文档介绍：
实验报告 微波布拉格衍射
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实验报告
实验三十八
微波的布拉格衍射
〖目的要求〗
1、了解并学****微波器件的使用；
2、了解布拉格衍射原理，利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式。
〖仪器用具〗
微波分光仪，微向产生一个衍射极大，从实验上测得衍射极大的方向角beta;，结合波长，从布拉格条件可求出晶面间距 d，通过进一步分析^p 可以确定晶格常数 a。反之，若已知晶格常数 a，可求出波长lambda;。
和光波的衍射一样，一束微波入射到一个宽度 a 和波长又可以比拟的狭缝时要发生衍射。
沿theta;方向衍射的微波强度为：
lq pqsin,sin20auuuI I = ÷øöçèæ´ =
在一级暗纹处有：1sin q l a = ，利用公式可以知二求一。
微波的迈克尔孙干涉实验装置如图所示，在微波前进方向上放置一个与传播方向成 45deg;角的分束板，将入射波分成一束向板 A、一束向板 B 方向传播的两列波。由于 A、B 板的全反射作用，两列波又经分束板会合到接收喇叭处并发生干涉。当两列波的相位差为 2kpi;，k=plusmn;1、plusmn;2、plusmn;3...，干涉信号的强度最大；当相位差为(2k+1)pi;时，干涉信号的强度最小。如果 A 板固定，B 板可前后移动，当 B 移动过程中接
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收信号相继从一次极大（小）变到另一次极大（小）时，则 B 移动过的距离为lambda;/2，测量 B 移动过的距离即可求出微波的波长。
〖实验内容〗
1）测量微波束的半高全宽 测量微波束正入射时的强度，测出强度下降为一半时的偏向角，并计算其半高全宽。
2）验证布拉格衍射公式 简单立方晶体的模型由穿在尼龙绳上的铝球做成，晶格常数 a=。不要随意挪动小球的位置。小球的位置可用实验室中备有的铁叉进行校准。由已知的晶格常数 a 和微波波长lambda;，根据公式可以估算出[100]面和[110]面衍射极大的入射角beta;。测量并画出这些入射角附近的布拉格衍射(即满足入射角=反射角条件)强度随beta;变化的曲线，定出衍射极大的入射角与理论结果进行比较。
转动载物台，使其上的 180deg;的刻线与发射臂的指针一致，然后把宽度已调节好的单缝安放在载物台上使单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的零刻线，打开振荡器的电并调节衰减器搏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 5deg;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。
用坐标纸画出衍射分布曲线，测得第一个衍射极小位置，利用公式求出微波的波长，与根据公式lambda;=c/f 算出的数值比较。
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利用已调节好的迈克尔孙干涉装置，转动 B 板下方的丝杠使 B 板的位置从一端移动到另一端，同时观察电表接收信号的变化并依序记录下出现干涉极大和极小时B 板的位置。利用其线性关系求出微波波长，并与根据公式lambda;=c/f 算出的数值比较。
〖数据表格及数据处理〗
1）测量半高全宽
° = ° = 13 5 .132 1q q ，
则半高全宽为 ° 5 .26
2）验证布拉格衍射公式
[100]面：
2 2 21 2 341 a cmn n nkkbb= = =+ += ® == ® = beta;/deg; 30 35 36 37 38 40 45 I/mu;A beta;/deg; 50 55 60 63 65 66 67 I/mu;A 0 beta;/deg; 68 69 70 75 80
[100]面的布拉格衍射
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20 40 60 80050100衍射强度入射角度
测量的衍射极大方向为：;，69deg;；
理论计算的衍射极大方向为：;，;。
[110]面：
2 2 21 2 32 2 ad cm cmn n nk b= = = »+ += ® = beta;/deg; 30 35 40 45 50 53 54 I/mu;A beta;/deg; 54