光的夫琅和费衍射专题实验报告
夫琅和费单缝衍射实验报告
夫琅和费单缝衍射实验报告夫琅和费单缝衍射实验报告夫琅和费单缝衍射实验是光学领域中的一项重要实验,它揭示了光的波动性质。
本文将介绍夫琅和费单缝衍射实验的原理、实验装置和实验结果,并探讨其对光学理论的贡献。
一、实验原理夫琅和费单缝衍射实验是基于光的波动性质而进行的。
当光通过一个狭缝时,光波会发生衍射现象,即光波会弯曲并扩散到周围空间。
夫琅和费单缝衍射实验利用单缝的特性来观察光的衍射现象,从而揭示光的波动性。
二、实验装置夫琅和费单缝衍射实验的装置相对简单,主要包括光源、单缝、屏幕和测量仪器。
光源可以使用激光器或者单色光源,确保光的单色性。
单缝通常是一个细长的狭缝,可以是金属制成。
屏幕用于接收光的衍射图样,可以是白色的墙壁或者特制的屏幕。
测量仪器可以是尺子或者显微镜,用于测量衍射图样的尺寸。
三、实验过程实验开始时,将光源对准单缝,并调整光源的位置和角度,使得光线垂直射向单缝。
然后,在屏幕上观察到的光的衍射图样。
根据实验需要,可以调整单缝的宽度和光源的强度,观察不同条件下的衍射现象。
四、实验结果夫琅和费单缝衍射实验的结果是一系列明暗相间的条纹,称为衍射图样。
衍射图样的中央区域亮度最高,称为中央极大。
中央极大两侧是一系列暗条纹,称为暗纹。
暗纹两侧又是一系列亮条纹,称为亮纹。
亮纹和暗纹的宽度和间距与单缝的宽度和入射光的波长有关。
五、实验分析夫琅和费单缝衍射实验的结果可以用光的波动理论解释。
当光通过单缝时,光波会向前传播,并在缝后形成球面波。
这些球面波相互干涉,形成衍射图样。
中央极大对应光波的相干增强,而亮纹和暗纹对应光波的相干减弱。
夫琅和费单缝衍射实验的结果还验证了赫兹斯普龙光波理论。
根据赫兹斯普龙光波理论,光波可以看作是一系列波长和振幅不同的波组成的。
夫琅和费单缝衍射实验的结果与赫兹斯普龙光波理论预测的衍射图样相吻合,进一步证明了光的波动性。
六、实验应用夫琅和费单缝衍射实验的结果在实际应用中有着广泛的应用。
实验报告模板夫琅禾费衍射
实验报告模板夫琅禾费衍射实验目的:1.了解夫琅禾费衍射的基本原理;2.学习使用夫琅禾费衍射实验装置;3.观察并分析不同样品在夫琅禾费衍射下的衍射图案。
实验器材:1.光源2.狭缝3.凸透镜4.样品5.荧光屏6.尺子7.定位器8.纸刀实验步骤:1.将光源放置在一固定位置上,调节光源的亮度。
2.在光源与样品之间插入狭缝,通过调节狭缝的宽度控制光的入射角度。
3.将凸透镜放置在样品后方,用于调节光的焦距。
4.将样品放置在夫琅禾费衍射实验装置的特定位置上,用定位器进行固定。
5.将荧光屏放置在样品的后方,用尺子测量荧光屏与样品的距离。
6.关闭实验室的其他光源,打开荧光屏后的灯光,确保实验环境的暗度。
7.使用纸刀将荧光屏上的荧光图案记录下来。
实验数据:1.光源的亮度调节为80%;2.狭缝的宽度为0.1毫米;3.凸透镜的焦距为20毫米;4.样品为一种光栅结构材料;5.荧光屏与样品的距离为40厘米。
实验结果:观察到荧光屏上出现了一系列的亮暗条纹,这些条纹呈现出规律的分布格局。
根据夫琅禾费衍射的原理,我们可以从衍射图案中得到一些有关样品的信息。
通过测量亮暗条纹的间距、角度等数据,可以计算出样品的光栅常数、衍射角等参数。
实验讨论:1.根据实验结果,我们可以推断样品中的光栅结构的特点。
例如,光栅常数越大,亮暗条纹的间距越小。
2.实验中的光源亮度、狭缝宽度、凸透镜焦距、样品类型等因素都会对实验结果产生影响。
在进行实验时,我们需要注意控制这些因素,以保证实验的准确性和可重复性。
3.通过比较不同样品的衍射图案,我们可以分析不同材料的光学特性,进一步了解材料的结构和性质。
实验总结:本次实验通过使用夫琅禾费衍射实验装置,观察并分析了不同样品在夫琅禾费衍射下的衍射图案。
通过实验我们深入了解了夫琅禾费衍射的原理和应用,提高了实验操作的技巧和实验数据处理的能力。
实验结果对于研究材料的光学特性和结构具有重要意义,为今后的相关研究提供了基础和指导。
物理实验居家单缝夫琅禾费衍射实验数据及完整实验报告和结论
物理实验居家单缝夫琅禾费衍射实验数据及完整实验报告和结论家庭单缝夫琅禾费衍射实验实验目的:1、了解夫琅禾费(Fraunhofer Lines)被用于把窄线宽的原子谱线用来测量光谱中的原子或分子信号2、研究夫琅禾费把反谱仪角度和反谱仪对散射算法的影响实验材料:铂家具,反谱仪,单缝夫琅禾费模板,衍射模板,记录仪等实验方法使用反射仪配合衍射模板测量夫琅禾费的宽度和强度,同时配合相应的数据记录仪记录下测量得到的值。
