光波在传播过程中，每一个波前上的点都可以看作是次级波源，这些次级波源发出的波前在狭缝后方相遇，从而形成干涉和衍射现象。
单缝衍射的光强分布可以用以下公式描述：\[ I(\theta) = I_0 \left(\frac{\sin(\beta)}{\beta}\right)^2 \]其中，\( I(\theta) \) 是与光轴成角度 \( \theta \) 处的光强，\( I_0 \) 是中央亮条纹的光强，\( \beta \) 是衍射角。
三、实验仪器与步骤1. 实验仪器：激光器、单缝衍射板、光学导轨、光屏、光强测量仪、计算机等。
2. 实验步骤：- 将激光器、单缝衍射板、光学导轨和光屏按照实验要求依次放置。
- 调节激光器、单缝衍射板和光屏，确保光路等高共轴。
- 调节单缝衍射板的缝宽，记录不同缝宽下的衍射条纹情况。
- 利用光强测量仪测量不同衍射条纹的光强，并记录数据。
- 将实验数据输入计算机，绘制光强分布曲线。
四、实验结果与分析1. 实验现象：- 当缝宽较大时，衍射条纹间距较小，且中央亮条纹较宽。
- 当缝宽较小时，衍射条纹间距增大，且中央亮条纹变窄。
- 当缝宽接近光波波长时，衍射现象更加明显，形成清晰的衍射条纹。
2. 数据分析：- 通过实验数据，我们可以观察到单缝衍射的光强分布符合上述公式，即光强随衍射角度的增大而减小。
- 在实验过程中，我们发现当缝宽接近光波波长时，衍射现象最为明显，这与衍射理论相符。
五、实验结论1. 通过本次实验，我们验证了单缝衍射现象的存在，并了解了衍射条纹的形成原理。
2. 实验结果表明，单缝衍射的光强分布符合衍射理论，即光强随衍射角度的增大而减小。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告实验目的：通过单缝衍射实验，观察光的衍射现象，验证光的波动性质。
实验仪器与材料：1. 激光器。
2. 单缝装置。
3. 屏幕。
4. 尺子。
5. 电池。
实验原理：当光通过狭缝时，会产生衍射现象，即光波会在狭缝后面形成一系列明暗相间的条纹。
这是由于光波的波长和狭缝的大小相当，导致光波在通过狭缝后发生衍射。
实验步骤：1. 将激光器设置在一定的位置，使其光线垂直射向单缝装置。
2. 调整单缝装置，使其与激光器的光线垂直，并将屏幕放置在单缝后方一定的距离处。
3. 打开激光器，观察在屏幕上形成的衍射条纹。
4. 测量衍射条纹的间距和角度，并记录实验数据。
实验结果与分析：通过实验观察，我们发现在屏幕上形成了一系列明暗相间的条纹，这些条纹呈现出明显的衍射特征。
通过测量衍射条纹的间距和角度，我们可以计算出光波的波长和单缝的大小，进一步验证了光的波动性质。
实验结论：通过单缝衍射实验，我们验证了光的波动性质，并观察到了光的衍射现象。
实验结果与理论预期相符，证明了光的波动性质对于光的传播和衍射现象具有重要意义。
实验的意义：单缝衍射实验是深入理解光的波动性质和衍射现象的重要实验之一。
通过这个实验，我们可以更加直观地认识光的波动特性，加深对光学原理的理解，为光学研究和应用提供重要的实验依据。
总结：通过本次实验，我们深入了解了光的波动性质和衍射现象，实验结果与理论预期相符，验证了光的波动性质。
这对于我们进一步学习光学知识和探索光学应用具有重要的意义。
希望通过本次实验，能够激发大家对光学的兴趣，促进光学领域的发展和应用。
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。
单缝衍射实验报告
一、实验目的1. 观察单缝衍射现象及其特点；2. 测量单缝衍射的光强分布；3. 应用单缝衍射的规律计算单缝缝宽。
二、实验原理当光波遇到障碍物时，会发生衍射现象。
单缝衍射是光波通过狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的条纹图样。
根据夫琅禾费衍射原理，当狭缝宽度与入射光波长相当或更小时，衍射现象较为明显。
三、实验仪器1. 激光器；2. 单缝二维调节架；3. 小孔屏；4. 一维光强测量装置；5. WJH型数字式检流计；6. 导轨。
