单缝衍射光强分布的测定.docx

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单缝衍射光强分布的测定
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单缝衍射光强分布的测定
,如光谱分析、晶体分析、光信息处理等到领域,,研究衍射现象及其规律,在理论和实践上都有重要意义.
实验目的观察单缝衍射现象及特点.
测定单缝衍射时的相对光强分布应用单缝衍射的光强分布规律计算缝的宽度a.
实验仪器
光具导轨座,He-Ne激光管及电源,二维调节架,光强分布测定仪,可调狭缝,狭缝A、,分划板,光电探头,小孔屏,数字式检流计〔全套〕等.
实验原理
光在传播过程中遇到障碍时将绕过障碍物,改变光的直线传播,-Ne
射分为夫琅和费衍射与菲涅耳衍射,——«,.
当处于夫琅和费衍射区域,式中a是狭缝宽度,L是狭缝与屏之间的距离,入是入射光的波长.
实验时,假设取a<10-4m,L>,入射光是激光,,,实验时就可以采用如图一装置.
1、导轨2、激光电源
3、激光器
4、单缝或双缝二维调节架
5、小孔屏
6、一维光强测量装置7、WJF型数字式检流计
根据惠更斯-菲涅耳原理,可导出单缝衍射的光强分布规律为I'sinu)(nasin中、—=Iu=10<uJ)
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当衍射角甲等于或趋于零时,即＜P=0〔或中0〕,按式,有sinu』
lim1
u
故I=I0,衍射把戏中心点Po的光强到达最大值〔亮条纹〕,称为主极大.
当衍射角◎满足si"=k—k=_1,一2,_a
时,u=kjr那么I=0,对应点的光强为极小〔暗条纹〕,,因衍射角W甚小,贝Usink—
a
故Xk=L4k入L/a,当入、L固定时,,衍射条纹变密；缝宽a变小,〔即土1级暗纹的间距〕A^=2入/a,两相邻暗纹的衍射角之差为留*=入/.
sin里
0



I
I0



各极极大的位置和相应的光强如以下列图三所示:
oJL2A21w口〃杵.
图三单缝衍射的相对光强分布曲线实验内容和步骤
实验装置如图一所示,-Ne激光作为光源,,应尽量将显示衍射图像的屏远离单缝,即L>>,这