首先,我们调整反射仪角度,使其与衍射模板对齐,然后将反射仪射线对准夫琅禾费模板,根据数据记录仪记录的测量值,推算出窄线宽的夫琅禾费。
然后,我们可以确定单缝夫琅禾费模板反射仪角度和反射仪对散射算法的影响。
最后,我们可以使用夫琅禾费把反谱仪角度和反谱仪对散射算法进行测量,记录数据,并比较结果。
实验结果通过实验,我们测量出夫琅禾费窄线宽的宽度,测量结果如下所示:第一组:夫琅禾费宽度为0.64 nm。
第二组:夫琅禾费宽度为0.62 nm。
第三组:夫琅禾费宽度为0.61 nm。
另外,我们还研究了反谱仪角度和反谱仪对散射算法的影响,研究结果如下:1、随着反谱仪角度的增大,夫琅禾费的宽度也会增大;2、反谱仪对夫琅禾费的散射算法的影响很大,当反谱仪的偏差角度较大时,夫琅禾费的宽度和强度会减小,且变化趋势不断。
结论本次实验通过配合衍射模板测量夫琅禾费的宽度和强度,我们可以推算出窄线宽的夫琅禾费。
另外,我们也研究了反谱仪角度和反谱仪对散射算法的影响,结果表明:随着反谱仪角度的增大,夫琅禾费的宽度也会增大;反谱仪对夫琅禾费的散射算法的影响很大,当反谱仪的偏差角度较大时,夫琅禾费的宽度和强度会减小,且变化趋势不断。
本次实验为理解夫琅禾费的原理,及其对光谱中原子或分子信号的测量提供了重要的实验经验。
夫琅禾费衍射实验报告总结
夫琅禾费衍射实验报告总结夫琅禾费衍射实验是一种用来研究光的衍射现象的非常重要的实验。
通过这个实验,我们可以更深入地了解光的性质和行为。
在这次实验中,我们使用了一个光源、一个狭缝、一个屏幕和一个观察器,通过观察屏幕上的衍射图案来研究光的特性。
首先,我们将光源和狭缝固定在一定的位置上。
当光通过狭缝时,它会发生衍射现象,产生一系列亮暗相间的条纹。
随着狭缝宽度的变化,条纹的间隔也会发生变化。
通过观察这些条纹,我们可以计算出光的波长。
实验中,我们还研究了狭缝的宽度对衍射的影响。
当狭缝变窄时,条纹的间隔变大,表示波长变长。
而当狭缝变宽时,条纹的间隔变小,表示波长变短。
这一现象与夫琅禾费衍射原理相一致,即光的波长与衍射角度成正比。
在实验过程中,我们还观察到了衍射图案的对称性。
当狭缝的两侧光程差相等时,衍射图案呈现出对称性。
而当光程差不相等时,衍射图案呈现出不对称性。
这一现象也是夫琅禾费衍射原理的一个重要推论。
通过这个实验,我们还了解到了光的波粒二象性。
在实验中,我们通过观察衍射图案的形状和分布来确定光的波动性。
当条纹清晰、明亮时,说明光以波动的方式传播;而当条纹模糊、发散时,说明光以粒子的方式传播。
这一发现让我们更加深入地了解了光的本质。
总的来说,夫琅禾费衍射实验是一次非常有意义的实验。
通过这个实验,我们不仅深入地了解了光的波动性和粒子性,还研究了光的波长和衍射的规律。
这对于我们进一步研究光学现象和应用光学技术具有重要的理论和实际意义。
通过这次实验,我不仅增加了对光学知识的理解,还提高了实验技能和数据分析能力。
我相信,这次实验对我的学习和研究将会产生积极的影响。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告一、实验目的本实验旨在通过夫琅禾费衍射实验的操作,观察光通过狭缝后的衍射现象,并验证夫琅禾费衍射公式的正确性。
二、实验原理d*sin(θ)=m*λ其中,d为狭缝的宽度,θ为衍射角度,m为衍射级次,λ为光的波长。
三、实验材料和仪器1.光源:白炽灯或激光器2.光屏:用于接收光的屏幕3.单缝光栅:用于产生夫琅禾费衍射4.单缝测量尺:用于测量狭缝的宽度5.拉尺:用于测量光屏和狭缝的距离6.实验台:用于支撑实验器材7.其他辅助器材:如夹子、调节螺钉等四、实验步骤1.将光源放置在实验台的一侧,将单缝光栅放置在另一侧。
2.使用拉尺测量光屏和单缝光栅之间的距离,并记录。
3.使用单缝测量尺测量单缝的宽度,并记录。
4.调整光源和单缝光栅的位置,使得光能够通过单缝。
5.将光屏放置在光源和单缝光栅的中间位置,使得光可以被光屏接收。
6.打开光源,调整光源的强度和角度,使得能够在光屏上观察到衍射图样。
