文档介绍：word
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北航物理实验研究性报告
专题:微波实验和布拉格衍射的研究
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学号：
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摘要：本实验用一束波实验的实验装置由微波分光仪、模拟晶体、单缝、反射板（两块）、分束板等组成。
实验容：
①根据迈克尔逊干涉原理测量微波波长：
1. 调微波分光计，使两个喇叭同轴等高，且通过分光计中心，各转至0°与180°。
2. 把固体震荡器接上直流电源，打开电源开关之前为了防止其始电压过大，击穿微波管，应先使电源输出电压旋至最小。打开电源开关后，将电压调至9~10伏。
3．晶体管检波器与微波传播波导管的匹配皆需调节。可用加大衰减的办法，先调节检波器短路活塞的位置，使指示表头达到最大。再调节微波波导管的匹配（方法同上），使之位置最佳。
4．测量微波波长
在分光计上将喇叭旋转90°，并装上动反射镜和固定反射镜，构成微波迈克尔干涉仪。
在小平台上放一玻璃板，使之与微波如射方向夹角为45°。只要移动的位置，就可在检测表头上观察干涉的结果。
②根据布拉格试验测量微波波长
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
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180°刻线与发射臂的指针一致，然后把单缝衍射板放到载物台上，并使狭缝所在平面与入射方向垂直。转动接收臂使其指针指向载物台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满度而略小于满度，记下衰减器和电表的读数。然后转动接收臂，每隔2°记下一次接收信号的大小。当接收臂已转到衍射极小附近时，可把衰减器转到零的位置，以增大发射信号，提高测量的灵敏度。、
注意事项：
每次开启电源之前，都必须将电源输出电压旋钮旋至最小。
发射器工作电压为9~10伏，工作电压尽可能取得低些，以免发射器过热。过热时停止实验休息以下。
发射喇叭和探测喇叭有增益作用，如果装配不当，信号传输可能被破坏，因此使用过程中不得随意拆下。
实验数据处理，
验证布拉格衍射公式并测定波长和晶体常数
验证布拉格衍射公式：2dcosβ=kλ
环境参数：λ= a=4cm
理论值:（100）面 d=a=4cm
2dcosβ=2×4cosβ=kλ=×k
当k=1时 β1=°
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当k=2时 β2=°
（110）面 d=2a÷2=22cm
2dcosβ=42cosβ=kλ=×k
当k=1时 β=°
测量数据
（100）面
k
a
b
c
d
平均
相对误差
1
66°
66°
65°
65°
°
%
2
36°
33°
38°
39°
°
%
（110）面
1
58°
57°
°
%
不确定度计算：
（100）面 k=1时 Ua=112 (°)
Ub=°÷3=112 (°)
∴U=Ua2+Ub2=°
K=2时 Ua°
Ub=°÷3=112 (°)
∴U=Ua2+Ub2=°
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(110)面 Ua°
Ub=°÷3=112 (°)
∴U=Ua2+Ub2=°
最终结果表述为
（100）面 k=1时 β1=(±)°
k=2时 β1=(37±1)°
(110)面 β=(±)°
由于本次实验仪器的原因，晶格常数a并不准确，而实验误差在允许围之，可以认为测量值证明了布拉格衍射公式。
利用（110）面测定波长
°
2d cosβ=kλ=λ
∴λ=2×°=
 η=|λ标-λ|λ标×100%=%
利用（100）面测定晶格常数
k=1时 β1°
a1=λ÷(2cosβ1
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k=2时 β2°
a1=2λ÷(2cosβ2
由于a1与a2的不确定度不同，故采用加权平均
U(β1°
U(a1)=|dλ2cosβ1dβ1U(β1)|
U(β2°
U(a2)=|dλ2cosβ2dβ1U(β2)|
∴a=a1U2(a1)+a2U2(a2)1U2(a1)+1U2(a2)
U(a)=1U2(a1)+1U2