四、实验步骤1. 将激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置依次放置在导轨上，调整激光器与小孔屏的等高共轴；2. 调整单缝二维调节架，使激光束通过单缝；3. 调整小孔屏与单缝的距离，使衍射条纹清晰地显示在屏幕上；4. 在屏幕上测量不同位置的衍射条纹光强，并记录数据；5. 改变单缝宽度，重复步骤3和4，观察衍射条纹的变化；6. 利用测量数据，绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。
五、实验结果与分析1. 观察衍射现象：通过实验，我们观察到单缝衍射现象，屏幕上出现明暗相间的条纹图样。
随着单缝宽度的减小，衍射条纹变得更加明显，且条纹间距增大。
2. 测量光强分布：通过一维光强测量装置，我们测量了不同位置的衍射条纹光强，并记录数据。
根据数据，绘制了光强分布曲线，并与理论曲线进行了比较。
实验结果与理论曲线基本吻合，说明单缝衍射规律符合夫琅禾费衍射原理。
3. 计算单缝缝宽：根据光强分布曲线，我们可以计算单缝的缝宽。
通过测量数据，我们得到单缝宽度约为2.5mm。
六、实验结论1. 单缝衍射现象符合夫琅禾费衍射原理，衍射条纹的光强分布与理论曲线基本吻合；2. 通过实验，我们验证了单缝衍射规律，并计算了单缝的缝宽。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持光路等高共轴，以保证衍射条纹的清晰显示；2. 调整单缝宽度时，应缓慢进行，避免剧烈震动导致数据误差；3. 在测量光强分布时，注意记录数据，以便后续分析。
单缝衍射测定实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察并理解单缝衍射现象及其特点。
2. 通过实验测量单缝衍射的光强分布，绘制光强分布曲线。
3. 利用单缝衍射的规律计算单缝的缝宽。
二、实验原理光在传播过程中遇到障碍物时，会发生衍射现象，即光线偏离直线传播，进入障碍物后方的阴影区。
单缝衍射是光通过一个狭缝时发生的衍射现象。
当狭缝的宽度与入射光的波长相当或更小时，衍射现象尤为明显。
单缝衍射的夫琅禾费衍射区域满足以下条件：a²/L > 1/8λ，其中a为狭缝宽度，L为狭缝与屏幕之间的距离，λ为入射光的波长。
在夫琅禾费衍射区域，衍射光束近似为平行光。
单缝衍射的相对光强分布规律为：I/I₀ = (sin(θa/λ))²，其中θ为衍射角，a 为狭缝宽度，λ为入射光的波长，I₀为中央亮条纹的光强。
三、实验仪器1. 激光器：提供单色光。
2. 单缝衍射装置：包括狭缝、衍射屏和接收屏。
3. 光强测量装置：包括数字式检流计和光电传感器。
4. 光具座：用于固定实验仪器。
5. 秒表：用于测量时间。
四、实验步骤1. 将激光器、单缝衍射装置、光强测量装置和光具座依次安装在光具座上，调整仪器，保证等高共轴。
2. 调节狭缝宽度，记录缝宽a。
3. 调节衍射屏与狭缝之间的距离L，确保满足夫琅禾费衍射条件。
4. 观察衍射条纹，记录中央亮条纹和各级暗条纹的位置。
5. 使用光电传感器测量各级暗条纹的光强，记录数据。
6. 计算各级暗条纹的相对光强I/I₀。
7. 以衍射角θ为横坐标，I/I₀为纵坐标，绘制光强分布曲线。
8. 利用单缝衍射的规律计算狭缝宽度a。
五、实验数据及结果1. 狭缝宽度a：1.5mm2. 衍射屏与狭缝之间的距离L：50cm3. 各级暗条纹位置（以衍射角θ表示）：- 第一级暗条纹：θ₁ = 3.0°- 第二级暗条纹：θ₂ = 6.0°- 第三级暗条纹：θ₃ = 9.0°4. 各级暗条纹的相对光强I/I₀：- 第一级暗条纹：I₁/I₀ = 0.04- 第二级暗条纹：I₂/I₀ = 0.008- 第三级暗条纹：I₃/I₀ = 0.0025. 光强分布曲线：根据实验数据绘制光强分布曲线。
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。
单缝衍射实验实验报告
单缝衍射实验一、实验目的1.观察单缝衍射现象，了解其特点。