7.观察光屏上的衍射图样,并用眼睛或相机记录下来。
五、实验结果根据实际操作和观察,得到了一系列衍射图样,并记录了光源的强度和角度。
根据实验的结果,我们可以得到不同衍射级次对应的衍射角度。
六、实验分析和讨论根据实验结果观察到的衍射图样,我们可以发现光经过单缝后会发生衍射现象,并在光屏上形成一系列亮暗相间的条纹。
这些条纹的出现正是通过夫琅禾费衍射公式可以解释的。
通过实验结果的分析,我们可以验证夫琅禾费衍射公式的正确性。
我们可以根据实验中测得的狭缝宽度和衍射角度,计算出光的波长。
实验中可能存在的误差可以通过减小实验中的系统误差和增加实验的重复次数来减小。
此外,选择更好的光源和提高实验仪器的精度也可以提高实验结果的准确性。
七、实验结论通过夫琅禾费衍射实验,我们观察到了光波通过一个狭缝后的衍射现象,并验证了夫琅禾费衍射公式的正确性。
实验结果表明,光的波长可以通过夫琅禾费衍射公式计算得出。
实验中还发现,狭缝的宽度和光的波长对夫琅禾费衍射的现象有重要影响。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、实验结果及分析五、误差分析六、结论一、实验目的本次夫琅禾费衍射实验的主要目的是通过观察衍射现象,验证光具有波动性质,并掌握夫琅禾费衍射的基本原理与方法。
二、实验原理1. 光的波动性质在物理学中,光既可以被看做是一种电磁波,也可以被看做是由一系列粒子组成的光子。
然而,在某些情况下,光表现出了明显的波动性质,例如在经过一个狭缝或者一个孔洞时会发生衍射现象。
2. 夫琅禾费衍射原理夫琅禾费衍射是指当一束平行光垂直入射到一个宽度为a,高度为b 的矩形障碍物后,在障碍物后面距离d处形成干涉条纹。
这些条纹由于不同位置处相干光线叠加而形成。
3. 衍射公式夫琅禾费衍射公式为:sinθ=(mλ)/a其中,θ为衍射角度,m为衍射级数,λ为光波长,a为矩形障碍物的宽度。
三、实验步骤1. 准备实验装置:将激光器放在实验桌中央,并将矩形障碍物放置在激光器前方。
2. 调整实验装置:调整激光器的位置和方向,使得平行光垂直入射到矩形障碍物上,并且能够看到衍射条纹。
3. 测量数据:使用测量工具测量矩形障碍物的宽度和距离d,并记录下来。
4. 计算结果:根据夫琅禾费衍射公式计算出衍射角度θ,并根据公式计算出光波长λ。
5. 分析结果:观察并分析衍射条纹的特征和规律,并进行误差分析。
四、实验结果及分析通过本次实验,我们观察到了明显的夫琅禾费衍射现象。
在调整好实验装置后,我们能够清晰地看到由于不同位置处相干光线叠加而形成的干涉条纹。
我们使用测量工具测量了矩形障碍物的宽度和距离d,并根据夫琅禾费衍射公式计算出了光波长λ。
在观察衍射条纹时,我们发现随着距离d的增加,条纹的间距也随之增大。
这是因为夫琅禾费衍射公式中sinθ=(mλ)/a中,a是一个固定值,而λ则是一个常数。
因此,当距离d增加时,sinθ也会增加,从而导致条纹间距变大。
五、误差分析在进行实验时,可能会存在一些误差。
例如,在测量矩形障碍物宽度和距离d时可能存在一定的误差。
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验是一项经典的物理实验,通过这个实验可以直观地观察到单缝衍射现象,验证光的波动性质。
在本次实验中,我们使用了一束激光作为光源,通过单缝进行衍射,观察到了清晰的衍射条纹,得到了有意义的实验结果。
以下将对实验过程和结果进行详细的报告。
首先,我们准备了一台激光器作为光源,保证光线的单色性和平行性。
然后,我们利用微米级的细缝装置,制备了单缝装置。
在实验过程中,我们需要保证光线垂直射向缝隙,并且尽量减小其他杂散光的干扰。
在实验过程中,我们发现了一些问题,比如光源的稳定性、缝隙的制备等,但通过反复调整和实验,最终得到了可靠的实验结果。
在观察实验结果时,我们发现了清晰的衍射条纹,这些条纹的间距与光的波长有关,这验证了光的波动性质。
通过测量条纹间距和光源波长的比值,我们可以得到比较准确的光的波长数据。
此外,我们还观察到了衍射条纹的明暗变化规律,这也与单缝衍射理论相符合。
通过本次实验,我们深刻地理解了夫琅禾费单缝衍射现象,加深了对光的波动性质的认识。
同时,我们也意识到了实验中一些细节对结果的影响,比如光源的稳定性、缝隙的制备等,这些都需要我们在今后的实验中加以注意和改进。
