




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)
圓孔衍射
實(shí)驗(yàn)圓孔衍射1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
(1)觀察圓孔衍射現(xiàn)象,加深對(duì)衍射理論的理解。
(2)學(xué)會(huì)用光電元件測(cè)量圓孔衍射的相對(duì)光強(qiáng)分布,并掌握其分布規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)儀器He-Ne激光器、單縫及二維調(diào)節(jié)架、光電探測(cè)器及移動(dòng)裝置、數(shù)字式萬(wàn)用表和鋼卷尺等。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?三、實(shí)驗(yàn)原理圓孔衍射的理論基礎(chǔ)是惠更斯-菲涅耳原理。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到,在沿光傳播方向的圓孔的中軸線上,光強(qiáng)總是極大(設(shè)平面光波沿圓孔軸線傳播)。偏開(kāi)中軸線一定角度,諸子波相干疊加正好相消,則出現(xiàn)第一級(jí)暗線。由于圓孔激起子波的軸對(duì)稱性,暗線將是暗環(huán),再增大偏開(kāi)中軸線角度,可得到一系列暗環(huán),暗環(huán)之間為亮環(huán),即衍射次極大。直徑為D的圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射光強(qiáng)的徑向分布可通過(guò)貝塞爾函數(shù)表示。夫瑯和費(fèi)圓孔衍射圖樣的中央圓形(零級(jí)衍射)亮斑通常稱為艾里斑,艾里斑的大小可用半角寬度即第一級(jí)暗環(huán)對(duì)應(yīng)的衍射角表示為
三、實(shí)驗(yàn)原理3
圓孔衍射各極小值的位置(衍射角)在0.610π、1.116π、1.619π、…處,各極大值的位置(衍射角)在0、0.0819π、0.133π、0.187π、…處,其相對(duì)光強(qiáng)I/I0依次為1、0.0175、0.042、0.0016、…。零級(jí)衍射的圓亮斑集中了衍射光能量的83.8%。夫瑯和費(fèi)衍射不僅表現(xiàn)在單縫衍射中,還表現(xiàn)在小孔衍射中,如圖3-10-1所示。圓孔衍射各極小值的位置(衍射角)在0.610π、1.14圖3-10-1圓孔衍射示意圖
圖3-10-1圓孔衍射示意圖5圖中,平行的激光束垂直地入射到圓孔光闌1上,衍射光束被透鏡2會(huì)聚在它的焦平面3上。若在此焦平面上放置一接收屏,將呈現(xiàn)出衍射條紋。衍射條紋為同心圓,它集中了84%以上的光能量。屏上P點(diǎn)的光強(qiáng)分布為(3-10-1)為一階貝塞爾函數(shù),它可以展開(kāi)成x的級(jí)數(shù):(3-10-2)圖中,平行的激光束垂直地入射到圓孔光闌1上,衍射光束被透6式中,x可以用衍射角θ及圓孔半徑a表示為
(3-10-3)式中,λ是激光波長(zhǎng)(He-Ne激光器的λ=623.8nm)。衍射圖樣的光強(qiáng)極小點(diǎn)就是一階貝塞爾函數(shù)的零點(diǎn),即x0=3.832,7.0162,0.174,13.32,…;衍射圖樣的光強(qiáng)極大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的x=5.136,8.460,11.620,13.32,…。中央光斑(第一暗環(huán))的直徑為D。屏上P點(diǎn)的位置由衍射角θ確定。若屏上P點(diǎn)離中心O點(diǎn)的距離為r(r≈fsinθ),則中央光斑的直徑D為(3-10-4)式中,x可以用衍射角θ及圓孔半徑a表示為(3-107式中,x01=3.832是一階貝塞爾函數(shù)的第一個(gè)零點(diǎn)。同理,可推算出第n個(gè)暗環(huán)直徑Dn為所以
(3-10-5)式中,x0n是一階貝塞爾函數(shù)的第n個(gè)零點(diǎn)(n=1,2,3,…)。由式(3-10-4)可知,只要測(cè)得中央光斑的直徑D,便可求得小孔半徑a。式中,x01=3.832是一階貝塞爾函數(shù)的第一個(gè)零點(diǎn)。同理,8四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(1)調(diào)整光路。調(diào)整激光束、單縫及光電檢測(cè)器,使其達(dá)到同軸等高。激光垂直照射在單縫平面上,接收屏與圓孔之間的距離大于1m。調(diào)節(jié)光電檢測(cè)器使透光縫約為1mm。
