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实验 1 单缝衍射实验
实验设置的意义
微波和光波都是电磁波，都具有波动这一共同性，即能产生反射、
折射、干涉和衍射等现象。因此用微波作光波波动实验所说明的波动
现象及其规律是一致的。由于微波的波长比光波的波长在量级上差一
万倍左右，因此用微波设备作波动实验比光学实验要更直观、方便和
安全，所需要设备制造也较容易。
本实验就是用微波分光仪，演示电磁波遇到缝隙时，发生的单缝
衍射现象。
实验目的
1．了解微波分光仪的结构，学会调整它并能用它进行实验。
2．进一步认识电磁波的波动性，测量并验证单缝衍射现象的规
律。
实验原理
φ
a
图 1 单缝衍射原理
如图 1，当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要
发生衍射的现象。在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最
强，同时也最宽。在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射

φ  Sin1
波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为 min  ，其中
λ 是波长，a 是狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，随着衍射角
增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：
 3  
φ  Sin1   
max  2  
实验仪器布置如图 2，仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板
的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上
的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的 900 刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的 1800 处，此时小平台的 00 就
是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。然
后从衍射角 00 开始，在单缝的两侧使衍射角每改变 20 读取 一次表
头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲
线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与
实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。此实验曲线的
中央较平，甚至还有稍许的凹陷，这可能是由于衍射板还不够大之故。
图 2 单缝衍射仪器配置
实验内容与测试
实验仪器设备
微波分光仪
测量内容
当设置电磁波入射到单缝衍射板上时，在接收天线上将检测到信
号，通过改变接收天线的角度，得到接收微安表显示的数值。在单缝
的两侧使衍射角每改变 20 读取一次表头读数，并记录下来，这时就
可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微