2.测量单缝衍射时的相对光强分布。
3.利用光强分布图形计算单缝宽度。
二、实验仪器He-Ne激光器、衍射狭缝、光具座、白屏、光电探头、光功率计。
三、实验原理波长为λ的单色平行光垂直照射到单缝上，在接收屏上，将得到单缝衍射图样，即一组平行于狭缝的明暗相间条纹。
单缝衍射图样的暗纹中心满足条件：(1)式中，x为暗纹中心在接收屏上的x轴坐标，f为单缝到接收屏的距离；a为单缝的宽度，k为暗纹级数。
在±1级暗纹间为中央明条纹。
中间明条纹最亮，其宽度约为其他明纹宽度的两倍。
实验装置示意图如图1所示。
图1 实验装置示意图光电探头（即硅光电池探测器）是光电转换元件。
当光照射到光电探头表面时在光电探头的上下两表面产生电势差ΔU，ΔU的大小与入射光强成线性关系。
光电探头与光电流放大器连接形成回路，回路中电流的大小与ΔU成正比。
因此，通过电流的大小就可以反映出入射到光电探头的光强大小。
四、实验内容1.观察单缝衍射的衍射图形；2.测定单缝衍射的光强分布；3.利用光强分布图形计算单缝宽度。
五、数据处理★(1)原始测量数据将光电探头接收口移动到超过衍射图样一侧的第3级暗纹处，记录此处的位置读数X（此处的位置读数定义为0.000）及光功率计的读数P。
转动鼓轮，每转半圈（即光电探头每移动0.5mm），记录光功率测试仪读数，直到光电探头移动到超过另一侧第3级衍射暗纹处为止。
实验数据记录如下：将表格数据由matlab拟合曲线如下：★ (2)根据记录的数据，计算单缝的宽度。
衍射狭缝在光具座上的位置 L1=21.20cm.光电探测头测量底架座 L2=92.00cm.千分尺测得狭缝宽度d’=0.091mm.光电探头接收口到测量座底座的距离△f=6.00cm.则单缝到光电探头接收口距离为f= L2 - L1+△f=92.00cm21.20cm+6.00cm=76.80cm. 由拟合曲线可读得下表各级暗纹距离：各级暗纹±1级暗纹±2级暗纹±3级暗纹距离/mm 10.500 21.500 31.200单缝宽度/mm 0.093 0.090 0.093单缝宽度计算过程：因为λ=632.8nm.由d =2kfλ/△Xi，得d1=(2*1*768*632.8*10^-6)/10.500 mm=0.093mm.d2=(2*2*768*632.8*10^-6)/21.500 mm=0.090mm.d3=(2*3*768*632.8*10^-6)/31.200 mm=0.093mm.d= (d1+ d2 +d3)/3=(0.093+0.090+0.093)/3mm=0.0920mm相对误差Er=(| d-d’|/d’) *100%=1.1%.六、误差分析1.1%的误差比较小，微小误差产生的原因有：1、L1、L2、d’均存在读取的偶然误差。
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湖南工业大学学报 Journal of Hunan University of Technology
Vol.24 No.3 May 2010
单缝衍射实验与模拟结果对比分析
邓志宏，夏湘芳，刘 归，王国友，陈光伟
（湖南工业大学 理学院，湖南 株洲 412008）
Abstract ：High-ranking light intensity distribution can be measured by linear array CCD and improved experimental apparatus. In the experiment different bright fringes of light intensity distribution of Fraunhofer diffraction are measured and matlab is used to simulate the Fraunhofer diffraction. To a certain extent the experimental result tallies with the analog result of Fraunhofer diffraction theory.
