CCD缝衍射实验.doc

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中国计量学院实验报告
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c.
射时，B很小,
从⑵可见，当
央明纹的宽度
有快sin 0,因此暗纹出现的条件为:
a
(2)
K= ± 1时，为主极大两侧第一级暗条纹的衍射角，由此决定了中
_ a，其余各级明纹角宽度
a ,所以中央明纹宽度是其
课程名称：《光电基础实验》
实验项目：CCD单缝衍射实验
实验时间：2 0 0 7 .1 1 . 0 6
一、实验目的：
应用CCD单缝衍射仪作光学实验项目中单逢， 双逢，多逢，双光束等的干涉， 电脑屏幕上实时显示曲线全貌， 测量其相对光强分布和衍射角. 进而测量单缝的缝宽，单丝 的直径，光源的波长，双缝的缝宽和缝间距，光栅常数.
、实验内容与原理：
：
光的衍射现象是光的波动性的一种表现，可分为菲涅耳衍射击与夫琅和费衍射两
类。菲涅耳衍射是近场衍射，夫琅和费衍射是远场衍射，又称平行光衍射。将单色
点光源放置在透镜 L!的前焦面，经透镜后的光束成为平行光垂直照射在单缝 AB上,
按惠更斯--菲涅耳原理，位于狭缝的波阵面上的每一点都可以看成一个新的子波源，
他们向各个方向发射球面子波，这些子波相叠加经透镜 L2会聚后，在L2的后焦面
上形成明暗相间的衍射条纹，其光强分布规律为：
I I sin2 =
I 厂 I。一—
(1)
a sin v
其中^ , a是单缝宽度，B是衍射角，’为入射光波长。
由(1)式可见：
a) 当v - 0时，1二二|0，为中央主极大的强度，光强最强，绝大部分的光能都落 在中央明纹上。
b)
sinr _ (K _ J, 2, )时冷一0，为第k级暗纹。由于夫琅禾费衍
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它各级明纹宽度的二倍。
:
a.
将实验系统安置在光具座上，并调整到相同高度。使激光器和单缝的距离尽量 远一些，激光器前的小孔光澜的孔尽可能小一些，将激光束的大部分“高频”
成分滤除。单缝的CCD光强仪之间的距离尽可能满足原场条件。 （首先调节光
源，减光器，光强仪的位置，调整至光线可以很好的射入 CCD光强仪前端的
采光窗口，然后在减光器和光强仪之间放入组合光栅，利用白纸调整光所对的 光栅片，使光线可以进行相对要求的衍射。 ）
b. 将“ CCD光强仪”与“ SB14控制器”以及显示器连接。（实际操作时已连接）
c. 检查电路连接
调整光路。曲线对称调节，显示器看到图形左右不对称主要是各光学元件的几 何关系没有调好引起的。观察从缝上反射的衍射光，应在激光出射孔附近，调 节单缝的平面和激光束垂直（调节缝和光强仪采光窗的水平方向垂直。 ）
曲线削顶调节：转动减光器，增大减光量。
曲线顶部凹陷调节：主要是单缝的黑度不够，有漏光现象。
曲线不圆滑漂亮：
可能是缝的边缘不直或刀口上有尘埃或是光强仪采光窗上有
尘埃，可左右移动光强仪寻找较好的工作区间。
d. 测量数据。移动光标，读取衍射曲线上的几个特殊点的各值。
e. 观察研究双缝干涉和多缝干涉的现象。
三、实验器材：
光