北邮电磁场与电磁波测量实验报告2 双缝衍射.docx
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北邮电磁场与电磁波测量实验报告2双缝衍射
北京邮电大学
电磁场与电磁波测量实验
实验报告
实验内容：
双缝衍射实验
迈克尔逊双缝实验
学院：
电子工程学院
班级：
2010211203班
组员：
崔宇鹏张俊鹏章翀
2013年4月18日
实验三双缝衍射实验
一、实验目的
掌握来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的影响。
二、预习内容
电磁波双缝干涉现象
三、实验仪器和设备
DH926B型微波分光仪一台
四、实验原理
当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，每一条狭缝就是次级波波源，由两缝发出的次级波是相干波，在金属板的背后空间将产生干涉现象。
由于入射波通过每个狭缝也有衍射现象，实验将是干涉和衍射两者结合的结果，我们为了只研究主要是来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，令双缝的宽度a接近λ，例如，入射波波长λ=32mm，取缝宽a=40mm，由单缝衍射的一级极小公式
，得
，我们在一级极小范围内研究两束中央衍射波相互干涉现象。
当衍射角Φ适合条件：
（1）
时，两狭缝射出的光波的光程差是波长的整数倍，因而相互加强，形成明纹。
当衍射角Φ适合条件
（2）
时，两狭缝射出的子波的光程差是半波长的奇数倍时，干涉减弱应形成暗纹。
所以干涉加强的角度为
（3）
干涉减弱的角度
（4）
五、实验内容及步骤
1.仪器连接时，预先接需要调整双缝衍射板的缝宽。
2.当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90刻度的一对线一致。
3.转动小平台使固定臂的指针在小平台的180处，此时小平台的0就是狭缝平面的法线方向。
4.这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角0开始，在双缝的两侧使衍射角每改变1读取一次表头读数，并记录下来。
5.这时就可画出双缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
此实验曲线的中央较平，甚至还有稍许的凹陷，这可能是由于衍射板还不够大之故。
由于衍射板横向尺寸小，所以当b取得较大时，为了避免接收喇叭直接收到发射喇叭的发射波或通过板的边缘过来的波，活动臂的转动角度应小些。
图双缝衍射实验的仪器布置
六、实验报告
（1）双缝衍射实验a=40mm;b=80mm;λ=32mm
角度（度）
左侧（μA）
右侧（μA）
0
96
96
1
86
94
2
66
85
3
46
70
4
30
47
5
14
30
6
2
13
7
2
6
8
2
3
9
4
3
10
6
5
11
10
11
12
14
20
13
26
30
14
30
34
15
50
42
16
62
50
17
80
64
18
84
75
19
84
80
20
74
77
21
60
66
22
48
55
23
30
40
24
22
28
25
14
20
26
8
14
27
6
14
28
6
12
29
6
14
30
6
12
31
5
10
32
5
10
33
8
8
34
14
8
35
22
10
36
36
18
37
40
25
38
46
30
39
48
38
40
46
38
41
36
40
42
24
38
43
18
34
44
6
20
45
2
8
46
0
4
47
0
2
48
0
0
49
0
0
50
0
0
51
0
0
52
1
8
53
4
10
54
6
9
55
8
8
56
8
6
57
6
6
58
2
2
59
2
0
60
2
0
数据分析：
理论极大
实际极大
理论极小
实际极小
左侧
15.466
18
23.578
28
右侧
15.466
19
23.578
29
（2）双缝衍射实验a=40mm;b=70mm;λ=32mm
角度（度）
左侧（μA）
右侧（μA）
0
90
82
1
60
84
2
66
84
3
46
76
4
30
64
5
15
51
6
6
38
7
2
20
8
0
10
9
0
5
10
0
2
11
2
2
12
2
3
13
4
6
14
8
8
15
14
14
16
24
22
17
40
34
18
62
53
19
74
82
20
82
100
21
80
100
22
73
100
23
58
100
24
44
92
25
28
72
26
14
50
27
5
30
28
2
14
29
0
6
30
0
2
31
0
1
32
0
0
33
0
0
34
0
0
35
0
2
36
2
10
37
5
28
38
13
40
39
20
56
40
