[谁有单缝衍射及光强分布测试的实验报告跪求]单缝衍射测缝宽实验 一、实验目的 1.观察单缝衍射现象及其特点; 2.用硅光电池测量单缝衍射的光强分布; 3.用单缝衍射的规律计算单缝缝宽; 二、实验原理: 光在传播过程中遇到障碍...+阅读
衍射是光的重要特征之一。衍射通常分为两类:一类是满足衍射屏离光源或接收屏的距离为有限远的衍射,称为菲涅耳衍射;另一类是满足衍射屏与光源和接收屏的距离都是无限远的衍射,也就是照射到衍射屏上的入射光和离开衍射屏的衍射光都是平行光的衍射,称为夫琅和费衍射。菲涅耳衍射解决具体问题时,计算较为复杂。而夫琅和费衍射的特点是,只用简单的计算就可以得出准确的结果。
在实验中,夫琅和费衍射用两个会聚透镜就可以实现。本实验用激光器作光源,由于激光器发散角小,可以认为是近似平行光照射在单缝上;其次,单缝宽度为0.1mm,单缝距接收屏如果大于1米,缝宽相对于缝到接收屏的距离足够小,大致满足衍射光是平行光的要求,也基本满足了夫琅和费衍射的条件。2. 菲涅耳假设和光强度物理学家菲涅耳假设:波在传播的过程中,从同一波阵面上的各点发出的次波是相干波,经传播而在空间某点相遇时,产生相干叠加,这就是著名的惠更斯—菲涅耳原理。
如图3-9-1所示,单缝AB所在处的波阵面上各点发出的子波,在空间某点P所引起光振动振幅的大小与面元面积成正比,与面元到空间某点的距离成反比,并且随单缝平面法线与衍射光的夹角(衍射角)增大而减小,计算单缝所在处波阵面上各点发出的子波在P点引起光振动的总和,就可以得到P点的光强度。可见,空间某点的光强,本质上是光波在该点振动的总强度。
设单缝的宽度AB=a,单缝到接收屏之间的距离是L,衍射角为Ф的光线会聚到屏上P点,并设P点到中央明纹中心的距离XK。由图3-9-1可知,从A、B出射的光线到P点的光程差为:BC=aSinФ (3-9-1)式中,Ф为光轴与衍射光线之间的夹角,叫衍射角。如果子波在P点引起的光振动完全相互抵消,光程差是半波长的偶数倍,在P点处将出现暗纹。所以,暗纹形成的条件是:aSinФ=2Kλ/2 K=±1,±2…… (3-9-2)在两个第一级(K=±1)暗纹之间的区域(-λ
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