实验八+单缝衍射的相对光强分布的测定.doc

实验八单缝衍射的相对光强分布的测定时间就是金钱,效率就是生命~实验八单缝衍射的相对光强分布的测定一、,了解其特点。。二、仪器与用具光具座,氦氖激光器,可调狭缝,硅光电池,移测显微镜,光点检流计,米尺,电阻箱,开关等。三、实验原理产生夫琅和费衍射的条件,是入射光和衍射光都是平行光。其光路见图8-1。其中,S是波长为的单色光源,被置于透镜L的焦面上;单色光经过透镜L后形成一束平行,11光投射于缝宽为a的单缝AB上;通过单缝后的衍射光经透镜L会聚在其焦面(屏P)2上,于是屏上呈现出亮、暗条纹相间分布的衍射图象。由惠更斯—菲涅原理可推得,单缝衍射图象的光强分布规律为2uasinsin,,IIu,,,(8-1)02u,其中,φ为衍射光与光轴OP的夹角——衍射角。当0φ=0时,I=I(8-2)0这是中央亮条纹的光强,是衍射图象中光强的极大值,称为中央主极大。当aKKsin(1,2,3,...),,,,,,,(8—3a)uk,,时,则,I=0,即为暗条纹。与此衍射对应的位置为暗条纹的中心。实际上,角很小,因此上式可改写成K,,(8—3b),a唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就~时间就是金钱,效率就是生命~又由图8—1看出,K级暗条纹对应的衍射角为xk(8—4),,kL比较式(8—3b)和(8—4)得到xK,k(8—5),aL由以上的讨论可知:=,1的两个暗条纹的衍射角所确定,即中央亮条纹的角宽2,度为。,,,,缝加宽时,衍射角减小,各级条纹向中央收缩;当缝宽a足够大(a,)时,衍射现象不明显,从而可以忽略不计,将光看成是沿直线传播的。,,,,/,其衍射角的差值为,即暗条纹是以P点为0中心,等间隔地、左右对称地分布的。,它们的宽度是中央亮条纹宽度的二分之一。这些亮条纹的光强最大值称为次极大。用衍射角表示这些次极大的位置分别为,,,,,,(8—6),,,,,aaa它们的相对光强分别为I,,,,(8—7)I0图8-2表示单缝衍射时相对光强的分布情形。预习思考题:唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就~时间就是金钱,效率就是生命~1(:12四、实验内容及步骤(一)观察单缝衍射现象以某单色光为光源(He—Ne激光,其波长=),观察平行激光束通过单缝,后,在带有标尺或毫米方格纸的屏上的衍射图象。调节单缝的宽度,使它由宽变窄,再由窄到宽,重复数次,观察和描述在调节过程中出现的各种现象和变化情况:如屏上呈现的光斑如何变化,当屏上出现可分辨的衍射条纹时,单缝的宽度约为多少,继续减小缝宽时,衍射图象如何变化,调节缝宽,使呈现出清晰的衍射图象,比较各级亮条纹的宽度以及它们的亮度分布情况。(二),使在屏上呈现出清晰的衍射图象。用安装在测微螺旋装置上的硅光电池代替观察屏接收衍射光。衍射光的强度由与光电池相联的检流计的偏转值,表示。将光电池沿衍射图象展开方向从左到右,以一定间隔(~)单向地对衍射图象的光强逐点测量。,改变缝宽(如减半或增加一倍)