大學(xué)物理光學(xué)的衍射論文1000字

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試驗(yàn)十：光柵衍射

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．觀看光線通過(guò)光柵后的衍射光譜。2．學(xué)會(huì)用光柵衍射測(cè)定光波波長(zhǎng)的方法。3．學(xué)會(huì)用光柵衍射原理測(cè)定光柵常數(shù)。4．進(jìn)一步熟識(shí)分光計(jì)的調(diào)整和使用方法。

二、試驗(yàn)儀器

分光計(jì)光柵鈉光燈平面反射鏡

三、試驗(yàn)原理

光柵是有大量的等間隔、等寬度的狹縫平行放置組成的一種光學(xué)元件。設(shè)狹縫寬度（透光部分）為a，不透光部分為b，則a?b為光柵常數(shù)。

設(shè)單色光垂直照耀到光柵上，光透過(guò)各個(gè)狹縫后，向各個(gè)方向發(fā)生衍射，衍射光經(jīng)過(guò)透鏡后會(huì)聚后相互干涉，在焦平面上形成一系列的被相當(dāng)寬的暗區(qū)分開(kāi)的光明條紋。

衍射光線與光柵平面的夾角稱為衍射角。設(shè)衍射角為?的一束衍射光經(jīng)透鏡會(huì)聚到觀看屏的點(diǎn)。在P點(diǎn)消失明條紋還是暗條紋打算于這束衍射光的光程差。

由于光柵是等寬、等間距，任意兩個(gè)相鄰縫的衍射光的光程差是相等的，兩個(gè)相鄰狹縫的衍射光的光程差為(a?b)sin?，假如光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，在P點(diǎn)就消失明條紋，即

(a?b)sin???k?

(k?0,1,2,?)這就是光柵方程。

從上式可知，只要測(cè)出某一級(jí)的衍射角，就可計(jì)算出波長(zhǎng)。

四、試驗(yàn)步驟

1、調(diào)整分光計(jì)。

使望遠(yuǎn)鏡、平行光管和載物臺(tái)都處于水平狀平行光管發(fā)出平行光。2、安置光柵

將光柵放在載物臺(tái)上，讓鈉光垂直照耀到光柵可以看到一條光明而且很細(xì)的零級(jí)光譜，左右轉(zhuǎn)動(dòng)鏡觀看第一、二級(jí)衍射條紋。

（

態(tài)，

）上

。

望遠(yuǎn)

3．測(cè)定光柵衍射的第一、二級(jí)衍射條紋的衍射角?，并記錄。

五、數(shù)據(jù)記錄

?1?[(?1??1)（右邊讀數(shù)）+(?1??1)（右邊讀數(shù)）]/4?2?[(?2??2)（右邊讀數(shù)）+(?2??2)（右邊讀數(shù)）]/4

六、數(shù)據(jù)處理

將上表中的?1、?2分別代入光柵方程(a?b)sin??k?計(jì)算出6個(gè)波長(zhǎng)，（a?b?

1

mm）300

?1??2??3??4??5??6?

計(jì)算平均波長(zhǎng)：?

肯定誤差：???（取平均波長(zhǎng)與6個(gè)波長(zhǎng)的差中的最大者）相對(duì)誤差：E??

??

?100%?

結(jié)果表示：??(???)nm?nm。

七、思索題

試驗(yàn)十一：邁克爾遜干涉

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、把握邁克爾遜干涉儀的干涉原理，學(xué)習(xí)其使用方法；

2、觀看邁克爾遜干涉儀的等頃干涉的特點(diǎn)；3、測(cè)量He?Ne激光的波長(zhǎng)。

二、試驗(yàn)儀器

邁克爾遜干涉儀多光束激光電源

三、試驗(yàn)原理

邁克爾遜干涉儀主要光路如圖，G2G1為分光板，

為補(bǔ)償板。由激光源S發(fā)出的光線1入到背面有鍍膜的分束鏡G1上，光線被分為光線2和光線3。光線2由G1反射到反射鏡M1，再經(jīng)M1反射，穿過(guò)G1到達(dá)觀測(cè)屏E。光線3由G1透射，經(jīng)G2入射到M2上，經(jīng)M2反射，穿過(guò)G2，由G1反射到E。光線2，3在E相遇，這兩束相干

光產(chǎn)生干涉。這兩束光可以認(rèn)為是從M1和M2的虛象M2反射的反射光。由于M1和M2嚴(yán)格垂直，因此M1和M2嚴(yán)格平行，全部經(jīng)M1和M2的反射光經(jīng)透鏡會(huì)聚到焦平面E上，不同入

射角的光線會(huì)聚到E的不同位置，相同入射角的光線形成等傾條紋，其外形為一系列的同心圓環(huán)。當(dāng)入射角為i時(shí)，光程差滿意??2dcosi?k?時(shí)，在焦平面上形成亮條紋。i?0時(shí)，

??2d?N?。當(dāng)M1移動(dòng)時(shí)，可以看到干涉條紋從中心一環(huán)一環(huán)的“冒出”或“陷進(jìn)”，M1每移動(dòng)?/2，中心就會(huì)“冒出”或“陷進(jìn)”一環(huán)條紋，因此測(cè)量M1移動(dòng)的距離?d和條紋變化的條數(shù)?N可以計(jì)算出入射光的波長(zhǎng)，即??

2?d

。?N

四、試驗(yàn)步驟

1、調(diào)整干涉儀調(diào)整干涉儀下面的三個(gè)調(diào)平螺釘，使干涉儀處于水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪使M1的指針在30--40mm。

2、儀器調(diào)整打開(kāi)電源，點(diǎn)亮激光器，使激光經(jīng)G1反射和透射后能照亮M1和M2的大部分。移開(kāi)觀測(cè)屏E，可以看到由M1和M2反射的兩排光點(diǎn)，調(diào)整M1和M2后的三個(gè)調(diào)整螺釘，選兩排光點(diǎn)中亮度最大的兩個(gè)光點(diǎn)重合。從觀測(cè)屏E上能看到干涉條紋。

3、測(cè)量He-Ne激光波長(zhǎng)

刻度基準(zhǔn)線零點(diǎn)校準(zhǔn)，轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪使對(duì)準(zhǔn)“0”刻度，在轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪使刻度線對(duì)準(zhǔn)某

一刻度。轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)調(diào)手輪，直到能看到干涉條紋從中心一環(huán)一環(huán)的“冒出”或“陷進(jìn)”。并將中心調(diào)為暗斑，記錄M1的所在位置坐標(biāo)。轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)調(diào)手輪，使干涉條紋從中心一環(huán)一環(huán)的“冒出”或“陷進(jìn)”，每中心“冒出”或“陷進(jìn)”100個(gè)環(huán)記錄一次數(shù)據(jù)。記錄10次數(shù)據(jù)。

五、數(shù)據(jù)記錄

六、數(shù)據(jù)處理

2?di?106

(nm)計(jì)算出5個(gè)波長(zhǎng)依據(jù)?i?

500

?1??2??3??4??5?