文档介绍：实验及应用背景介绍实验目的和教学要求实验原理实验仪器和装置实验内容及数据处理要求注意事项课堂思考选做实验和有待深入研究的课题参考文献实验后思考题1实验及应用背景介绍1913年,英国物理学家布拉格父子在研究 X射线在晶面上的反射时,得到了著名的布拉格公式。本实验用一束波长≈3cm的微波代替X射线,观察它照射到人工制作的晶体模型时的衍射现象,用来模拟X光在真实晶体上的布拉格衍射,并验证布拉格公式。微波是一种特定波段的电磁波,有自己的特点。2实验目的和教学要求1. 了解微波特点,学****微波器件的使用。2. 了解布拉格衍射原理,用模拟晶体使微波发生布拉格衍射,验证布拉格公式, 认识微波的光学性质,学****X射线晶体结构分析的基础知识,并测定微波波长。3. 通过微波的单缝衍射和迈克尔逊干涉实验,加深理解。3实验原理晶体结构:几个概念---晶体;晶格常数a;晶面以及相邻晶面的间距为d。为了区分晶体中无限多族的平行晶面的方位,可用晶面指数(密勒指数)来描述,人们采用密勒指数标记法。晶面指数用表示。利用密勒指数可以很方便地求得一族平行晶面间的间距其中最重要也是最常用的有三种,分别称为(100)面,(110)面,(111)面。4图6-26晶体的晶格结构图6-27晶面5布拉格衍射(布拉格公式的解释):研究衍射问题最关心的问题是衍射强度分布的极值位置。晶体对电磁波的衍射是三维的衍射,分为点间干涉和面间干涉。先找到晶面的点间干涉的0极主极大位置,这个二维点阵衍射的0极主极强方向应符合沿此方向所有衍射线间无光程差,也就是入射角等于衍(反)射角。图6-28晶格的点间干涉图6-28晶格的点间干涉6面间干涉晶体衍射的布拉格条件2dsin=kλk=1,2,3…如果按****惯使用的入射角表示,布拉格条写为2dcos=kλk=1,2,3…只要测得衍射极大的方向角(或),并且知波长λ,就可以从布拉格条件求出晶面间距d,而确定晶格常数a。图6-29面间干涉7实验仪器和装置微波分光仪、模拟晶体a=4cm的立方点阵、单缝、反射板两块、分束板等。图6-=1,2的(100)和(110)晶面验证布拉格衍射公式(要先计算理论值)。=,利用k=1的(110)晶面测定波长;已知波长,利用k=1的(100)晶面测定晶格常数。,要求用坐标纸画出衍射分布曲线,利用左、右两侧的第一个衍射极小位置和的平均值和公式λ=asin,求出微波的波长,与根据公式λ=c/f算出的数值比较。9微波单缝实验10