第六节 衍光学基础实验
光的衍射实验
光的衍射实验光的衍射是一种光波在通过一个障碍物后发生的现象，它是光的波动性的一个重要证据。
在这篇文章中，我们将探讨光的衍射实验以及它对物理学和光学的重要性。
第一部分：实验原理光的衍射实验是通过探究光波通过一个小孔或障碍物时的行为来进行的。
实验中使用的光源通常是单色光源，以确保实验结果的准确性。
第二部分：实验设备与步骤为了进行光的衍射实验，以下是我们需要准备的设备：1. 光源：选择一个单色光源，例如激光或单色LED灯；2. 障碍物：在狭缝实验中，我们需要一个细而长的障碍物。
可以使用单个狭缝或多个平行间隔的狭缝；3. 屏幕：这是光的衍射图案的观察位置，通常是一个白色的平面屏幕。
接下来是实验步骤：1. 将光源放置在适当的位置，以确保光线能够通过障碍物；2. 将障碍物放置在光源之后，并调整其位置和角度，以获得最佳的衍射效果；3. 以合适的距离将屏幕放置在光源和障碍物之间；4. 观察屏幕上的衍射图案，并记录相关观察结果。
第三部分：衍射图案分析通过光的衍射实验，我们可以观察到不同类型的衍射图案。
这些图案的形状和特征取决于实验中使用的障碍物的类型和尺寸，以及光源的特性。
衍射图案通常表现为一系列亮暗相间的环形或线性条纹。
这些条纹的亮度变化是由光波的干涉效应造成的。
当光波通过狭缝或障碍物时，它们会相互干涉形成新的波前。
波前之间的干涉引起了衍射图案中亮暗相间的条纹。
衍射图案的条纹间距、亮度和形状可以通过实验中的参数调整来改变。
例如，使用不同类型的障碍物，调整光源的波长或调整屏幕与光源之间的距离都可以对衍射图案进行改变。
第四部分：应用与意义光的衍射实验在物理学和光学领域具有重要的应用和意义。
以下是一些光的衍射实验的应用：1. 衍射光栅：光的衍射实验为衍射光栅的发展提供了基础。
衍射光栅是许多现代光学仪器中不可或缺的一部分，例如光谱仪和激光仪器；2. 音频压缩：衍射实验在声音波的衍射研究中也得到广泛应用。
例如，在音频压缩算法中，通过利用声波的衍射性质，可以实现对音频信号的压缩；3. 材料表征：光的衍射实验还被应用于材料科学领域的表征和分析。
光的干涉衍射实验报告
一、实验目的1. 理解光的干涉和衍射现象的基本原理。
2. 观察并记录光的干涉和衍射图样。
3. 通过实验验证光的波动性。
4. 学习使用光学仪器进行实验操作和分析。
二、实验原理1. 干涉现象：当两束或多束相干光波相遇时，由于光波的叠加，某些区域的光波相互加强（相长干涉），而另一些区域的光波相互抵消（相消干涉），从而在空间上形成明暗相间的干涉条纹。
2. 衍射现象：当光波遇到障碍物或通过狭缝时，会发生弯曲，从而绕过障碍物或通过狭缝传播，并在障碍物或狭缝的阴影区形成衍射图样。
三、实验仪器1. 双缝干涉仪2. 单缝衍射仪3. 光源（如激光器）4. 屏幕或光栅5. 光具座6. 测量工具（如刻度尺、角度计）四、实验步骤1. 干涉实验：- 将双缝干涉仪放置在光具座上，调整光源、双缝和屏幕的位置，使光路畅通。
- 打开光源，观察屏幕上的干涉条纹，调整屏幕位置，使条纹清晰可见。
- 使用测量工具测量干涉条纹的间距，记录数据。
2. 衍射实验：- 将单缝衍射仪放置在光具座上，调整光源、单缝和屏幕的位置，使光路畅通。
- 打开光源，观察屏幕上的衍射条纹，调整屏幕位置，使条纹清晰可见。
- 使用测量工具测量衍射条纹的间距，记录数据。
五、实验结果与分析1. 干涉实验结果：- 通过测量干涉条纹的间距，计算出光波的波长。
- 观察干涉条纹的分布规律，验证干涉现象。
2. 衍射实验结果：- 通过测量衍射条纹的间距，计算出狭缝的宽度。
