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北航根底物理研究性实验报告
专题：微波实验和布拉格衍射
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图二点间干预图三面间干预
布拉格定律完整表述是：波长为的平面波入射到间距为d的晶面族上，掠射角为，当满足条件成衍射极大，衍射线在所考虑的晶面的反射线方向。对一定的晶面而言，如果布拉格条件得到满足，就会在该晶面族的特定方向产生一个衍射极大。只要从实验上测得衍射极大的方向角，并且知道波长，就可以从布拉格条件求出晶面间距d，进而确定晶格常数a；反之，假设晶格常数a，则可以求出波长。
单缝衍射
如图四，同声波、光波一样，微波的夫琅禾费单缝衍射的强度分布可由下式计算
其中，，a是狭缝的宽度，如果求出例如正负一级的强度为零处所对应的角度，则有下式
微波迈克尔逊干预实验
实验原理如图五：
在微波前进方向上放置一个与传播方向成450角的半透射、半反射的分束板和A、B两块反射板。分束板将入射波分成两列，分别沿A、B方向传播。由于A、B的反射作用，两列波又经分束板会合并发生干预。接收喇叭可给出干预信号的强度指示。如果A板固定，B板可前后移动，当B移动过程中喇叭接收信号从一次极小变到另一次极小时，B移动过的距离为/2，因此测量B移动过的距离也可求出微波的波长。
图四微波单缝衍射图五微波迈克尔逊干预
实验仪器介绍
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〕、分束板等组成〔如图六〕。。
图六
实验容及步骤
【1】验证布拉格衍射公式
〔1〕估算理论值
由的晶格常数a和微波波长λ，根据可以估算出〔100〕面和〔110〕面衍射极大的入射角β。
〔2〕调整仪器
调整活动臂和固定臂在一条直线上，慢慢转动接收喇叭的方向使微安表的示数最大则发射喇叭和接收喇叭正对。固定此位置，然后调节衰减器使电流输出接近但不超过电表的满度。
简单立方体的模型由穿在尼龙绳上的吕球做出，晶格常数a=。实验前，应该间距均匀的梳形叉从上到下逐层检查晶格位置上的模拟吕球，使球进入插槽中，形成方形点。模拟晶格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，同时使模拟晶格架下面小度盘的*一条刻线〔与所选晶面的法线一致〕与度盘上的
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0°刻线重合。
〔3〕测量峰值入射角
把晶格模型安放在载物台的中央，晶格模型中心的5个吕球的连线应尽量靠近载物台的中心转轴，转动模型使〔100〕面或〔110〕面的法线〔模型下方的圆盘上刻有“晶面〞的法向标记〕与载物台刻度盘的0°重合，然后用弹簧片把模型固定在载物台上。此时发射臂方向指针的读数即为入射角，当把接收臂转至方向指针指向0°线另一侧的一样刻度时，即有反射角等于入射角。转动载物台改变入射角，在理论峰值附近仔细测量