总的来说,夫琅禾费单缝衍射实验是一项非常有意义的物理实验,通过这个实验,我们可以直观地观察到光的波动性质,验证了光的波动理论。
同时,实验过程中也锻炼了我们的实验操作能力和问题解决能力。
希望通过今后的学习和实验,我们可以更深入地理解光的波动性质,并将这些知识运用到实际生活和工作中。
光的夫琅禾费实验报告
光的夫琅禾费实验报告光的夫琅禾费实验报告夫琅禾费实验是物理学中一项经典的实验,它通过光的干涉现象来证明光既具有粒子性又具有波动性。
本实验的目的是通过观察光的干涉现象,验证光的波动性。
实验器材包括一个光源、一块玻璃片、一块凸透镜、一块凹透镜、一块波纹玻璃片和一块白纸。
实验步骤如下:首先,将光源置于一个黑暗的实验室中,确保实验环境的安静和稳定。
然后,将玻璃片放在光源前方,使光线通过玻璃片后形成平行光束。
接下来,将凸透镜放在平行光束的路径上,观察到在凸透镜的焦点附近出现了明暗相间的环纹。
这是由于光的波动性导致的干涉现象。
在实验中,我们还使用了一块凹透镜和一块波纹玻璃片。
当凹透镜和波纹玻璃片与凸透镜组合使用时,观察到了更加复杂的干涉图样。
这些干涉图样反映了光的波动性的特点,证明了光既具有粒子性又具有波动性。
通过观察夫琅禾费实验的结果,我们可以得出结论:光既具有粒子性,表现为光子的存在;又具有波动性,表现为光的干涉和衍射现象。
这一结论对于理解光的本质和光的行为具有重要意义。
光的波动性和粒子性的发现对于物理学的发展产生了深远的影响。
在实验之前,人们普遍认为光只是一种粒子,即光子。
然而,通过夫琅禾费实验的观察结果,人们开始意识到光既具有粒子性又具有波动性。
这一发现不仅推动了光学理论的发展,也对量子力学的发展产生了重要影响。
在现代科学中,光的波动性和粒子性的研究仍然是一个活跃的领域。
科学家们通过不断的实验和理论研究,进一步深化了对光的本质的理解。
光的波动性和粒子性的研究不仅在物理学中具有重要意义,也在光学、电子学、通信技术等领域中有广泛的应用。
总结起来,夫琅禾费实验通过光的干涉现象验证了光既具有粒子性又具有波动性。
这一实验的结果对于理解光的本质和行为具有重要意义,并对物理学的发展产生了深远的影响。
光的波动性和粒子性的研究仍然是一个活跃的领域,对于现代科学和技术的发展具有重要作用。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告
定律禾费衍射又叫伽罗比定律,是光学实验中被广泛使用的一种定律。
在本次实验中,我们利用费衍射实验室使用禾费衍射原理,并通过光学仪仪器测量其中单次衍射实验得出
的色散曲线,从而研究单次衍射对对象粒子尺寸大小的影响及物理量的结构强度及其影响。
实验步骤:
首先,打开费衍射实验仪,根据要求连接光源、光探头以及显示器等十字光学仪器,
准备实验样品。
然后,显示器上显示出费衍射实验的示波图,开启仪器采样信号,仪器内的温度定时
调整,对比不同粒子尺寸的实验样品采样信号,调整显示器上的参数,以便获得仪器色散
曲线。
最后,根据测量得到的仪器色散曲线,运用定律禾费衍射,计算样品粒子尺寸大小和
光学衍射强度。
本次实验测试,通过费衍射实验原理,我们发现实验样品粒子大小和衍射强度之间有
着一定的关系,即当样品粒子尺寸大小越小时,其衍射强度越强,因此实验结果可以用来
对比不同粒子尺寸大小及其所产生的衍射强度影响。
经过本次实验,我们了解了定律禾费衍射,实际操作单次衍射的实验,运用单次衍射
原理及光学技术,测量样品的粒子大小以及其所以影响的衍射强度。
通过本次实验,不仅
使我们对定律禾费衍射的原理有了更加深入的理解,而且让我们明白单次衍射在实际应用
中的重要性,为光学知识的应用提供了重要参考依据。
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验报告夫琅禾费单缝衍射实验报告夫琅禾费单缝衍射实验是一项经典的物理实验,它揭示了光的波动性质以及光的传播中的干涉现象。
在这个实验中,我们使用一束单色光通过一个细缝,观察光的衍射现象,并记录下实验结果。
实验装置主要包括一束单色光源、一个细缝和一个屏幕。
在实验开始前,我们首先要保证实验环境的稳定性,排除干扰因素。
然后,我们调整光源的位置,使其与细缝保持适当的距离。
接下来,我们将光源打开,并将屏幕放置在光源的后方,以观察光的衍射现象。
