單縫衍射光強分布實驗報告

單縫衍射光強分布【實驗目的】1.定性觀察單縫衍射現(xiàn)象和其特點。2.學會用光電元件測量單縫衍射光強分布，并且繪制曲線?！緦嶒瀮x器】儀器名稱光學導軌激光器接收器數(shù)字式檢流計衍射板型號【實驗原理】光波遇到障礙時，波前受到限制而進入障礙后方的陰影區(qū)，稱為衍射。衍射分為兩類：一類是中場衍射，指光源與觀察屏據(jù)衍射物為有限遠時產(chǎn)生的衍射，稱菲涅爾衍射；一類是遠場衍射，指光源與接收屏距衍射物相當于無限遠時所產(chǎn)生的衍射，叫夫瑯禾費衍射，它就是平行光通過障礙的衍射。夫瑯禾費單縫衍射光強I=I0(sinβ)2β2;其中β=πa上圖中θ為衍射角，a為縫寬?！緦嶒瀮?nèi)容】定性觀察衍射現(xiàn)象1.按激光器、衍射板、接收器（屏）的順序在光節(jié)學導軌上放置儀器，調(diào)節(jié)光路，保證等高共軸。衍射板與接收器的間距不小于1m。2.觀察不同形狀衍射物的衍射圖樣，記錄其特點。（二）測量單縫衍射光強分布曲線1.選擇一個單縫，記錄縫寬，測量-2到+2級條紋的光強分布。要求至少測30個數(shù)據(jù)點。2.測量縫到屏的距離L。3.以sinθ為橫坐標，I/I0【實驗步驟】1.擺好實驗儀器，布置光路如下圖順序為激光器—狹縫—接收器—數(shù)字檢流計，其中狹縫與出光口狹縫寬度a：0.476mm單縫與接收器的距離L：1396mm由于衍射角很小，sinθ2.光強記錄(附圖)【數(shù)據(jù)處理】光強分布曲線相對誤差(3)誤差分析1.接收屏上的中間亮條紋與置物軌的軸的位置存在細小偏差，可能未完全做到在同一直線上，使得條紋位置與衍射物和接收屏距離之比無法近似衍射角（在衍射角十分小的情況下）。2.實驗儀器的準確度：實驗中用于測量光強分布的儀器在選擇量程時根據(jù)出現(xiàn)最大值選擇的合適量程為最大量程200μA；但是因為量程范圍不斷增大增大，使得小數(shù)點后的精確位數(shù)減少，在測后幾級亮條紋及暗條紋時，由于光強過小，導致測出數(shù)據(jù)的準確度不高，測得的數(shù)據(jù)可能不完全準確。3.在實驗室有光的條件下，存在其他雜光的干擾，使得實驗數(shù)據(jù)不夠精確。4．可能還有實驗中的一些錯誤操作，在測量光強分布時，應該從左邊第二級明條紋到右邊第二條明條紋，在該過程中，轉(zhuǎn)動滾輪的方向發(fā)生變化會影響測的數(shù)據(jù)的準確度?！究偨Y(jié),反思與討論】(1)總結(jié)：1.各級最大值光強不相同，中央最大值的光強最大，其他各級明條紋的最大值都遠少于中央明條紋最大值的光強。并且隨著級數(shù)的增加瞬間減少，第一級的最大值要遠遠小于中央明條紋的最大值。(2)反思：1.在實驗開始調(diào)光路的時候，應特別注意各個光學元件的等高共軸，在有導軌存在的條件下，應該以導軌作為標準。2．在最開始的實驗過程中，忽略了前提條件即，使中央明條紋在接收屏上的位置和衍射物以及激光源位于同一直線，使得在實驗過程中記錄的數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差，此時用位相差與衍射物與光探頭之間的距離之比近似衍射角是不正確的。3.在轉(zhuǎn)動手輪測量光電流值時，要合理掌握相鄰兩組數(shù)據(jù)