- 观察衍射条纹的分布规律，验证衍射现象。
六、实验总结1. 通过实验，成功观察到了光的干涉和衍射现象，验证了光的波动性。
2. 实验过程中，学会了使用光学仪器进行实验操作和分析。
3. 深入理解了光的干涉和衍射现象的基本原理，为后续学习光学知识打下了基础。
七、注意事项1. 实验过程中，注意保持光路畅通，避免杂散光干扰。
2. 调整屏幕位置时，要缓慢平稳，避免对干涉条纹造成破坏。
3. 记录数据时，要准确无误，便于后续分析。
光学衍射实验技术的使用方法
光学衍射实验技术的使用方法光学衍射实验是一种常见的实验方法，用于研究光的传播和干涉现象。
通过光的衍射现象，我们可以获得有关光的波动性质的重要信息。
本文将介绍一些光学衍射实验的常见技术和使用方法。
1. 衍射光栅衍射光栅是光学实验中常用的一种装置，它利用光的衍射现象实现了光的波长分辨。
衍射光栅通常由一系列平行并紧密排列的光栅条组成。
当平行入射的光线通过衍射光栅时，会被衍射成一系列明暗相间的波纹或光斑。
在进行衍射光栅实验前，需要做好准备工作。
首先，要选择合适的光源，如白炽灯、激光等。
其次，要根据光的特性选择合适的衍射光栅，例如栅片的刻痕间距。
然后，将光源和光栅适当地安置在实验装置中，确保光线能够均匀和稳定地射入光栅。
在实验过程中，将观察器（例如目镜或光电探测器）置于合适的位置，以便观察或记录衍射光栅产生的光斑。
可以通过调整光源、移动观察器或调整光栅位置来改变实验条件，从而获得不同的衍射图样。
2. 衍射限制衍射限制是指在光学衍射实验中，由于衍射现象的性质，光的传播受到一定限制而产生干涉效应。
衍射限制的理论基础是费马原理，即光线传播的最短时间原理。
在进行衍射限制实验时，通常需要调整实验装置的参数，以使得出现干涉的条件满足费马原理。
一种常见的实验方法是使用黑板上刻有直线或曲线形状的纹理，然后利用光源发射平行光束经过纹理，观察纹理的衍射图样。
通过改变纹理的形状、光源的位置或光束的入射角，可以研究衍射限制现象的不同特性。
3. 波前重建波前重建技术是一种基于光的干涉衍射的实验方法，用于复原波前信息。
通过波前重建实验，可以获得光场的相位和振幅信息，以及三维物体的形状和轮廓。
波前重建实验的关键是使用干涉光学装置，如平面波干涉仪或全息照相术。
实验过程中，光源会产生一束参考波，通过镜片反射后形成参考光束。
另一束光线穿过待测物体后形成物光束，物光束和参考光束在平面上相遇，产生干涉现象。
通过调整干涉器件的位置、光源的强度或物体的位置，可以观察到干涉条纹的变化。
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。
光学基础实验实验报告
光学基础实验实验报告光学基础实验实验报告篇一：基础光学实验实验报告基础光学实验一、实验仪器从基础光学轨道系统，红光激光器及光圈支架，光传感器与转动传感器，科学工作室500或750接口，dataStudio软件系统二、实验简介利用传感器扫描激光衍射斑点，可标度各个衍射单缝之间光强与距离变化的具体规律。
同样可采集干涉双缝或多缝的光强分布规律。
与理论值相对比，并比较干涉和衍射模式的异同。
理论基础衍射：当光通过单缝后发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出asinθ=m’λ（m’=1,2,3,….）（1）其中a是狭缝宽度，θ为衍射角度，λ是光的波长。
下图所以为激光实际衍射图案，光强与位置关系可由计算机采集得到。
衍射θ角是指从单缝中心到第一级小，则数。