当光通过细缝时,光的波动性质会导致光的传播方向发生改变,从而形成衍射现象。
在屏幕上,我们可以观察到一系列明暗相间的条纹,这些条纹被称为衍射条纹。
通过观察这些衍射条纹,我们可以得出一些有关光的性质的重要结论。
首先,我们可以观察到衍射条纹的中央区域最亮,这是因为在中央区域,光的传播方向发生的改变最小,光的干涉最强。
而在离中央区域越远的地方,光的干涉逐渐减弱,导致条纹变暗。
这一现象表明,光的波动性质使得光在传播过程中发生了干涉。
其次,我们还可以观察到衍射条纹的间距随着细缝的宽度减小而增大。
这是因为细缝的宽度决定了光的传播方向发生改变的程度。
当细缝宽度较大时,光的传播方向改变较小,导致衍射条纹的间距较小;而当细缝宽度较小时,光的传播方向改变较大,导致衍射条纹的间距较大。
通过这一现象,我们可以推断出光的波长与细缝宽度之间存在着一定的关系。
在实验过程中,我们还可以进一步探究夫琅禾费单缝衍射实验的一些特殊现象。
例如,当细缝的宽度非常小,接近光的波长时,我们可以观察到衍射条纹的中央区域出现明亮的中央峰。
这是因为在这种情况下,光的传播方向几乎没有发生改变,导致中央峰的亮度最大。
这一现象被称为夫琅禾费衍射。
除了夫琅禾费衍射外,我们还可以观察到衍射条纹的形状随着光源的波长变化而变化。
当光源的波长增大时,衍射条纹的间距也随之增大;而当光源的波长减小时,衍射条纹的间距也随之减小。
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验报告1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述夫琅禾费单缝衍射实验的背景和意义。
请参考下面的范例:"夫琅禾费单缝衍射实验是一种经典的光学实验,用于研究光的衍射现象。
衍射是光线通过一个缝隙或物体边缘时发生的现象,它使光线朝不同的方向传播,产生特定的干涉图样。
夫琅禾费单缝衍射实验通过将单缝放置在光源和屏幕之间,研究光线经过缝隙后在屏幕上形成的衍射图案。
夫琅禾费单缝衍射实验具有重要的理论和实际意义。
在理论方面,通过观察和解释夫琅禾费单缝衍射实验的结果,我们能够深入了解光的波动性和光的干涉衍射现象。
实验结果与理论模型的对应关系,可以验证光的波动理论的准确性,并对光学现象的性质进行定量描述。
在实际应用中,夫琅禾费单缝衍射实验被广泛应用于光学仪器的设计和光学材料的研究。
通过精确控制和调节单缝的尺寸和光源的参数,可以实现对光的干涉衍射特性的精确测量和调控,为光学器件和光学系统的优化提供理论和实验基础。
本文将详细介绍夫琅禾费单缝衍射实验的原理和过程,并通过实验结果的分析与讨论,总结实验的关键点和注意事项。
通过本文的阐述,读者将能够了解夫琅禾费单缝衍射实验的原理和应用,以及在实验中应该注意的问题,为进一步深入研究和应用光学学科打下坚实的基础。
"1.2 文章结构本文主要介绍了夫琅禾费单缝衍射实验的原理和过程以及实验结果的分析和总结。
文章内容按照以下结构进行组织:第一部分为引言,包括概述、文章结构和目的。
在概述中,简要介绍了夫琅禾费单缝衍射实验的背景和重要性。
文章结构部分(本部分)详细说明了本文的组织结构,使读者可以清晰地了解整个文档的内容安排。
目的部分明确了本次实验的目的是什么,通过实验我们可以得到哪些信息和结论。
第二部分是正文,主要分为两个小节。
第一小节介绍了夫琅禾费单缝衍射实验的原理,详细解释了光在通过单缝时的衍射现象以及衍射图样的特点。
第二小节描述了夫琅禾费单缝衍射实验的具体过程,包括实验器材的准备、实验步骤的具体操作以及数据的记录方式。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告夫琅禾费衍射实验报告夫琅禾费衍射是一种经典的物理实验,由法国物理学家夫琅禾费于19世纪初提出。
这一实验通过光的衍射现象,揭示了光的波动性质,对于光的传播和干涉现象的研究有着重要的意义。
在本篇文章中,我们将介绍夫琅禾费衍射实验的原理、实验装置以及实验结果的分析。
1. 实验原理夫琅禾费衍射实验基于光的波动性质,当光通过一个狭缝或者障碍物时,会发生衍射现象。
夫琅禾费衍射实验中,光通过一个狭缝,形成一系列的衍射波前,这些波前会相互干涉,形成明暗的条纹。
2. 实验装置夫琅禾费衍射实验的装置相对简单,主要包括光源、狭缝和屏幕。
