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微波实验和布拉格衍射.doc

上传人:rsqcpza 2021/8/22 文件大小:247 KB

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微波实验和布拉格衍射.doc

文档介绍

文档介绍:: .
I寸=l0sin2u/u2其中错误!
是微波波长。
单缝衍射示意图
桫 2 a +b
,K=1,2,3…
微波实验和布拉格衍射
【实验目的】
1、 了解微波的特点,学****微波器件的使用
2、 了解布拉格衍射的原理,利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式并测定微波波长
3、 通过微波的单缝衍射和迈克尔逊干涉实验,加深对波动理论的解释
【实验原理】
(1) 单缝衍射
与光波波一样,微波的夫琅禾费衍射的强度分布式,可由下式计算: 未找到引用源。u=「:asinr / • , a是狭缝宽度,错误!未找到引用源。
当• • 2k+1
当 a sin =
2
(2) 双缝衍射
微波遵守光波的干涉定律,当一束微波垂直入射到金属板的两条狭缝上,则每条狭缝就是次波源,
由两缝发出的次波是干涉波,因此金属板的背面空间中,将产生干涉现象设缝宽为 a,,两缝间距为b,
则利用光学的双缝衍射的结果得到
骣 -
®=sin-1 ,K=0、1、2...
桫a + b
分别为中央极大,一级极大,二级极大
2dsin
0,即
布拉格衍射示意图
分别为一级极小,二极极小 •…
(2)布拉格衍射
如图示,从间距为d的相邻两个晶面反射的两束波的程差为 0 , 0为入射波与晶面的折射角,显然,只有满足下列条件的
2d sin 二=k,, k =1, 2, 3…
才能形成干涉极大,上式称为晶体衍射的布拉格条件。
【实验仪器】
,分束板等组成。
本实验的实验装置由微波分光仪,模拟晶体,单缝,反射板(两块)
【实验内容】
(1)单缝衍射实验
(i) 180。刻线与发射臂
仪器连接时,按需要先调整单缝衍射板的缝宽,转动载物台,使其上的 的指针一致。
(ii)把单缝衍射板放到载物台,并使狭缝所在平面与入射方向垂直,把单缝的底座固定在载物台
上。
(iii) 转动接收臂使其指针指向载物台的 0°刻线,打开振荡器的电源,并调节衰减器,使接收电 表的指示接近90卩A,记下衰减器和电表的读数。
(iv) 转动接收臂,每隔 2°记下一次接收信号的大小。做到 50°为止,左右各一次。
(2) 双缝衍射
将(1)中的单缝换成双缝,重复(1)中的操作。
(3) 布拉格衍射
(i) 用间距均匀的梳形叉从上到下逐层检查晶格位置上的模拟铝球,使球进入叉槽中,形成方形 点阵。
(ii) 模拟晶体架的中心孔插在支架上,支架插入与度盘中心一致的销子上,同时使模拟晶体架下
面小圆盘的某一条刻线与度盘上的 0°刻线重合。
(iii )转动圆盘,使固定臂指针指在某一角度即入射角,将活动臂转至反射角方向,使反射角等于 入射角,读出卩A表读数。
【实验数据】
(1)单缝衍射
角度(°)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
电流(^A)
104
80
73 —
59
45
39
36
31
17
角度(°)
18
20
22
24
26
28
30
32
34
电流(^A)
7

0
0