m’为衍射分布级双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大的角度由下式给出：dsinθ=mλ（m=1,2,3,….）（2）其中d是狭缝间距，θ为从中心到第m级最大的夹角，λ是光的波长，m为级数（0为中心最高，1为第一级的最大，2为第二级的最大…从中心向外计数）。
如下图所示，为双缝干涉的各级光强包络与狭缝的具体关系。
三、实验预备1.将单缝盘安装到光圈支架上，单缝盘可在光圈支架上旋转，将光圈支架的螺丝拧紧，使单缝盘在使用过程中不能转动。
要选择所需的狭缝，秩序旋转光栅片中所需的狭缝到单缝盘中心即可。
2、将采集数据的光传感器与转动传感器安装在光学轨道的另一侧，并调整方向。
3、将激光器只对准狭缝，主义光栅盘侧靠近激光器大约几厘米的距离，打开激光器（切勿直视激光）。
调整光栅盘与激光器。
4、自左向右和向上向下的调节激光束的位置，直至光束的中心通过狭缝，一旦这个位置确定，请勿在实验过程中调整激光束。
5、初始光传感器增益开关为×10，根据光强适时调整。
并根据右图正确讲转动传感器及光传感器接入科学工作室500.6、打开dataStudio软件，并设置文件名。
光学衍射实验
光学衍射实验光学衍射实验是一种重要的实验方法，通过观察光线在通过孔径或者遇到物体边缘时的衍射现象，来研究光的波动特性和光的传播规律。
本文将介绍光学衍射实验的原理、操作步骤以及实验结果的分析。
一、实验原理光学衍射实验基于光的波动理论，光被孔径或物体边缘阻挡时会发生衍射现象。
在实验中，使用一个狭缝来模拟光的衍射现象，通过观察光在经过狭缝后呈现出的衍射图样，可以研究光的传播性质以及判断光的波动性。
二、实验装置1. 光源：光学衍射实验需要一个稳定的光源，可以使用激光器或者单色光源。
2. 狭缝：为了模拟光的通过孔径或遇到物体边缘而发生的衍射现象，需要一个狭缝，通常使用调节宽度的装置来改变狭缝宽度。
3. 屏幕：将狭缝后方放置一块屏幕，用于观察光线经过狭缝后的衍射图样。
三、实验步骤1. 准备实验装置：将光源放置在一定距离外，并将光线通过透镜等光学元件聚焦到狭缝上。
2. 调节狭缝宽度：通过旋钮或其他方式，调整狭缝的宽度，观察光通过狭缝后的衍射现象。
3. 观察衍射图样：在屏幕上观察光通过狭缝后形成的衍射图样，可以看到明暗相间的条纹。
4. 改变光源距离：保持狭缝宽度不变，改变光源距离，观察衍射图样的变化。
四、实验结果与分析在进行光学衍射实验时，可以观察到光通过狭缝后形成的衍射图样。
典型的衍射图样为中央亮纹两侧依次暗纹和亮纹交替排列的衍射条纹。
亮纹部分对应光的相长干涉，暗纹则对应光的相消干涉。
通过观察衍射图样的变化，可以得到以下结论：1. 狭缝宽度的改变会影响衍射图样的条纹间距：狭缝宽度越大，条纹间距越小；狭缝宽度越小，条纹间距越大。
2. 光源距离的改变也会影响衍射图样：光源距离越远，条纹间距越大；光源距离越近，条纹间距越小。
五、实验应用光学衍射实验在科学研究和工程应用中有着重要的地位。
以下是一些实际应用：1. 衍射光栅：光学衍射实验为制备和研究衍射光栅奠定了基础，衍射光栅广泛应用于光学领域，如激光干涉、光谱分析等。
第六节衍射光学基础实验
第六节衍射光学基础实验1.衍射是光的传播过程中遇到障碍物时产生的现象，它可以用于解释光通过狭缝或孔径时产生的弯曲和散射现象。
衍射实验是研究光波性质和验证光学理论的重要实验之一。
本实验将介绍衍射的基本概念和实验原理，并通过实验观察和测量衍射现象，加深对衍射光学的理解。
