物理实验研究性报告样本.docx

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研
究
性
报
告
院系 : 航空科学与工程学院
学号 : 39052719
姓名 : 张 超
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”微波实验和布拉格衍射”的研究性报告
一、 布拉格衍射实验
任何的真实晶体 , 都具有自然外形和各向异性的性质 , 这和
晶体的离子、 原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。
晶体内的离子、 原子或分子占据着点阵的结构 , 两相邻结点
的距离叫晶体的晶格常数。真实晶体的晶格常数约在 10-8 厘米的
数量级。 X 射线的波长与晶体的常数属于同一数量级。实际上晶体
是起着衍射光栅的作用。 因此能够利用 X 射线在晶体点阵上的衍射
现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列 , 以达到对晶体结
构的了解。
布拉格衍射实验的仪器布置
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本实验是仿照 X 射线入射真实晶体发生衍射的基本原理 , 人
为的制做了一个方形点阵的模拟晶体 , 以微波代替 X 射线 , 使微
波向模拟晶体入射 , 观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应
符合的条件。这个条件就是布拉格方程 , 它是这样说的 , 当波长为
λ的平面波射到间距为 a 的晶面上 , 入 射角为θ , 当满足条件 n
=2aCOSθ时 ( n 为整数 ) , 发生衍射。衍射线在所考虑的晶面反射线方向。在一般的布拉格衍射实验中采用入射线与晶面的夹角
( 即通称的掠射角 ) α, 这时布拉格方程为 nλ =2asin α我们这里
采用入射线与靠面法线的夹角

(

即通称的入射角

) ,

是为了在实
验时方便

,

因为当被研究晶面的法线与分光仪上度盘的

00 刻度一
致时 ,

入射线与反射线的方向在度盘上有相同的示数

, 不容易搞
错,

操作方便。
实验仪器布置如上图
实验中除了两喇叭的调整同反射实验一样外 , 要注意的是模
拟晶体球应用模片调得上下左右成为一方形点阵 , 模拟晶体架上
的中心孔插在支架上与度盘中心一致的一个销了上。 当把模拟晶体
架放到小平台上时 , 应使模拟晶体架下面小圆盘的某一条与所研
究晶面法线一致的刻线与度盘上的

00 刻线