实验十五夫琅禾费圆孔衍射湖州师范学院

实验十五 夫琅和费圆孔衍射 实验目的 1、了解圆孔的夫琅和费衍射现象。 2、掌握用衍射测圆孔的直径的方法。 实验装置（图15-1） 1：钠灯 2：小孔（φ1m m ） 3：衍射孔（φ0.2-0.5m m ） 4：三维调节干版架 （SZ-18） 5：透镜 （f ，=70m m ） 6：X 轴旋转二维架 （SZ-06） 7：测微目镜 8：光源二维调节架 （SZ-19） 9：三维平移底座（SZ-01） 10：二维平移底座 （SZ-02） 11：二维平移底座 （SZ-02）910123456 7811 图 15-1 实验原理 原理图如图15-2 ⊗1f−1Ly0PLf ′a圆孔 图 15-2 38衍射图样为图15-3： 图15-3 经理论推导的衍射的光强分布为： 210))(2(mmJII = λθπ=/sin2 am，是一阶贝塞耳函数。 )(1 mJ圆孔衍射的第一暗纹的条件：aλ=θ61.0sin 则中央零级亮纹斑（爱里斑）的角半径： a/61.0λ≈θΔ 线半径：fal′⋅λ=/61.02 爱里斑的直径：λ′=afe22.1 实验中，已知波长，透镜焦距οA5893=λf ′，圆孔半径a，用测微目镜测出爱里斑的直径，从而验证公式λ′=afe22.1 实验内容 1、调整光路，调节衍射条纹。 2、用测微目镜则出爱里斑的直径。 3、验证公式λ′=afe22.1 4、改变圆孔的半径a，进一步测量和验证。 39实验步骤 1）参照图15-1 沿平台米尺安排各器件，调节共轴，获得衍射图样。 2）在黑暗环境用测微目镜测量艾里斑的直径e，据已知波长（λ=589.3nm）、衍射小孔半径a 和物镜焦距 f’，可验证公式λafe'22.1= 实验注意事项 1、圆孔不能太大。 2、观察在焦平面上观察。 3、测圆斑的直径时圆心要选准并两边相切。 4、测量时要避免回程误差。 实验讨论思考题 1、请证明圆孔的夫琅和费衍射的光强分布为：210))(2(mmJII = 2、当圆孔直径增大或减小时，衍射条纹如何变化？ 3、当入射光的波长改变时，衍射条纹如何变化？ 4、如果透镜L 不放，衍射结果如何？ 40实验十六 菲涅耳单缝衍射观察和分析 实验目的 1、了解菲涅耳衍射的条件及观察。 2、了解菲涅耳衍射和夫琅和费衍射的转化。 实验装置（图 16-1） 1：光源二维调节架 （SZ-19） 2：He-Ne 激光器 3：扩束器（f ，=6.2m m ） 4：二维调节架 5：可调狭缝 6：白屏 （SZ-13） 7：升降调节底座（SZ-03） 8：三维平移底座（SZ-01） 9：二维平移底座（SZ-02） 10：升降调节底座（SZ-03）69234581107 图 16-1 实验原理 菲涅耳单缝衍射的原理图如图 16-2 激光器透镜单缝观察屏 ...