單縫衍射實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、單縫衍射實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察單縫衍射現(xiàn)象，了解其特點(diǎn)。2測(cè)量單縫衍射時(shí)的相對(duì)光強(qiáng)分布。3利用光強(qiáng)分布圖形計(jì)算單縫寬度。二、實(shí)驗(yàn)儀器He-Ne激光器、衍射狹縫、光具座、白屏、光電探頭、光功率計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)原理波長(zhǎng)為入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：f=二一：(1)式中，x為暗紋中心在接收屏上的x軸坐標(biāo)，f為單縫到接收屏的距離；a為單縫的寬度，k為暗紋級(jí)數(shù)。在1級(jí)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(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示。救汽蓋猿繽光電冴頭DDDDDD光屯濟(jì)改倉(cāng)器圖1實(shí)驗(yàn)裝置

2、示意圖光電探頭(即硅光電池探測(cè)器)是光電轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)光照射到光電探頭表面時(shí)在光電探頭的上下兩表面產(chǎn)生電勢(shì)差U,AU的大小與入射光強(qiáng)成線性關(guān)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川成正比。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(qiáng)大小。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1觀察單縫衍射的衍射圖形;2測(cè)定單縫衍射的光強(qiáng)分布；3利用光強(qiáng)分布圖形計(jì)算單縫寬度。五、數(shù)據(jù)處理（1）原始測(cè)量數(shù)據(jù)將光電探頭接收口移動(dòng)到超過衍射圖樣一側(cè)的第3級(jí)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(jì)的讀數(shù)P。轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，每轉(zhuǎn)半圈（即光電探頭每移動(dòng)0.5mm），記錄光功率測(cè)試儀讀數(shù)，直到光電探

3、頭移動(dòng)到超過另一側(cè)第3級(jí)衍射暗紋處為止。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：原始數(shù)據(jù)記錄表梧（P/Pmax-XlK(mm)0000)50010001.5002.0002.5003.0003.5004.0004.500P(mvu)0.0130.0110.038O.OOd0.0020.00.1C.?MQ.0090.0160.：22P/PmaKD.0090.C37CCOEC.C03C.C010.0010.003Q.006a.o.i0.0_5Xgm)5ODO55306COO6.5007.0007b00a.oooa.jc:g.ao:9.03P(mw)CO25CC2CCC13c.ooeC.CD1C.D03C.0120.02

4、70.0460.：62P/Pmax0.0170.C13CC09C.C04C.C010.002o.coeQ.O_B0.0310.D42Xfmm)10.00010.50011.C0311.50312.00012.50013.00013.5C0uocoU5D0P(mw)C07_C.0690.0550.032O.OiD0.00丄0.0200.0810.1910.354P/Pmar0049)046)0970.0210.0070.0010.013D.0540.12B0.237Xmm)15.000IE.50016.00016.50317.00317.50010.3001B.5DDJ9.0CDJ9.5D0P(

5、mw)0.56C0.793_C2S_.24J_/0J1.4391.4921.4_：1.2541.D45P/Pmax03750532C690C.832C.9390.9981.0000.94：O.S400.700Xmm)20.00020.50021.00321.50022.00322.50023.30023.5002400024500P(mw)0.01C0.575C.35702mC.CB70.023C.CQ.1Q.C090.03C0.D53P.TmaitC5430335C2d6C.13ECC53O.DLZ0.0010.0C60.0200.036X(mm)25.00025.50026.00326.5

6、032700027.5002B.30C28.50029.00029.5?0P(mw)0.0690.C7LUU63U.047G.G2a0.013Q.0&30.0010.00b0.012P/PmaK0.046D.0i8C.0i2C.C32c.cig00090.0C20J0010.0030.003Xfmm)30.00030.50031.JO031.50032.00032.50033.0003350034.00034.500P(mw)0020002500260.0220.0160.0100.0040.0010.0040.000P/Pmax0.0130.0170.0170.01E0.0110.0070.

7、0t30.0010.003005將表格數(shù)據(jù)由matlab擬合曲線如下:（2）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)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(cè)頭測(cè)量底架座L2=92.00cm.千分尺測(cè)得狹縫寬度d=0.091mm.光電探頭接收口到測(cè)量座底座的距離&=6.000則單縫到光電探頭接收口距離為f=L2-L1+Af=92.00cm21.20cm+6.00cm=76.80cm.由擬合曲線可讀得下表各級(jí)暗紋距離:各級(jí)暗紋士1級(jí)暗紋士2級(jí)暗紋士3級(jí)暗紋距離/mm10.50021.50031.200單縫寬度/mm0.0930.0900.093單縫寬度計(jì)算過程：因?yàn)槿?632.8nm.由d=

8、2kf入/AXi,得d1=(2*1*768*632.8*10A-6)/10.500mm=0.093mm.d2=(2*2*768*632.8*10A-6)/21.500mm=0.090mm.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(duì)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(zhuǎn)動(dòng)鼓輪移動(dòng)光電探頭時(shí)，每次移動(dòng)距離與0.5mm間存在一定偶然誤差。3、根據(jù)擬

9、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(jì)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(shí)環(huán)境下操作時(shí)可能有自然光的干擾，導(dǎo)致光功率計(jì)的數(shù)據(jù)有一定偏差。七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的相對(duì)光強(qiáng)分布表明，波長(zhǎng)為入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：fX=+kA（k=1,23）式中，X為暗紋中心在接收屏上的X軸坐標(biāo)，f為單縫到接收屏的距離；a為單縫的寬度，k為暗紋級(jí)數(shù)。在1級(jí)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(jí)大光強(qiáng)最大值遠(yuǎn)

10、遠(yuǎn)大于其他主級(jí)大的光強(qiáng)最大值，又主極大依次向外，各級(jí)主極大光強(qiáng)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(wú)此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)無(wú)效，不給成績(jī)）見下兩頁(yè)00000000$(mw)0則X(也切pcmw)牛燉7oilX3切)p(fw)Q.0(.000/Jix)2。0。2丁00j.go打84:000快O|08*O0c40.Qo2O.g0MG0O?GQl6ERQda護(hù)g7-鉄EOQX0Qoo疔.OOC。門e.O巧6。左6。戸。0吋甲如o.062TTo。I牛gp(牛亦尸ww)0*8小珂吋&0用mm)7腫owI&W厲goj?(rnw)i.tMI比0|屮/5m)也烝2,g2p5W0?？蒕Q2J0.

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