(2)觀察圓孔衍射現(xiàn)象。將激光束照亮圓孔,在接收裝置處先用接收屏進(jìn)行觀察,調(diào)節(jié)圓孔左右位置,使衍射花樣對(duì)稱。
觀察衍射條紋的變化,觀察各級(jí)明紋的光強(qiáng)變化。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容9
(3)測(cè)量衍射條紋的相對(duì)光強(qiáng)。①本實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換,用雙量程的光功率計(jì)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量從低量程開(kāi)始,為避免儀器零點(diǎn)漂移的影響,最好不要換量程。②從一側(cè)衍射條紋第三級(jí)暗環(huán)開(kāi)始,記下游標(biāo)卡尺的讀數(shù)。同方向移動(dòng)游標(biāo),每間隔0.5mm讀一次光功率計(jì)數(shù)值,一直測(cè)到另一側(cè)第三級(jí)暗環(huán)為止。(3)測(cè)量衍射條紋的相對(duì)光強(qiáng)。10(4)測(cè)量圓孔直徑a。
利用公式
(3-10-6)通過(guò)測(cè)量f,計(jì)算中央光斑的直徑D0,計(jì)算小孔半徑a。
(4)測(cè)量圓孔直徑a。利用公式(3-10-6)11五、數(shù)據(jù)記錄及處理
(1)自己設(shè)計(jì)表格,記錄數(shù)據(jù)。
(2)將所測(cè)得的I值做歸一化處理,即將所測(cè)的數(shù)據(jù)與中央主極大取相對(duì)比值I/I0(稱為相對(duì)光強(qiáng)),在直角坐標(biāo)紙上描出I/I0~x曲線。
(3)在圖中找出各次極大的位置與相對(duì)光強(qiáng),分別與理論值進(jìn)行比較。五、數(shù)據(jù)記錄及處理12
(4)圓孔的測(cè)量。①在所描出的分布曲線上,確定n=1時(shí)的暗環(huán)的直徑D,將D值與f值代入式(3-10-6)中,計(jì)算圓孔直徑a。測(cè)三次,求出算術(shù)平均值,并與給定值進(jìn)行比較。②取n=1、2、3、…,測(cè)出第1、2、3、…個(gè)暗環(huán)的直徑D1、D2、D3、…,代入式(3-10-5),分別計(jì)算出圓孔半徑a,并求出
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 合同管理制度職責(zé)
- 農(nóng)業(yè)科技園區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理手冊(cè)
- 2025年毫州考從業(yè)資格證貨運(yùn)試題
- 家政公司家政服務(wù)合同
- 建筑鋼筋班組合同8篇
- 購(gòu)銷合同格式
- 房屋代理出租合同
- 建繼續(xù)教育建設(shè)工程合同管理
- 2025年景德鎮(zhèn)貨運(yùn)從業(yè)資格證考試試題及答案
- 第07講 文言文翻譯 講義 中考語(yǔ)文復(fù)習(xí)
- 2024-2025學(xué)年八年級(jí)地理下冊(cè)第七章《南方地區(qū)》檢測(cè)卷(人教版)
- 2025年湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院?jiǎn)握新殬I(yè)技能測(cè)試題庫(kù)參考答案
- 《ISO 56000-2025創(chuàng)新管理 基礎(chǔ)和術(shù)語(yǔ)》之1:“引言+范圍+術(shù)語(yǔ)和定義”專業(yè)深度解讀與應(yīng)用指導(dǎo)材料(雷澤佳編寫2025A0)-1-150
- DB37-T4817-2025 瀝青路面就地冷再生技術(shù)規(guī)范
- 2025年公共營(yíng)養(yǎng)師三級(jí)理論試題及答案
- 提高設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓一次安裝合格率
- 煤礦防治水安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)分表
- 2024年科技節(jié)小學(xué)科普知識(shí)競(jìng)賽題及答案(共100題)
- 2025年度教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)協(xié)議3篇
- 氧氣管道吹掃、打壓方案
- 第28課 改革開(kāi)放和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的巨大成就 教學(xué)設(shè)計(jì)(表格式)必修 中外歷史綱要(上)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論