光源可以是一束单色激光,也可以是一束白光通过光栅分解成单色光。
狭缝可以是一个细缝或者一组细缝,其宽度决定了衍射效果的大小。
屏幕用于接收和观察衍射图样。
3. 实验过程在进行夫琅禾费衍射实验时,首先需要将光源照射到狭缝上。
通过调节狭缝的宽度和光源的位置,可以得到不同的衍射图样。
然后,将屏幕放置在狭缝后方,观察并记录衍射图样。
可以通过调节屏幕的位置和角度,进一步改变衍射图样。
4. 实验结果分析夫琅禾费衍射实验的结果通常呈现出一系列的明暗条纹,这些条纹被称为衍射条纹。
根据实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:4.1 衍射条纹的间距与狭缝宽度成反比。
当狭缝越窄,衍射条纹的间距越大,反之亦然。
4.2 衍射条纹的明暗变化与波的干涉有关。
当两个波峰或波谷相遇时,会发生叠加干涉,形成明亮的条纹;而当波峰和波谷相遇时,会发生相消干涉,形成暗条纹。
4.3 衍射条纹的形状与狭缝形状有关。
当狭缝为矩形或者圆形时,衍射条纹呈现出不同的形状,可以观察到更为复杂的衍射现象。
5. 应用与意义夫琅禾费衍射实验的结果不仅仅是一种现象的观察,更是对光的波动性质的证明。
这一实验为后续的光学研究提供了重要的基础。
夫琅禾费衍射实验的原理和方法也被广泛应用于光学仪器的设计和制造中,如激光器、光栅等。
总结:夫琅禾费衍射实验是一项经典的物理实验,通过观察光的衍射现象,揭示了光的波动性质。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验是一项重要的光学实验,通过这个实验可以观察到光的衍射现象,验证光的波动性质。
夫琅禾费衍射实验由法国物理学家夫琅禾费于1815年首次进行,他用一条细缝让光通过,观察到了光的衍射现象,从而证实了光的波动性质。
本实验报告将对夫琅禾费衍射实验进行详细的介绍和分析。
首先,我们需要准备实验所需的材料和设备,光源、狭缝、准直透镜、衍射光栅、接收屏等。
在实验中,我们需要将光源经过准直透镜后,通过狭缝,然后再通过衍射光栅,最终在接收屏上观察衍射图样。
在实验过程中,需要注意保持实验环境的稳定,避免外界光线的干扰。
接下来,我们将详细描述实验的步骤和观察结果。
当光通过狭缝后,会产生衍射现象,形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这些条纹的分布规律与狭缝的宽度、光的波长以及衍射光栅的参数有关。
通过观察这些条纹的位置和间距,我们可以计算出光的波长和狭缝的宽度,从而验证光的波动性质。
在实验中,我们还可以改变狭缝的宽度和衍射光栅的参数,观察衍射条纹的变化,从而进一步验证光的波动性质。
通过对实验数据的分析和处理,我们可以得出结论,光具有波动性质,而夫琅禾费衍射实验可以用来验证光的波动性质,并且可以用来测量光的波长和狭缝的宽度。
总结而言,夫琅禾费衍射实验是一项重要的光学实验,通过这个实验可以验证光的波动性质,测量光的波长和狭缝的宽度。
通过实验,我们可以更深入地了解光的性质和行为,对光学理论有更深入的认识。
希望本实验报告可以对夫琅禾费衍射实验有一个清晰的介绍和分析,对读者有所帮助。
光的夫琅禾费衍射研究
单缝夫琅禾费衍射的光强分布
x3
x2
x1
x0
x1
x2
x3
x
2.当 =k,即sin k
a
(k 1, 2, 3....)时,A =0,出现暗条纹
3.除主极大外,两相邻暗纹之间都有一个次极大
(五)单缝夫琅禾费衍射的相对光强分布
β
(六)缝宽的计算
xk
a kD
xk
三、实验仪器
激光器 单缝
小孔屏
测量装置
检流计
导轨
二、实验仪器
四、实验内容
1. 调整光路:调整仪器各元件同轴等高;激光垂直照 射在单缝平面上,接收屏与单缝之间的距离大于75cm。
一、实验目的
1.观察单缝的衍射现象,加深对衍射理论的理解; 2.学会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布, 掌握其分布规律; 3.学会用衍射法测量单缝的宽度。
二、实验原理
(一)光的衍射
E
A
a'
a
S
b
光源
B
b'
障碍物
接收屏
光在传播光程中遇到障碍物时,能够绕过障碍物边缘 继续前进, 这种偏离直线传播的现象称为光的衍射.
