CCD单缝衍射实验.docx

中国计量学院实验报告
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 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， 电脑屏幕上实中国计量学院实验报告
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 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，，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-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 sin 2 p
0— 0 P2
p _— a sin 0
其中 九 ，a是单缝宽度，0是衍射角，九为入射光波长。
由（1）式可见:
a)
当0 _ 0时，‘0_ 10,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)
K九
当血0_ a （K二土中，）时70_ 0，为第k级暗纹。由于夫琅禾费衍
射时，0很小，有0〜sinO,因此暗纹出现的条件为:
0_色
a
c.
从⑵可见,
⑵
当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
A0
央明纹的宽度 0
A0 _-
a，其余各级明纹角宽度 K a，所以中央明纹宽度是其
它各级明纹宽度的二倍。
：
，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。）
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）
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