2. 实验目的•了解衍射的基本概念和原理；•学习使用衍射装置进行实验观察和测量；•掌握通过实验验证理论模型的方法。
3. 实验仪器和材料•He-Ne激光器•衍射装置（包括狭缝和光屏）•尺子•试纸4. 实验原理光的衍射是由于光通过一个孔径或障碍物时，由于光的波动性质而产生的现象。
光的衍射可以用惠更斯原理进行解释：每一个波前上的每一点可作为次级波源，次级波源的球面波在后续传播中不断扩大，波峰和波谷相遇产生干涉，形成衍射图样。
常见的衍射装置包括单缝衍射和双缝衍射实验。
在单缝衍射实验中，光通过一个狭缝，产生衍射后在屏幕上形成一系列交替明暗的夫琅禾费条纹，条纹的宽度与狭缝的宽度和入射光的波长有关。
在双缝衍射实验中，光通过两个狭缝，形成一系列干涉条纹，条纹的间距与狭缝间距和入射光的波长有关。
5. 实验步骤1.将衍射装置放置于实验台上，确保光路调节正常；2.调节光屏的位置，使之与狭缝平行，并离狭缝一定距离；3.打开He-Ne激光器，将激光光束垂直入射到狭缝上，调节激光光束的角度，使其通过狭缝；4.观察屏幕上产生的衍射图样，并用试纸测量条纹间距；5.按照相同的步骤进行双缝衍射实验，并观察并测量干涉条纹。
6. 数据处理与分析根据实验测量的数据，可以计算出衍射条纹的宽度和间距。
根据惠更斯衍射公式，可以和理论值进行对比，验证实验结果的准确性。
同时，可以根据实验结果对光的波动性质和衍射现象进行讨论和分析。
7.在本次实验中，我们使用衍射装置进行了单缝和双缝衍射实验，观察和测量了衍射和干涉的现象。
通过实验数据的处理与分析，我们验证了惠更斯衍射公式的准确性，并深入了解了光的波动性质和衍射现象。
光的衍射实验
光的衍射实验衍射是光通过障碍物或穿过狭缝时产生的现象，它是光的波动性质的一种表现。
光的衍射实验是研究光波性质的经典实验之一。
在这个实验中，我们可以观察到光通过狭缝后产生的干涉和衍射现象，从而深入理解光的波动特性。
实验材料：1. 激光器或光源2. 狭缝装置（单缝、双缝等）3. 屏幕或白纸4. 光屏实验步骤：1. 将激光器或光源放置在平台上，保持稳定。
2. 在光源后方放置狭缝装置，可选择使用单缝或双缝。
3. 将屏幕或白纸放置在狭缝装置的前方，作为观察屏。
4. 调整狭缝的大小和位置，使得光通过狭缝后聚焦在屏幕上。
5. 打开光源，进行观察和记录。
实验现象和解释：当光通过狭缝后，我们可以观察到以下现象：1. 单缝衍射：当光通过一个狭缝时，光波会向周围扩展，形成一组亮暗相间的环形条纹。
这是由于光波经过狭缝后发生衍射，使得光波在屏幕上形成干涉图样。
2. 双缝干涉：当光通过两个狭缝时，光波经狭缝后形成两组波源，这两组波源之间会产生干涉现象。
在屏幕上会出现一系列的亮暗条纹，这被称为干涉条纹。
根据光的波动理论，可以通过傍轴近似和惠更斯原理来解释衍射和干涉现象。
傍轴近似认为，当光通过狭缝时，可以将光源看做是一组同心的球面波。
而惠更斯原理则认为，每一个波前上的每一点都可以看做是新的波源。
当这些波源形成新的波前并相互叠加时，就会产生衍射和干涉现象。
实验应用：光的衍射实验在科学研究和工程应用中有着广泛的应用，包括：1. 光学仪器设计：了解光的衍射现象可以帮助设计更精确的光学仪器，如望远镜、显微镜等。
2. 分析化学：衍射实验可以用于分析化学中的光学仪器，如分光光度计、光谱仪等。
3. 电子显微镜：电子显微镜利用电子的波动性质来观察物体的细微结构，而光的衍射实验为电子显微镜的设计提供了重要的理论基础。
4. 光纤通信：光纤通信通过光信号的传输实现了高速、大容量的数据传输，而了解光的衍射现象有助于提高光纤通信的传输效率和质量。
