單縫衍射試驗試驗報告

單縫衍射實驗、實驗目的.觀察單縫衍射現(xiàn)象，了解其特點。.測量單縫衍射時的相對光強分布。.利用光強分布圖形計算單縫寬度。二、實驗儀器He-Ne激光器、衍射狹縫、光具座、白屏、光電探頭、光功率計。三、實驗原理波長為人的單色平行光垂直照射到單縫上，在接收屏上，將得到單縫衍射圖樣，即一組平行于狹縫的明暗相間條紋。單縫衍射圖樣的暗紋中心滿足條件：=二-＜、.v=［二^… ⑴式中，x為暗紋中心在接收屏上的x軸坐標，f為單縫到接收屏的距離；。為單縫的寬度，k為暗紋級數(shù)。在±1級暗紋間為中央明條紋。中間明條紋最亮，其寬度約為其他明紋寬度的兩倍。實驗裝置示意圖如圖1所示。圖1實驗裝置示意圖光電探頭（即硅光電池探測器）是光電轉換元件。當光照射到光電探頭表面時在光電探頭的上下兩表面產(chǎn)生電勢差AU,AU的大小與入射光強成線性關系。光電探頭與光電流放大器連接形成回路，回路中電流的大小與AU成正比。因此，通過電流的大小就可以反映出入射到光電探頭的光強大小。四、實驗內容.觀察單縫衍射的衍射圖形;精選文檔.測定單縫衍射的光強分布;.利用光強分布圖形計算單縫寬度。五、數(shù)據(jù)處理★(1)原始測量數(shù)據(jù)將光電探頭接收口移動到超過衍射圖樣一側的第3級暗紋處，記錄此處的位置讀數(shù)X(此處的位置讀數(shù)定義為0.000)及光功率計的讀數(shù)P。轉動鼓輪，每轉半圈(即光電探頭每移動0.5mm)，記錄光功率測試儀讀數(shù)，直到光電探頭移動到超過另一側第3級衍射暗紋處為止。實驗數(shù)據(jù)記錄如下：原始數(shù)據(jù)記錄表格(P/Pmax-X)X(mm)a00005D010001.5002.0002.5003.0003.50040004500削0.0130.011O.OOSO.OOd0.0020.00.1C.二州Q.0090.0160.：22PTrraxD.009oonjCCOEOOQSC.COJ0.00.10.003Q.006a.o.i0,0,5X(mm)5ODO5530G.COO6.5007.0007.FOOa.oooa.7c:g.M9.^03CO25CC2CCC13eweC.CD1C.D03C.0120.0”0.046。.二62P/Prrax0.0170.C13CC09C.C04C.C010.002o.ooeQ.O.B0.0310.342X(imm)10,00010,50011.C0311,50312,00012,50013,30013.5C0uoco11500P(mw)C07.C.06900550.032O.OiD0.00.10.0200.0810.1910.354P/PmaK0049[)04600970.0210.0070.0010.013D.0540.1280.237X(imm)15.000IE.50016,00316,50317,00317.50018,00018,5001900019500P(mw)0.56。0.7S3,C2S_/0JJa891.4921.4二12541.D45P/Pmax03750532C6900.832C.9390.9981.0000.945O.S400.700X(mm)20,00020.50021,00321,50322,00322,50023,30023.50024.ODO24.5MRmw]0.0IC0.575C.357C.20JC.C070.023C.CQ.1Q.C090.03C0.353P/PmsitC5430305C2d6C.13ECC53O.DLZ0.0010.0C60.0200.036X(r-m)25,00025.50026,00326,50027JOO27,5002B,3002B,50029,00029.54P(mvy)0.0690.C7LUU63U.0470.0290.0130.0030.0010.00b0.012P/PmaK0.0460.048CM2C.C32C.C19O.OCQ0.QC20.：010.003O.OOSXfr-m)3C.OOO30.50031.DOO31,50032,00032,50033,30033.5C034,00034,500P(mw)0020002500260.0220.0160.0100.0040.0010.004O.DOBP/Prraji.0.0130.0170.01700150.0110.0070.0t)312010.0030.005將表格數(shù)據(jù)由matlab擬合曲線如下:

精選文檔P/Pm—x-X揪合曲線X/mmDE1精選文檔P/Pm—x-X揪合曲線X/mmDE1Ia2 3IEdj5555gg￡77J3RE0口5血也舌Ii115U1?513135idid515155lg1S517力51丁日5巾14：5笈曲：5，715匯12]5注225&&三￡]5三焉罪三外卻5柒皆5期曲：5歸3：53131alia5HffiEP/Pmax★(2根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，計算單縫的寬度。衍射狹縫在光具座上的位置L1=21.20cm.光電探測頭測量底架座L2=92.00cm.千分尺測得狹縫寬度d’=0.091mm.光電探頭接收口到測量座底座的距離△f=6.00cm.則單縫到光電探頭接收口距離為f=L2-L1+^f=92.00cm21.20cm+6.00cm=76.80cm.由擬合曲線可讀得下表各級暗紋距離:各級暗紋±1級暗紋士2級暗紋士3級暗紋距離/mm10.50021.50031.200單縫寬度/mm0.0930.0900.093單縫寬度計算過程：因為人=632.8nm^d=2kf入/△也得d1=(2T768*632.8*10、6)/10.500mm=0.093mm.d2=(2*2*768*632.8*10A-6)/21.500mm=0.090mm.精選文檔d3=(2*3*768*632.8*10A-6)/31.200mm=0.093mm.d=(d1+d2+d3)/3=(0.093+0.090+0.093)/3mm=0.0920mm相對誤差Er=(|d-d’|/d’)*100%=1.1%.六、誤差分析1.1%的誤差比較小，微小誤差產(chǎn)生的原因有：1、L1、L2、d’均存在讀取的偶然誤差。2、在轉動鼓輪移動光電探頭時，每次移動距離與0.5mm間存在一定偶然誤差。3、根據(jù)擬合曲線讀取的暗紋距離存在讀取誤差。4、光電探頭與光功率計本身存在系統(tǒng)誤差，使得讀取功率示數(shù)存在一定誤差。5、真實環(huán)境下操作時可能有自然光的干擾，導致光功率計的數(shù)據(jù)有一定偏差。七、實驗總結1、實驗結果顯示的相對光強分布表明，波長為人的單色平行光垂直照射到單縫上，在接收屏上，得到的單縫衍射圖樣是一組平行于狹縫的明暗相間條紋。單縫衍射圖樣的暗紋中心滿足條件：x=+—fcJl（k=1區(qū),3,…）式中，X為暗紋中心在接收屏上的x軸坐標，f為單縫到接收屏的距離；。為單縫的寬度，k為暗紋級數(shù)。在±1級暗紋間為中央明條紋。中間明條紋最亮，其寬度約為其他明紋寬度的兩倍。2、由波形圖可以很直觀地看出，中央主級大光強最大值遠遠大于其他主級大的光強最大值，又主極大依次向外，各級主極大光強最大值逐漸減小。八、原始數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理過程（拍照之后粘貼在下方）（無此項實驗無效，不給成績）見下兩頁精選文檔0C'0C'；r(?'?U爭琥O.atAom!Gg}&研0Z啖曰⑼64yg工/3員口。1Pg中4yg工/3員口。1Pg中8g,它分、8飛_力。上『03、□邙《OggG.^\6。哼占⑼3QCQ了守oE中號m\e,<W護59N003lljg|2ot?o必自“凡8^?盤下￡口，06￡6口.方浦*?6an；工a3奇5口。| 。,口少X二審同pi飛叫方；g14,o■口f"j1也li^Qw?屈/百田>\GgcWfmi(3中的Gif 弧出^a尸3人世71Ml1”|八疔口W12g?歸JR聞00°風卬°如雙N時g即期？II『2底燈IN,|A]0 1'0*r1?￥1。叼71你孫說3Q迎「E白曾8f巧.兩囤,丁卯叫1gp2牛加2*87工呼君皿。.?？?acw<?。心34a婚工j(?國心8注口了[口o&j此泊i/.wo以；此泊i/.wo以；;《中伊2%W耳BdM$0,oUf(5.02^m叫。吟Q.-QQ[a3Dfd句工3%白532JT??匕甌LJi.OGO5』.『gKcaaHTwg吟。0M,療工1dQ[g白內l4不。日4t?"叫述法45gp

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