文档介绍：实验目的：
观察单缝衍射现象及其特点；
b测量单缝衍射的光强分布；
c应用单缝衍射的规律计算单缝缝宽；
实验仪器：
导轨、激光电源、激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置、WJH型数字式 检流计。
实验原理和方法：
——sin/ a a
图5-21单缝衍射的相对光强分布曲线
--^-
- - .打
^^^
单缝衍射的相对光强分布曲线如下图所示,图中各级极大的位置和相应的光强如下
sin申
0
± / a
± / a
± /a
I
I
.
0 0 0 0
应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽
由暗纹条件：a sin申二k九
并由图有：X = Ltan9
kk
由于①很小，所以
X 二 L ①二 kL 九 / a
kk
令b二X — X二L /a （b为两相邻暗纹间距），贝I」
k+1 k
a = L九/b （或a = Lk /X , X为中央明纹半宽度）
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由此可见，条纹间距b正比于L和k，反比于缝宽a。由实验曲线测出b （取平均值）， 即可算出缝宽a。
实验证明，若将单缝衍射的光路图中的单缝换成金属细丝，屏上夫琅和费花样和同样宽度 的单缝衍射花样是一样的，故只需将单缝宽度a用金属细丝直径d代替，就可完全应用以上 的理论和公式。
实验内容和步骤：
实验主要内容是观察单缝衍射现象，测量单缝衍射的光强分布，并计算出缝宽a。
实验中用硅光电池作光强I的测量器件。硅光电池能直接变为电能，在一定的光照范围内， 光电池的光电流i与光照强度I成正比。本实验用的是WJH型数字式检流计，以数字显示来检 测光电流。它是采用低漂移运算放大器、模/数转换器和发光数码管将光电流a进行处理，从 而将光强I以数字显示出来。
，先目测粗调，使各光学元件同轴等高，要注意将激光器调平；
6
5
2
7
曰OO
图5-22测定单缝衍射的一维光强分布装置图
1一导轨;2—激光电源;3—激光器;4—单缝二维调节架;5—小孔屏;
6一一维光强测量装置；7—WJH型数字式检流计。
激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为50cm左右, 加上本实验采用的是方向性很好，发散角1 x 10-3 ~1 x 10-5rad的He — Ne激光作为光源，这
样可满足夫琅和费衍射的远场条件，从而可省去单缝前后的透镜L和L。；
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点亮He — Ne激光器，使激光垂直照射于单缝的刀口上，利用小孔屏调好光路，须特 别注意的是：观察时不要正对电源，以免灼伤眼睛。
将WJH接上电源开机预热15min,将量程选择开关置I档，衰减旋钮置校准为止（顺 时针旋到底，即灵敏度最高）。调节调零旋钮，使数据显示器显示“-000”（负号闪烁）。以后 在测量过程中如果数码管显示“999”，此为超量程知识，可将量程调高一档。如果数字显示 小于 190，且小数点不在第一位时，可将量程减少一档，以充分利用仪器分辨率。
将小孔屏置于光强测量装置之前，调二维调节架，选择所需的单缝缝宽a,观察小孔 屏上的衍射花纹，使它由宽变窄及由窄变宽重复几次，一方面观