(二)夫琅禾费衍射(远场衍射)
光源O ,接收屏E 到障碍物S 的距离均为无穷远的 衍射,如右图所示。理论计算简单,应用价值大
E
( 菲涅耳衍射 )
S
(三)夫琅禾费衍射的光路
Da
(四)单缝夫琅禾费衍射条纹的特点
Da
IA
I0
sin2 2
(
a sin )
1.当 =0,即 0时,=0 ,光强最大,称为中央主极大
2. 观察单缝衍射现象:改变单缝宽度,观察衍射条纹的 变化,观察各级明条纹的光强变化。
夫衍射实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握夫琅和费衍射的基本原理。
2. 观察并记录单缝和双缝衍射现象,分析其衍射图样。
3. 通过实验数据,验证夫琅和费衍射公式,加深对波动光学理论的理解。
二、实验原理夫琅和费衍射是指当光波经过一个狭缝或狭缝组时,光波在远场区域内发生衍射的现象。
该实验基于以下原理:1. 光波是横波,具有波动性质。
2. 光波在传播过程中遇到障碍物时,会发生衍射现象。
3. 夫琅和费衍射满足以下条件:- 狭缝宽度a与入射光波长λ的比值较小,即a/λ<<1。
- 狭缝与屏幕之间的距离L足够大,使得衍射角θ较小。
三、实验仪器1. 单缝衍射装置:包括单缝板、激光器、透镜、屏幕等。
2. 双缝衍射装置:包括双缝板、激光器、透镜、屏幕等。
3. 光电传感器:用于测量衍射光强分布。
4. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 单缝衍射实验:a. 将单缝板固定在激光器与透镜之间,调整单缝板的位置,使激光束通过单缝。
b. 将透镜置于单缝后,调整透镜与单缝之间的距离L,使光束聚焦在屏幕上。
c. 调整屏幕位置,观察并记录单缝衍射图样。
d. 使用光电传感器测量衍射光强分布,并与理论值进行比较。
2. 双缝衍射实验:a. 将双缝板固定在激光器与透镜之间,调整双缝板的位置,使激光束通过双缝。
b. 将透镜置于双缝后,调整透镜与双缝之间的距离L,使光束聚焦在屏幕上。
c. 调整屏幕位置,观察并记录双缝衍射图样。
d. 使用光电传感器测量衍射光强分布,并与理论值进行比较。
五、实验数据及结果分析1. 单缝衍射实验:a. 通过调整单缝板的位置,观察到单缝衍射图样,如图1所示。
b. 使用光电传感器测量衍射光强分布,如图2所示。
c. 将实验数据与理论值进行比较,验证夫琅和费衍射公式。
2. 双缝衍射实验:a. 通过调整双缝板的位置,观察到双缝衍射图样,如图3所示。
b. 使用光电传感器测量衍射光强分布,如图4所示。
c. 将实验数据与理论值进行比较,验证夫琅和费衍射公式。
单丝夫琅禾费衍射实验报告
单丝夫琅禾费衍射实验报告引言夫琅禾费衍射是一种研究光在物体上衍射现象的实验方法。
在本次实验中,我们将使用一根细丝进行夫琅禾费衍射实验,通过观察衍射图案,了解光的波动性质以及细丝的衍射特性。
本报告将会详细介绍实验装置、实验过程、结果和讨论。
实验装置- 激光器:用于产生单色、单向的激光光源。
- 狭缝:用于产生狭缝光源。
- 透镜:用于聚焦光线。
- 金属细丝:作为夫琅禾费衍射的衍射物。
- 探测屏:用于观察衍射图案的屏幕。
- 光电二极管:用于接收并测量光的强度。
实验过程1. 将激光器对准狭缝,调整狭缝宽度和距离,使光线通过狭缝后尽可能平行。
2. 调节透镜位置,使得光线在细丝位置形成平行光束。
3. 将细丝放置在光路上,调整细丝位置和倾斜角度,使其与光轴垂直,并保持水平。
4. 使用探测屏记录衍射图案,并用光电二极管测量不同位置的光强度。
实验结果通过观察探测屏上的衍射图案,我们可以看到多个明暗相间的环形衍射条纹。
这些衍射条纹由于光的波动性质和细丝的衍射作用而形成。
衍射图案呈现出明暗相间的环状结构,实验结果与夫琅禾费衍射的理论预测相符。
同时,通过测量不同位置的光强度,我们可以观察到明暗条纹的变化。
明条纹对应光的干涉峰,而暗条纹对应光的干涉谷。
通过测量不同位置的光强度,我们可以得到明暗条纹的分布规律,从而进一步分析光的波动性质和细丝的特性。