总结：光的衍射实验是研究光波动性质的重要实验之一。
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第六节衍射光学基础实验实验一菲涅耳衍射实验一、引言：利用惠更斯原理，可以定性地从某时刻的已知波阵面位置求出后面另一时刻的波阵面位置。
但惠更斯原理的子波假设不涉及子波的强度和相位，因而无法解释衍射图样中的光强分布。
菲涅耳在惠更斯的子波假设基础上，提出了子波相干叠加的思想，从而建立了反映光的衍射规律的惠更斯－菲涅耳原理：波阵面前方空间某点处的光振动取决于到达该点的所有子波的相干叠加。
在此原理的基础上，我们得到了菲涅耳衍射积分公式，并在不同近似下，归纳出在两类不同的衍射现象。
菲涅耳衍射是光源—障碍物和障碍物—接收屏的距离中至少有一个是有限远的衍射。
二、实验目的：（1）观察和验证圆孔和单缝菲涅耳衍射现象（2）改变衍射屏大小形状和距离，观察衍射变化的规律（2）用所学知识对该现象进行解释三、基本原理：3.1菲涅耳衍射的一般装置如图所示，其中S是点光源，K是开有某种形状孔径的衍射屏（或不透明屏），P是观察屏，且在距离衍射屏不太远的地方。
（通常光源离衍射屏的距离都要比衍射屏上的孔径大得多，为简单起见可以认为光源发出的光波垂直照射在衍射屏上，即只要观察屏离衍射屏不远，也可以用平行光照明。
）S/ 点合振幅的大小取决于露出的半波带数由上式可知，对于圆孔中心和光源的直线S S/上的不同点所露出的半波带数目亦不相同，因而在这条直线上移动观察屏时会发现，某些点的光强最大，而另不变时，改变圆孔半径ρ也会使考察点一些点的光强为最小。
另一方面，R和Ro的光强度有明暗交替的变化。
3.2在许多实验中，要求使用纯净的、无杂波的激光束，然而由于反射镜、扩束镜上的瑕疵、灰尘、油污，以及光束经过的空气中悬浮的微粒等，使扩束后的光场中存在许多衍射斑纹（相干噪声）。
为了改善光场质量，使扩束后的激光具有平滑的光强分布，常采用空间滤波即针孔滤波的方法。
激光束近似具有高斯型振幅或光强分布，细激光束经过短聚焦的透镜聚焦后，根据傅立叶光学的原理，在透镜后焦面上出现输入光场的傅立叶变换谱，仍然是高斯分布。
实际输入的光束为高斯型分布与噪声函数的叠加，而噪声函数中的高频成分一般很丰富，因而可以认为谱面上的噪声谱和信号谱是近似分离的，因此只要选择适当的针孔直径，就可以滤去噪声，获得平滑的高斯分布。
也就是说，针孔只让激光束中的无干扰部分通过，起着低通滤波器的作用。
它能限制光束的大小，消除扩束镜及其在扩束以前光束经过的光学元件所产生的高噪声。
针孔滤波器一般是厚度为0.5mm 的铟钢片，它要用激光打孔的方法，制成5～30μm 的针孔。
针孔在使用时要放在扩束镜后焦面上的亮斑处。
通常针孔和扩束镜安装在一个支架上，针孔的位置可用三个互相垂直的方向调节钮调节方向前后调节 垂直调节左右调节图2 针孔滤波器示意图 针孔 杂散光图4 针孔滤波器实物图四、实验内容：4.1 菲涅耳衍射（1） 按图5安排光路，调节共轴，使小孔屏或狭缝（本实验使用光阑和标准狭缝）处于扩束的光斑中心。
针孔滤波器调节步骤：1）调整激光器光束水平2）将显微物镜装在调整架的物镜上，按照图2搭建光路，调节空间滤波器的中心轴与光束重合，此时在空间滤波器后面用白屏或白纸接收，可以看到出射的光斑呈现为不均匀亮斑（其中有高频成分），亮斑内有一个针尖大小的亮点。
调整空间滤波器的上下左右位置，使亮点相对于亮斑基本居中（如图3）。
图2 光路图针孔 LD激光器图3 空间滤波器出射光斑3）根据需要选择合适尺寸的针孔，并装在调整架的针孔座上，如图4。
