实验测定单缝衍射的光强分布

实验 测定单缝衍射的光强分布实验目的１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。２．会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。３．学会用衍射法测量微小量。实验仪器激光器，单缝，硅光电

实验测定单缝衍射的光强分布 实验目的 １．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。 ２．会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。 ３．学会用衍射法测量微小量。 实验仪器 激光器，单缝，硅光电池，读数显微镜，光点检流计和米尺。 实验原理 １．单缝衍射的光强分布及单缝宽度的测量 当光在传播过程中经过障碍物，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时，一部分 光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。如果障碍物的尺寸与波长相近，那么，这样的衍 射现象就比较容易观察到。 单缝衍射有两种：一种是菲涅耳衍射，单缝距光源和接收屏均为有限远或者说入射波和 衍射波都不都是球面波；另一种是夫琅和费衍射，单缝距光源和接收屏均为无限远或者相当 于无限远，即入射波和衍射波都可看作是平面波。 0.10.3 在用散射角极小的激光器产生激光束，通过一条很细的狭缝（～毫米宽），在狭 1.5 缝后大于米的地方放上观察屏，就可看到衍射条纹，它实际上就是夫琅和费衍射条纹， 5—9—1 如图所示。当在观察屏位置处放上硅光电池和读数显微镜装置，与光点检流计相连 的硅光电池可在垂直于衍射条纹的方向移动，那么光点检流计所显示出来的硅光电池的大小 5—9—2 就与落在硅光电池上的光强成正比。如图所示的实验装置。 —— 当激光照射在单缝上时，根据惠更斯菲涅耳原理，单缝上每一点都可看成是向各个 方向发射球面子波的新波源。由于子波迭加的结果，在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗 相间的条纹。 由理论计算可得，垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布的规律为 5—9—1 （） 式中，是狭缝宽，是波长，是单缝位置到光电池位置的距离，是从衍射条纹 5—9—3 的中心位置到测量点之间的距离，其光强分布如图所示。 当相同，即相同时，光强相同，所以在屏上得到的光强相同的图样是平行于狭缝的 条纹。当时，，，在整个衍射图样中，此处光强最强，称为中央主极大； 当，即时，在这些地方为暗条纹。暗条纹是 以光轴为对称轴，呈等间隔、左右对称的分布。中央亮条纹的宽度可用的两条 PAGE1