文档介绍：衍射光强分布的测实验报告
篇一：
衍射光强分布的测量
1008406006物理师范陈开玉
摘要：为了观测并验证单缝衍射和多缝衍射的图样和它们的规律，本实验了基于水平光路的测量措施。运用自动光强记录仪来对衍射现象
核心词：衍射分布巴比涅原理单缝直径测量
TheMeasurementoftheDistributionofLightDiffraction
YixiongkeYiLin,DepartmentofPhysics
Abstarct：
Thisexperimentmadeuseoflaserasthelightsourcetoverifyaseriesofdiffracfraction,themonochromicfeatureoflaserprovideabetterexperimentalenvironmentthatthediffractionpatternwon`(UniversalLaboratoryInterface)ast’sprincipletogetthediffractionpatte,wetrytomeasurethediameterofacopperwireandpeople’shairinthisway
keywords:DiffractiondistributionBabinet`sPrinciplesingleslitsMeasureDiameteroftheWire
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一、引言
衍射是波遇到障碍物时便利直线传播的现象。一般光的衍射现象难以观测和测量，难点在于很难做到光的单***导致各个波长光互相叠加难以辨别。实验室中激光由于其高准直性和高单***而很适合用于衍射现象的研究，准直性符合夫琅禾费衍射中的远场条件，单***使我们能得到严格单一波长光的衍射图像而非数个波长的叠加。实验室使用的衍射光强自动记录仪 如下简称光栅尺 使我们能很以便地自动扫描高达毫米每点的光强度分布曲线，实现了光学实验成果便捷、对的的数字化解决。通过对微小物体导致的衍射图样的分析，可以测量得到微小物体的几何尺度，甚至几何构造。大名鼎鼎的DNA双螺旋构造就是通过对X光衍射图像分析而完毕的生命科学史上的巨大突破。
二、实验原理
1．衍射
衍射是波遇到障碍物是偏离直线传播的现象，浮现明显衍射现象的条件是障碍物或狭缝尺寸和光波长所在数量级相近。因此对于波长在数百纳米的可见光来说，在平常生活中可以观测到的衍射现象较少，明显的衍射图样需要在实验室中进行观测和研究。
2．菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射
菲涅尔衍射是指点光源或接受屏距离衍射缝
有限远的状况 近场条件 。在此条件下光源发
出的光到衍射缝有一种不可忽视的张角，即衍射
屏中心和衍射屏边沿处存在着不可忽视的光程差。
这种衍射状况叫做菲涅尔衍射。
夫琅禾费衍射是点光源和接受屏距离衍射缝均
无限远的状况，一般可用平行光或透镜等效实现这
一条件，在此条件下衍射缝宽度范畴内的入射光可
以觉得不存在光程差而等相位，这种衍射状况叫做
夫琅禾费衍射。
3．高斯光束
激光器出射的激光的电磁场及照射强度分布近似满足高斯函数，因此激光出射光束在不可以简化为平行光时也可用高斯函数来更为精确地描述，其中激光束的参数有束腰
2夫琅禾费衍射
宽度ω0 即光束直径最小值 瑞利距离Z(Z=
ω02)。由此可用公式描述非束腰处光束宽度ω(Z)=ω01+。这在激光束并不能较好地近似为平行光时是一种很以便
的近似解决措施，在本实验中由于无法测定光束束腰宽度且激光束发散相称明显几乎相称于一种恒定张角发散的点光源，因此高斯光束的近似解决精度远超过了本实验中其他部分的精度，在本实验中仍认定激光束是平行光。
4．巴比涅原理
巴比涅原理针对互补屏衍射的状况，它指出互补屏导致的衍射场中的复振幅之和等于自由波场的复振幅。也就是说，除几何像点的地方之外，两个互补屏平面产生的衍射图样完全同样。
5．单缝、单丝衍射原理：
如右图所示，a为单缝宽度，缝和屏
之间的距离为V，θ为衍射角，其在观测
屏上的位置为x，x离屏幕中心o的距离
=θ×V，设光源波长为，则有单为
缝夫琅禾费衍射的光强公式为：
sinα2
I=I0
α=πa×sinθ/ 1
式中I0是中心处的光强，和缝宽的平方成正比。
若将所成衍射图样的光强画成函数图象在坐标
系中则所成函数图象大体如右图。除主极强外，次极
强出目前dαdsinαα=0的位置，它们是超越方程
α=tanα的根