衍射光强实验报告.docx

1、衍射光强实验报告单缝衍射光强分布研究教学目的 1 、观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解；2、学会使用衍射光强实验系统，并能用其测定单缝衍射的光强分布； 3、形成实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风。重点：SGS-3型衍射光强实验系统的调整和使用难点： 1）激光光线与光电仪接收管共轴调节； 2）光传感器增益度的正确调整 讲授、讨论、实验演示相结合3 学时一、 实验简介光的衍射现象是光的波动性的一种表现。 衍射现象的存在， 深刻说明了光子的运动 是受测不准关系制约的。 因此研究光的衍射， 不仅有助于加深对光的本性的理解， 也是 近代光学技术（如光谱分析，晶体分析，全息分析，光学信息处理等）

2、的实验基础。衍射导致光强在空间的重新分布，利用光电传感元件探测光强的相对变化，是近 代技术中常用的光强测量方法之一。二、 实验目的1、 学会SGS-3型衍射光强实验系统的调整和使用方法；2、 观察单缝衍射现象，研究其光强分布，加深对衍射理论的理解；3、 学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；4 、学会用衍射法测量狭缝的宽度。三、 实验原理1、单缝衍射的光强分布当光在传播过程中经过障碍物时，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等， 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 single-sli

3、t diffraction 有两种：一种是菲涅耳衍射 Fresnel diffraction ，单 缝距离光源和接收屏receiving SCreen均为有限远near field,或者说入射波和衍射波都 是球面波；另一种是夫琅禾费衍射 Fraunhofer diffraction ，单缝距离光源和接收屏均为无限远far field或相当于无限远，即入射波和衍射波都可看作是平面波亮在用散射角scattering angle极小的激 光器(10-9 疋850疋10；d 计 .3 0.174mmX1级测 3.10汇10狭缝测量值d测=0.175mm ,则狭缝宽度的百分误差比为：d 测一 d 计 0

4、.175 0.174|0.175 00% = 00% =0.57%七、注意事项1、单面测微狭缝不允许超过零位，以保证刃口不被损坏。2、光传感器对光非常敏感，不允许用激光器或其他强光照射。3、激光器电源的正负极不允许错接。激光管两端的高压引线头千万不要拔出，激 光电源空载输出电压高达数千伏，要警惕误触。4、激光束光强极高，切勿用眼睛对视，防止视网膜遭永久性损伤。5、测量过程中要防止回程误差。即测量开始时，应将百分鼓轮按原方向转几圈， 才开始读数测量； 测量过程中百分鼓轮只能沿一个方向旋转， 一旦反转，数据无效， 须 重新调整再开始读数。6、保护光学元件的光学表面，不得触摸光学元件的光学表面。7、

5、实验完成后，不可调动仪器，要等老师检查完数据并认可后才能关机。八、实验指导要点1、简要说明本实验的作用及在近代光学技术中的地位。2、简要介绍本实验内容、原理，主要包括：1）衍射产生的条件及衍射条纹的获得；2）单缝夫朗禾费衍射满足的条件，光强的计算公式，理论的光强分布曲线。3、仪器结构及使用说明1）激光器的结构及使用注意事项；2）一维光强测量光具座和光电流放大器的结构及使用注意事项。4、单缝衍射的调节及光强分布的测量1）讲解和演示操作步骤2）分析说明容易出现的错误，如： 激光器调平：主要是激光器支架上的控制手钮因调节不当，过度扭转，与激光管 接触不好，导致调平困难。 所以利用白屏调节激光束是否进

6、入光电探头的进光口， 这样 操作简便，提高效率，且对实验结果无影响。光传感器增益调节：主要是将增益调节过大，会把外界光、光电探头本身的暗电 流等因素扩大， 造成测的数据误差过大。 所以要适当调节增益， 减少广电探头进光口狭 缝的宽度，来控制进入光电探头光的能量大小。5、强调实验结果的误差分析以及课后思考题的解答要求九、实验思考题1、 激光器输出的光强如有变动，对单缝衍射图样和光强分布曲线有无影响？具体 说明有什么影响？答：（1）对单缝衍射图样无影响。因为dsinr - k，而sinD ,则二： d。在 d、k和相同时，二相等，与光强无关，各级条纹位置不变，衍射图样不变。（2）对光强分布曲线有影

7、响。因衍射角 二并不变动，即x = rD不变化，光强 分布曲线的横坐标不变，而纵坐标变化，则光强分布曲线一定变化。但激光器的功率输 出有起伏是不可避免的，属正常现象。实际上只要起伏变化小于 10%时，对光强分布 曲线并无明显影响。2、 如以矩形孔代替单缝，其衍射图样在长边方向展开得宽，还是在短边方向上展 开得宽些？为什么？答：在长边方向上展开得宽些。因为:A d ,衍射角二与单缝宽度d成反比。缝 变窄时，衍射角比较大；缝加宽时，衍射角减小，各级条纹向中央收缩。所以，在长边 方向上展开得宽些。附录1、实验操作评分标准1、 按规定完成预习任务。（5分）2、 测量原理清楚、激光器连线、使用正确。（1

8、0分）3、 实验操作规范、准确。（15分）4、 干涉条纹质量高。（20分）5、 测量数据合理、记录科学。（35分）6、 在规定时间内完成实验项目。（10分）7、 仪器收拾整齐，仪器使用记录填写完整。（5分） 附录2、实验报告评分标准1、 实验名称、目的、仪器、原理的表述是否完整、合理。 （15分）2、 实验内容与步骤的描述是否清晰、完整、正确。 （15分）3、 数据记录是否完整、准确，数据处理是否正确、清楚、详尽，误差是否在允 许范围内。（40分）5、 完成老师指定的思考题。（10分）6、 文字、图和表格是否清楚、工整。（5分）7、 是否及时提交实验报告。（迟交一周扣5分）注：1、 实验操作、实验报告评分以等级的形式给出： A（ 95分），A（ 90分），A_ （85分）；B+（80分），依此类推，D为不及格。2、 有下列情况实验成绩将作调整：1） 实验有新发现，见解独特、有创新，实验成绩评定后，提高一档。2） 迟到,操作成绩降一档。3） 缺席，该次成绩按O分记。4） 无故迟交报告，实验报告成绩降一档。5） 篡改实验数据，实验操作或实验报告成绩降一档。6） 抄袭报告或数据、实验成绩为 O分。