注意针孔座上有小磁片，可以将针孔牢牢吸住。
图4 装入针孔4）放入针孔后，调整旋钮6和7，使针孔位置基本居中，此时从空间滤波器出射的是一个很小很弱的光斑，调节6和7，使出射的光斑最亮。
调节调节旋钮2，使显微物镜逐渐靠近针孔，期间需要不断调节6和7，一直保持出射的光斑是圆的且是最亮的。
最后，当物镜与针孔的距离非常微小时，调节完毕。
此时，从针孔出射的光斑是一个非常圆且均匀的亮斑（只含有低频成分如图5），图片在黑暗环境中拍摄，相比实际光斑均匀程度稍逊。
图5 效果图（2） 接收衍射斑，固定住其他元件，接收白屏先远后近地移动，观察半波带交替变化的规律。
（3） 由公式可知，改变衍射屏与光源的距离，也可以取得同样效果。
因此可以靠移动小孔衍射屏的前后位置来达到此目的。
此外，随着R 的减小，观测观察屏上的衍射斑整体大小的变化趋势。
图5 菲涅耳衍射实物图注意： 滤波器的调节的过程4）也是很好的菲涅耳衍射过程，因为此时物镜离针孔还比较远，短焦距物镜将细激光束聚焦后又形成发散光束，照射在针孔上，白屏上的圆环亮斑便是菲涅耳衍射花样。
LD激光器实验二夫琅和费衍射一、引言：衍射现象通常分为两类进行研究：（1）菲涅耳衍射（2）夫琅和费衍射。
菲涅耳衍射是观察屏在距离衍射屏不是太远时观测到的衍射现象，夫琅和费衍射是光源和观察屏距离衍射屏都相当于无限远情况的衍射。
二、实验目的：（1）研究产生夫琅和费衍射的各种光路（2）验证夫琅和费衍射图样的若干规律三、基本原理：其实引言部分所说的光源距衍射屏为无限远即用平面波照射衍射屏，并在无限远接收的装置，只能算夫琅和费衍射的严格定义装置。
实际上要把光源及接受屏放在离衍射屏无限远处是办不到的。
此外，根据菲涅耳近似条件和夫琅和费近似条件，只要依据近似条件，观察屏相对而言足够远，便是夫琅和费衍射。
下图是用平面波照明衍射屏，在透镜后焦面接收衍射场，它满足定义的要求，图1 夫琅和费衍射示意图夫琅和费单缝衍射花样的特点是：衍射斑条纹方向与狭缝方向相平行，各级衍射班沿与狭缝垂直的方向分布开。
在中央具有一特别明亮的亮条纹，两侧排列着一些强度较小的亮条纹，绝大部分光能都落在中央条纹上。
相邻的亮条纹之间有一暗条纹，如以相邻暗条纹之间的间隔作为亮条纹的宽度，则两侧亮条纹是等宽的。
而中央亮条纹的宽度是其他亮条纹的两倍。
中央亮条纹的宽度与波长成正比，与狭缝宽度成反比，当缝宽变大时，衍射班分布范围变小。
圆孔屏的夫琅和费衍射花样的中心为一亮的圆斑，称为爱里斑，其周围环绕着一些明暗相间的圆环，其亮环的亮度与爱里斑相比要低得多。
爱里斑中心是几何光学像点，衍射光束角分布的弥散程度可用爱里斑的大小，即第一暗环的角半径△θ来衡量。
△θ=1.22λ/D其中D是圆孔直径。
在衍射花样中，亮斑与圆环的边缘都很不清晰，而是缓慢变化的。
光强的分布与单缝衍射花样很相像，可以看成是将单缝衍射花样（通过单缝主最大的光强分布）绕入射光的轴线旋转一周而成。
但衍射花样的线度却与具有和圆孔直径相等宽度的单缝衍射花样的线度大不相同。
四、实验内容：按照图2搭建光路。
（1） 用激光光束直接照到单缝上，调整好狭缝的高低、左右位置，使光束照射到狭缝的中间部分。
调整狭缝的宽窄，观察在距离狭缝约2米之外的屏上的衍射斑的变化规律。
（2） 在光路中加入扩束、准直镜，使激光扩束并且准直后照到单缝上，在远处观察其夫琅和费衍射花样。
在单缝后加上双凸透镜，缩短像面离单缝的距离，在台面上观察衍射花样。
（3） 改变狭缝方向，观察衍射花样的改变。