28
58
41
30
58
42
29
58
43
26
50
44
22
38
45
12
16
46
6
6
47
4
0
48
4
0
49
4
4
50
7
16
51
12
18
52
15
20
53
13
20
54
10
18
55
7
6
56
4
4
57
2
2
58
1
2
59
0
2
60
0
2
数据分析：
理论极大
实际极大
理论极小
实际极小
左侧
18.663
20
28.685
30
右侧
18.663
19
28.685
32
（3）双缝衍射实验a=40mm;b=50mm;λ=32mm
角度（度）
左侧（μA）
右侧（μA）
0
88
90
1
82
90
2
74
90
3
64
84
4
55
76
5
40
66
6
18
52
7
16
42
8
8
26
9
4
12
10
2
4
11
2
1
12
1
0
13
0
0
14
0
0
15
1
0
16
2
2
17
7
4
18
16
12
19
27
28
20
35
50
21
42
58
22
46
62
23
46
66
24
44
66
25
37
62
26
28
50
27
18
40
28
12
28
29
8
14
30
6
8
31
6
6
32
7
4
33
9
8
34
10
14
35
7
16
36
4
14
37
2
10
38
0
6
39
0
4
40
0
4
41
0
6
42
2
8
43
2
8
44
2
6
45
2
2
46
0
0
47
0
0
48
0
0
49
0
2
50
1
8
51
4
8
52
6
8
53
8
10
54
9
14
55
8
12
56
6
8
57
4
4
58
3
6
59
3
2
60
3
2
数据分析：
理论极大
实际极大
理论极小
实际极小
左侧
23.578
23
36.870
30
右侧
23.578
22
36.870
31
七、思考题
（1）阐述a,b变化对干涉产生的影响？
随着a,b的增大，极大与极小条纹的角度均在减小，各个极大的取值均有所减小。
随着b的增大，衍射现象变得明显，会出现衍射条纹。
（2）假设b趋近与0，实验结果的变化趋势将如何？
干涉条纹将变成单缝衍射条纹。
实验四迈克尔逊干涉实验
一、实验目的
掌握平面波长的测量方法
二，预习内容
迈克尔孙干涉现象。
三、实验仪器和设备
DH926B型微波分光仪1台
四、实验原理
迈克尔逊干涉实验的基本原理见图1，在平面波前进的方向上放置成450的半透射板。
由于该板的作用，将入射波分成两束波，一束向A方向传播，另一束向B方向传播。
由于A、B处全反射板的作用，两列波就再次回到半透射板并到达接收喇叭处。
于是接收喇叭收到两束同频率，振动方向一致的两个波。
如果这两个波的位相差为2π的整数倍。
则干涉加强；当位相差为π的奇数倍则干涉
A（固定反射板）
发射喇叭
接收喇叭B（可移反射板）
图1：
迈克尔逊干涉实验
减弱。
因此在A处放一固定板，让B处的反射板移动，当表头指示从一次极小变到又一次极小时，则B处的反射板就移动λ／2的距离．因此有这个距离就可求得平面波的波长。
五、实验内容及步骤
1.使两喇叭口面互成900。
半透射板与两喇叭轴线互成450。
2.将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上。
3.插上反射板，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线一致，可移反射板的法钱与发射喇叭轴线一致。
4.实验时将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋转读数机构上的手柄使反射扳移动，从表头上测出（n＋1）个极小值，并同时从读数机构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L。
则波长
实验仪器布置如上图。
六、实验报告
1（mm）
2（mm）
3（mm）
D1
8.750
7.995
8.000
D2
26.325
26.948
28.021
D3
44.948
45.139
45.361
D4
61.440
60.580
60.983
波长
35.127
35.057
35.322
平均
35.169
七、思考题
测量波长时，介质板位置如果旋转90度，将会出现什么现象，能否准确测量波长？
依然可以产生相互干涉，但是由于第二路径的波的传播路径极长，衰减较大，所以，产生的干涉不是十分的明显。
测量可能不够准确。
八、实验总结
本次实验在上次单缝衍射实验基础上，开展了双缝衍射实验，并进行了迈克尔逊干涉实验，通过动手实践我们进一步从实践的角度验证了电磁波的物理学原理，实验中难免有一些干扰和误差，不过都是在合理的误差范围内。
通过这次实验，进一步培养了我们科学严谨的实验作风，为今后的学习奠定了基础。
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