实验 光的单缝衍射实验.doc

螆实验二光的单缝衍射实验袆衍射和干涉一样,,,,:波在传播过程中,从同一波阵面上各点发出的子波,经传播而在空间相遇时,-菲涅耳原理膂【实验目的】;,加深对衍射理论的了解;【实验仪器】芁缝元件、光学实验导轨、半导体激光器、激光功率指示计、白屏、大一维位移架、【实验原理】羆(一)产生夫琅禾费衍射的各种光路羄夫琅禾费衍射的定义是:当光源S和接收屏S都距离衍射屏D无限远(或相当于无限远)时,,,(以单缝衍射为例来说明,下同)莇肆a肁f蒀s肅L1膆D蒁L2羈S膈q芆P0袂Pq蚀图1羇把点光源S放在凸透镜L1的前焦点上,在凸透镜L2的后焦面上接收衍射场(图1),狭缝前后也可以不用透镜,:①光源离狭缝很远,即,其中R为光源到狭缝的距离,a为狭缝的宽度;②接收屏离狭缝足够远,即,Z为狭缝与接收屏的距离.(至于观察点P,在的条件下,只要要求P满足近轴条件.)图2为远场接收的光路,,从光源S出发经透镜L1形成的平行光束垂直照射到缝宽为a的狭缝D上,根据惠更斯-菲涅耳原理,狭缝上各点都可看成是发射子波的新波源,子波在L2的后焦面上叠加形成一组明暗相间的条纹,(二),平行度很高,,若使观察屏远离狭缝,缝的宽度远远小于缝到屏的距离(即满足远场条件),,当Z约等于100cm,a约等于8´10-3cm时,,设屏幕上P0(P0位于光轴上)处是中央亮条纹的中心,其光强为I0,屏幕上与光轴成q角(q在光轴上方为正,下方为负)的Pq处的光强为Iq,则理论计算得出:蚅蚃z蚂a肆D螅S肄q腿P0聿Pq袅图3(1)膀其中:袁式中q为衍射角,l为单色光的波长,a为狭缝宽度,由式(1)可以得到:袇(1)当即()时,,光强最大,,(2)当时(k=±1,±2,±3),,,,,主极大两侧两暗纹之间的角距离,(3)除了中央主极强以外,两相邻暗纹之间都有一次极强出现在位置上,要求b值为:±,±,±,…对应的sinq