单缝衍射实验讲义模板.doc

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光的衍射实验
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北京方式科技有限责任公司
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光的衍射实验
衍射和干涉一样， 也是波动的重要特征之一。 波在传播过程中遇到障碍物时， 能够绕过障碍物的边
缘前进。这种偏离直线传播的现象称为波的衍射现象。波的衍射现象可以用惠更斯原理作定性说明，
但不能解释光的衍射图样中光强的分布。菲涅耳发展了惠更斯原理，为衍射理论奠定了基础。菲涅耳
假定：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，产生相干叠加。
这个发展了的惠更斯原理称为惠更斯－菲涅耳原理
【实验目的】
1．研究单缝夫琅禾费衍射的光强分布 ;
2．观察双缝衍射和单缝衍射之间的异同，并测定其光强分布，加深对衍射理论的了解 ;
3．学习使用光电元件进行光强相对测量的方法。
【实验仪器】
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、十二档光探头。
【实验原理】
（一）产生夫琅禾费衍射的各种光路
夫琅禾费衍射的定义是：当光源 S 和接收屏 都距离衍射屏 D 无限远（或相当于无限远）时，在
接收屏处由光源及衍射屏产生的衍射为夫琅禾费衍射。但是把 S 和 放在无限远，实验上是办不到的。
在实验中常常借助于正透镜来实现，实际接收夫琅和费衍射的装置有下列四种。
1．焦面接收装置（以单缝衍射为例来说明，下同）
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）
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L1

D L2
P
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s

a

P0
f
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图 1
2．远场接收装置
在满足远场条件下，狭缝前后也可以不用透镜，而获得夫琅禾费衍射图样。远场条件是：①光源
a 2
离狭缝很远，即 R ，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，
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