文档介绍：测量单缝衍射的光强分布
制作:杨世清
;
;
;
1. 夫朗和费衍射:
夫朗和费衍射亦
称为远程衍射。
理想的夫朗和费
衍射, 其入射光
束和衍射光束
都是平行光。
L1
L2
L
A
B
S
P
PO
0
夫朗和费单缝衍射光路图
。若取一维单缝的宽度
; 激光器与单缝之间的距离以及单缝
与光屏(一维光强测量装置)之间的距离均为 50cm
左右;实验用方向性很好, 发散角为
的激光作光源, 这样可以满夫朗和费衍
射的远场条件,从而可省去单缝前后的两个透镜。
单缝衍射生成暗条纹的条件是可
见,增大单缝的宽度,条纹的亮度增强,但条纹
的宽度变窄;反之,减小单缝的宽度,虽然条纹
的宽度变宽,但条纹的亮度减弱。
本实验用硅光电池作光强的测量器件, 硅光电池
能直接将光能转变为电能,在一定光照范围内, 光电
池的光电流与光照强度成正比。
单缝衍射光强分布曲线
一级暗纹中心
一级暗纹中心
二级暗纹中心
二级暗纹中心
二级明纹中心
二级明纹中心
三级暗纹中心
三级暗纹中心
0
一级明纹中心
一级明纹中心
三级明纹中心
三级明纹中心
中央明纹中心
三. 实验内容和步骤:
1. 在导轨上装好实验装置,先目测粗调,使各光学元件同轴等
高, 激光器要调成水平壮态。
2. 激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置
之间的距离均调在50cm左右。
3. 将光屏置于光强测量装置之前,调二维调节架,选择所需的
单缝宽度观察光屏上的衍射条纹;
称,条纹宽度适当的单缝衍射条纹来。这是实验的关键。
5. 逐点测量衍射图象的光强度(光电流)和相应的坐标位置
4. 使用检流计必须先调零,
换档(换挡后必须先调零)。
尽可能大,如果超过量程
选择量程的原则是使读数
要换档;若读数太小也要
测量中央明纹中心的光强度
手轮,以免产生螺旋空程差。
二级暗纹中心一直测到右侧二级暗纹中心。注意切勿反转
单方向转动手轮, 沿方向每次移动 0. 200mm , 从左侧
四. 实验数据处理:
1. 作出单缝衍射的光强分布曲线。在直
角坐标纸上,以横轴表示各点的坐标位置
; 纵轴表示各点的光强度I , 由实验数
据描出各点, 用平滑曲线连接起来, 即
为单缝衍射的光强分布曲线。
单缝衍射光强分布曲线的绘制
b 是中央明纹半宽度
b
b
中央明纹中心
一级暗纹中心
0
b 也是衍射条纹的宽度
根据单缝衍射生成暗纹的条件:
是一级暗纹中心的衍射角
1
j
2. 计算出单缝的宽度:
右图中
L1
L2
L
A
B
S
P
PO
0