单缝衍射光强分布 【实验目的】 1.定性观察单缝衍射现象和其特点。 2.学会用光电元件测量单缝衍射光强分布,并且绘制曲线。 【实验仪器】 【实验原理】 光波遇到障碍时,波前受到限制而进入障碍后方的阴影区,称为衍射。衍射分为两类:一类是中场衍射,指光源与观察屏据衍射物为有限远时产生的衍射,称菲涅尔衍射;一类是远场衍射,指光源与接收屏距衍射物相当于无限远时所产生的衍射,叫夫琅禾费衍射,它就是平行光通过障碍的衍射。 夫琅禾费单缝衍射光强I = I0(sin β)2β2;其中β = πa sin θλ;a 为缝宽,θ为衍射角,λ为入射光波长。 上图中θ为衍射角,a 为缝宽。 仪器名称 光学导轨 激光器 接收器 数字式检流计 衍射板 型号 【实验内容】 (一) 定性观察衍射现象 1.按激光器、衍射板、接收器(屏)的顺序在光节学导轨上放置仪器,调节光路,保证等高共轴。衍射板与接收器的间距不小于1m。 2.观察不同形状衍射物的衍射图样,记录其特点。 (二)测量单缝衍射光强分布曲线 1.选择一个单缝,记录缝宽,测量-2 到+2 级条纹的光强分布。要求至少测30 个数据点。 2.测量缝到屏的距离L。 3.以sin θ为横坐标,I/I0为纵坐标绘制曲线,在同一张图中绘出理论曲线,做比较。 【实验步骤】 1.摆好实验仪器,布置光路如下图 顺序为激光器—狭缝—接收器—数字检流计,其中狭缝与出光口的距离不大于10cm,狭缝与接收器的距离不小于1m。 2.调节激光器水平,即可拿一张纸片,对准接收器的中心,记下位置,然后打开激光器,沿导轨移动纸片,使激光器的光点一直打纸片所记位置,即光线打过来的高度要一致。 3.再调节各光学元件等高共轴,先粗调,即用眼睛观察,使得各个元件等高;再细调,用尺子量取它们的高度(狭缝的高度,激光器出光口的高度,接收器的中心),调节升降旋钮使其等高,随后用一纸片,接到光源发出的光,以其上的光斑位置作为参照,依次移动到各个元件前,调节他们的左右(即调节接收器底座的平移螺杆,狭缝底座的平移螺杆)高低,使光线恰好垂直照到元件的中心。 4.调节狭缝宽度,使光束穿过,可见衍射条纹,调节宽度,使条纹中心亮纹的宽度约为 5mm,且使得条纹最亮,而数字检流计的读数最大,经过上述调节后,上述任何一个旋钮的改变都会使读数变小。 5.测量光强,先遮住接收器的光探头,选择合适的档位,并对读数进行调零,(若不能调零,则记下该处误 差 ,在 得到实 验 数据 后减去...