（责任编辑：李玉珍）
[1] 杨述武. 普通物理实验[M]. 北京：高等教育出版社，
，
（1）
式中： = asin / ，a 为单缝宽度，为衍射角，为入射
光波长。
由式（1）可见：
1）当
=0
时，Iθ
=
I
，为中央主极大的强度，此处
0
光强最强，绝大部分入射光能都落在中央明纹区域；
2）当 sin = k /a ( k = ±1, ±2, … )时，Iθ =I0，为第 k 级暗纹，由于夫琅禾费衍射时，很小，有 ≈ sin ，因
同时从图 4 中也可观察到，实验测得 3, 4 级亮条纹 的强度相对理论值偏低。这是由于实验采用的线阵 CCD 宽度只有 11 m，只有单缝衍射光线刚好打在线阵 CCD 上，才能准确反映出单缝衍射光强。而实验仪器 只是教学用仪器，很难做到衍射光线与线阵 CCD 完全 平行。实验中衍射光线与线阵 CCD 是 2 条相交线，只 有在被测衍射光线与线阵 CCD 交叉点附近测量出来的 光强分布才是最准确的。若线阵 CCD 的位置离交叉点 越远，则测得光强分布越不准确。
参考文献：
2000 ：92-96. Yang Shuwu. General Physics Experiments[M]. Beijing： Higher Education Press，2000：92-96. [2] 虢淑芳，夏湘芳，陈光伟，等. 用线阵 CCD 测量固体材料 的杨氏模量[J]. 湖南工业大学学报，2009，23(4)：45-47. Guo Shufang，Xia Xiangfang，Chen Guangwei，et al. Measuring Young's Modulus of Solid Material with Line Scan CCD[J]. Journal of Hunan University of Technology，2009， 23(4)：45-47. [3] 惠淑兰，段存丽，陈智利. 夫琅和费衍射模拟显示研究[J]. 应用光学，2000，21(3)：23-24. Hui Shulan，Duan Cunli，Chen Zhili. Research on Simulatived Display of Fraunhofer Diffraction[J]. Applied Optics，2000，21(3)：23-24. [4] 李建龙，吕百达. 非傍轴矢量高斯光束单缝衍射的严格理 论[J]. 物理学报，2008，57(6)：3481-3485. Li Jianlong，Lv Baida. The Rigorous Theory of Nonparaxial Vectorial Gaussian Beams Diffracted at A Slit[J]. Acta Physica Sinica，2008，57(6)：3481-3485. [5] 柳金龙，李 铮. 单缝衍射图纹极大值位置的研究[J]. 郑 州工业高等专科学校学报，2004，20(1)：4-6. Liu Jinlong，Li Zheng. On the Positions of Single Suture Diffraction Figure[J]. Journal of Zhengzhou Polytechnic Institute，2004，20(1)：4-6. [6] 徐寿泉. 用衍射屏平移相因子计算夫琅禾费衍射场强分布 [J]，大学物理，2004，23(5)：28-29. Xu Shouquan. A Study Intensity Distribution of the Fraunhofer Diffraction Field with Translation Phase Factor of the Screen[J]. College Physics，2004，23(5)：28-29.
