2022年单缝衍射实验实验报告.doc

单缝衍射试验
一、 试验目
, 了解其特点。
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二、 试验仪器
He-Ne激光器、 衍射狭缝、 光具座、 白屏、 光电探头、 光功率计。
三、 试验原理
波长为λ单色平行光垂直照射到单缝上, 在接收屏上, 将得到单缝衍射图样, 即一组平行于狭缝明暗相间条纹。单缝衍射图样暗纹中心满足条件:
x=±fakλ (k=1,2,3,…)
(1)
式中, x为暗纹中心在接收屏上x轴坐标, f为单缝到接收屏距离; a为单缝宽度, k为暗纹级数。在±1级暗纹间为中央明条纹。中间明条纹最亮, 其宽度约为其她明纹宽度两倍。
试验装置示意图如图1所表示。
图1 试验装置示意图
光电探头（即硅光电池探测器）是光电转换元件。当光照射到光电探头表面时在光电探头上下两表面产生电势差ΔU, ΔU大小与入射光强成线性关系。光电探头与光电流放大器连接形成回路, 回路中电流大小与ΔU成正比。所以, 经过电流大小就能够反应出入射到光电探头光强大小。
四、 试验内容
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五、 数据处理
     
★ (1)原始测量数据
将光电探头接收口移动到超出衍射图样一侧第3级暗纹处, 统计此处位置读数X（）及光功率计读数P。转动鼓轮, 每转半圈（）, 统计光功率测试仪读数, 直到光电探头移动到超出另一侧第3级衍射暗纹处为止。试验数据统计以下:
将表格数据由matlab拟合曲线以下:
★ (2) 依据统计数据, 计算单缝宽度。
衍射狭缝在光具座上位置 L1=.
光电探测头测量底架座 L2=.
千分尺测得狭缝宽度 d’=.
光电探头接收口到测量座底座距离 △f=.
则单缝到光电探头接收口距离为f= L2 - L1+△f=+=.

由拟合曲线可读得下表各级暗纹距离:
各级暗纹
±1级暗纹
±2级暗纹
±3级暗纹
距离/mm



单缝宽度/mm



单缝宽度计算过程:
因为λ= =2kfλ/△Xi, 得
d1=(2*1*768**10^-6)/ mm=.
d2=(2*2*768**10^-6)/ mm=.
d3=(2*3*768**10^-6)/ mm=.
d= (d1+ d2 +d3)/3=(++)/3mm=
相对误差Er=(| d-d’|/d’) *10