（4） 用激光光束直接照到圆孔上，调整好高低、左右位置，若孔直径足够小（小于0.1mm ），即可在距离圆孔约1到2米之外的屏上观察到衍射斑。
孔小和孔大时观察屏的距离也不同，观察其变化规律。
（因为空间限制，孔径最好小于2mm ）（5） 在光路中加入扩束、准直镜，使激光扩束并且准直后照到圆孔上，在远处观察其夫琅和费衍射花样。
在单缝后加上双凸透镜，缩短像面离圆孔的距离，在台面上观察衍射花样。
图2 夫琅和费衍射实物图附：自制孔时，可以用小针刺铝箔或者黑纸，只需轻刺，刺穿即可，完毕后可将其粘贴在小孔光阑上，便制成了一个圆孔衍射屏。
LD激光器实验三光栅常数测量一、引言光栅是一种常用的光学色散元件，它是能够在一定的空间范围内，具有空间周期性分布，并能按一定规律对电磁波进行振幅调制或（和）位相调制的物体或装置。
两束相干平行光成一定角度时，在两束光相交区域将形成干涉条纹。
用全息干板将干涉条纹拍摄下来便是全息光栅。
全息光栅的制作的原理简单，操作方便，所用光路很灵活，利用迈克耳逊干涉仪、马赫－曾德干涉仪、菲涅耳双面镜、Sagnac干涉仪等能形成两束相干平行光的光路都可制作全息光栅。
全息光栅不但可以代替一般光栅用于教学实验，而且可以根据某些实验的特殊要求，例如光学微分、图像相减等，来制作各种空间频率的全息光栅，全息正交光栅、全息复合光栅等[1]。
二、实验目的1．了解全息光栅的基本原理2．了解光栅的主要特性3．用光栅测光波波长三、基本原理（一）光栅的基本特性由于光栅在结构上具有空间周期性，好似一块由大量等宽、等间距并相互平行的细狭缝（或刻痕）组成的衍射屏，因此，光栅的基本原理和多缝衍射原理相似。
在图1中，S为一缝光源，它处于透镜L1的焦平面上，如果L1的主轴正好通过狭缝的中心线并相互平行，则缝光源通过L1后输出平行光。
G为光栅，它具有N条宽度为a的透射缝，相邻狭缝间的不透光部分的宽度为b。
自L1出射的平行光垂直地照射到光栅G上，透镜L2将与光栅法线方向成θ角的衍射光，会聚于L2焦平面F的P处。
在P处产生亮条纹的条件是：dsinθ＝kλ-----------------------------------（1）图1这就是我们通常所说的光栅方程。
式中，θ为衍射角，λ是所用光源的波长，k 是光谱的级次（k ＝0，±1，±2，···），d ＝a ＋b ，是光栅常数。
衍射角θ＝0时，级次k ＝0，任何波长都满足在该处为极大的条件，所以，θ＝0处出现中央亮条纹。
对于k 的其他数值，符号“±”表示两组光谱，由中央亮条纹向左右对称地分布。
当已知所用光源的波长λ，测出与某一级次k 值对应的θ角后，就可由（1）式求出光栅常数d 。
同样，已知d ，测出k 级的衍射角θ后，亦可求得相应的波长λ＝dsin θ/k 。
若自L 1出射的平行光不与光栅表面垂直时，光栅方程式应写成[3]：d(sin θ－sini)＝k λ（k ＝0，±1，±2，···）--------------------（2）式中i 为入射光与光栅法线的夹角。
所以在利用（1）式时，一定要保证平行光垂直入射，否则必须利用（2）式。
除了光栅常数外，分辨本领、角色散率和衍射效率也是描述光栅特性的三个重要参数。
分辨本领R 的定义为：R =λλ∆，-----------------------------------------（3） 其中，λ为谱线的平均波长，λ∆为刚好可分辨的两条谱线的波长差。
由瑞利判据可以证明：dl k kN R ==，----------------------------------（4） 式中，k 为级次，N 为光栅上受到光波照明的透缝总数，l 为受光面的宽度，d 为光栅常数。