相对光强 I/I0 0.047 0.017 0.008
２ 实验内容
单缝衍射实验装置包括 LS650-5 型半导体激光器 （激光波长为650 nm），组合光栅，LM601S型线阵CCD，
DS1062C 型数字示波器，实验装置如图 2。图中数据采 集系统即为线阵 CCD，其作用是将接收到的衍射光强 信号转化为电压信号输出。
对实验装置做适当改进即可测量单缝衍射高级次 明条纹的光强。方法一，在线阵 CCD 附近加 1 个挡光 板，刚好挡住零级明条纹及右侧各级衍射明纹的入射 光强，只让零级明条纹左侧的次级明条纹衍射光线打 在线阵 CCD 上。方法二，适当调整组合光栅或线阵 CCD 的角度，使线阵 CCD 只能接收到左侧明条纹的衍 射光线。
摘 要：利用线阵 CCD 和改进的教学用实验仪器可以很好地测量出各级明条纹的光强分布。在实验中测量 出夫琅和费衍射各级明条纹的光强分布情况，并利用 matlab 模拟了夫琅禾费衍射。实验测量结果与夫琅和费衍 射理论模拟结果能在一定程度上吻合。
关键词：线阵 CCD；夫琅和费衍射；光强分布 中图分类号：O4-33；G642.423 文献标志码：A 文章编号：１６７３-９８３３（２０１０）０３-００４０-０３
另外从图 4 还观察到，3,4 级明纹峰值所对应的位 值相对于理论值更靠近中央 0 级明纹。对于这种峰位 的偏移，有相关的文献曾经提到，各种文献观点和结 论不一。对于本实验中的峰位偏移，本人偏向于是系 统误差，其真正原因还有待于进一步研究[5-6]。
４ 结语
通过对单缝衍射实验装置作简单改进，实验测量 了单缝衍射高级次衍射明条纹的光强分布，并将实验 测量结果与夫琅和费衍射理论计算结果进行了比较。 发现实验测得 1，2 级明条纹的位置和强度与夫琅和费 衍射理论计算结果吻合程度较高。但更高级次明条纹 的位置和强度与理论计算结果相差较大，其原因较复 杂，有待进一步研究。
Comparative Analysis on Single-Slit Diffraction Experiment and the Analog Result
Deng Zhihong，Xia Xiangfang，Liu Gui，Wang Guoyou，Chen Guangwei （School of science，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412008）
Keywords：linear array CCD；Fraunhofer diffraction；light intensity distribution
大学物理实验中，单缝衍射实验一般只要求计算 一级明条纹与零级明条纹的光强比。这是因为二级明 条纹的光强只有零级明条纹光强的 0.017 倍，如果入射 光强太弱，CCD（charge coupled device，即电荷耦合器 件）将无法感应二级以上明条纹；而入射光强太强，又 会使得零级明条纹太强，从而使得 CCD 输出电压达到 饱和值[1]。笔者在实践中发现，只需对实验装置稍作 改进，即可精确测量出 1,2 级、甚至更高级次明条纹的 光强分布。从而可在实验中验证单缝在较大角度衍射 时是否与夫琅禾费衍射理论计算结果吻合。
在实验过程中发现：第一种方法操作简单，容易 调节；第二种方法则因激光器、光栅和线阵 CCD 放在 同一直导轨上，调节起来难度较大，若需测量角度较 大的次级衍射光强，必须将其中的 1 个仪器移出直轨 道，使 3 个仪器成一定夹角。
３ 实验数据及分析
实验时单缝宽为 0.08 mm，单缝与线阵 CCD 的距离 为 518.0 mm，示波器输出的单缝衍射光强分布图样如 图 3。图中所示最强的峰是 1 级亮纹引起的电压信号 峰，1 级亮纹右侧的零级亮条纹已被挡板挡住。
次极大，次极大的位置可对式（2）求导并使之等于 0
而得到，结果如表 1 所示。
表 １ 次级大相对光强 Ｔａｂｌｅ １ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｒａｔｉｏ ａｔ ｄｉｆｆｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ
明纹级次 k ±1 ±2 ±3
次级极大衍射角 ±1.43 /a ± 2.46 /a ± 3.47 /a
此暗纹出现的条件为：
= k /a；
（2）极大两侧
第一级暗条纹的衍射角，由此决定了中央明纹的角
宽度为Δ 0=2 /a，而其余各级明纹角宽度则近似为 Δ k= /a，故中央明纹宽度是其它各级明纹宽度的 2 倍；
4）除中央主极大外，其它相邻 2 暗纹间还存在着
要应用，在光谱分析中占有较重要的地位[2]。在这里 分析用 CCD 完成光的单缝衍射实验的基本原理。
光的衍射现象是光的波动性的一种表现，可分为 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射 2 类。菲涅耳衍射是近场 衍射；夫琅禾费衍射是远场衍射，又称平行光衍射，其 衍射光路如图 1 所示。