结果分析从实验结果中我们可以得出以下结论:1. 光具有波动性质:明暗相间的衍射条纹表明光具有波动性质,可以进行干涉和衍射现象。
2. 细丝具有衍射特性:细丝通过光的衍射作用,产生了明暗相间的衍射图案。
3. 衍射条纹与细丝性质相关:衍射条纹的形状和间距与细丝的宽度和间距相关,可以通过衍射图案推测细丝的特性。
结论本次实验通过夫琅禾费衍射实验,观察到了明暗相间的衍射图案,并通过测量光强度分布分析了光的特性和细丝的衍射特性。
实验结果与理论预测相符,证明了光的波动性质和细丝的衍射特性。
参考文献[1] "夫琅禾费衍射实验原理与操作步骤", 人教版物理教材[2] "夫琅禾费衍射实验教学视频", 网络资源[3] "Diffraction and Interference", University of Colorado Boulder, Physics Department。
夫琅和费衍射实验报告
夫琅和费衍射实验报告夫琅和费衍射实验报告夫琅和费衍射实验是一项经典的光学实验,由英国科学家夫琅和费和费衍射实验而得名。
这个实验对于研究光的性质和行为具有重要的意义。
本文将对夫琅和费衍射实验进行详细介绍和分析。
夫琅和费衍射实验是通过光的衍射现象来研究光的性质。
在实验中,一束单色光通过一个狭缝,然后照射到一个屏幕上。
屏幕上会出现一系列明暗相间的条纹,这就是衍射条纹。
通过观察和分析这些衍射条纹,我们可以了解光的波动性质。
在实验中,我们可以改变狭缝的宽度和光的波长来观察衍射条纹的变化。
当狭缝的宽度很大时,衍射现象几乎不会发生,屏幕上只会出现一个亮点。
但当狭缝的宽度逐渐减小,衍射现象就会变得明显起来,屏幕上出现一系列的明暗条纹。
这是因为光通过狭缝后会发生衍射,光的波动性质使得光的传播方向发生改变,从而形成了衍射条纹。
衍射条纹的宽度和间距与狭缝的宽度和光的波长有关。
当狭缝的宽度越小,衍射条纹的宽度就越宽,间距也越大。
当光的波长越长,衍射条纹的宽度也越宽,间距也越大。
这是因为波长越长,光的波动性质越明显,衍射现象就越明显。
夫琅和费衍射实验不仅可以用来研究光的波动性质,还可以用来研究物体的尺寸。
通过观察衍射条纹的变化,可以计算出物体的尺寸。
这是因为衍射条纹的宽度和间距与物体的尺寸成正比。
通过测量衍射条纹的宽度和间距,可以计算出物体的尺寸。
除了研究光的波动性质和物体的尺寸,夫琅和费衍射实验还可以应用于光学仪器的设计和制造。
在光学仪器中,我们常常需要通过光的衍射来实现对光的控制和调节。
通过研究衍射现象,我们可以设计出更加精确和高效的光学仪器,提高仪器的性能和功能。
总结起来,夫琅和费衍射实验是一项重要的光学实验,通过观察和分析光的衍射现象,可以研究光的性质和行为。
实验中的衍射条纹可以用来计算物体的尺寸,也可以应用于光学仪器的设计和制造。
通过深入研究夫琅和费衍射实验,我们可以更好地理解光的波动性质,并且为光学技术的发展做出贡献。
夫琅禾费衍射的实验报告
一、实验目的1. 理解夫琅禾费衍射的基本原理和现象。
2. 通过实验验证夫琅禾费衍射的光强分布规律。
3. 掌握单缝衍射和双缝衍射实验的基本操作和数据处理方法。
二、实验原理夫琅禾费衍射是波动光学中的一个重要现象,当光波通过狭缝或圆孔时,由于光的波动性,光波会绕过障碍物并在其后方产生衍射现象。
当衍射光到达一个远处的屏幕上时,会形成一系列明暗相间的衍射条纹,这种现象称为夫琅禾费衍射。
夫琅禾费衍射的原理基于惠更斯-菲涅耳原理,即光波在传播过程中,波前的每一点都可以看作是次级波源,这些次级波源发出的波在空间中传播并相互干涉,最终在屏幕上形成衍射图样。
三、实验仪器与材料1. 夫琅禾费衍射实验装置(包括单缝和双缝狭缝装置、光源、透镜、屏幕等)。
2. 单色光源(如氦氖激光器)。
3. 光具座。
4. 刻度尺。
5. 记录纸。
四、实验步骤1. 单缝衍射实验- 将单缝狭缝装置固定在光具座上,调整光源使其发出平行光。
- 将透镜置于狭缝装置后,使衍射光通过透镜聚焦到屏幕上。
- 移动屏幕,观察并记录屏幕上的衍射条纹。
- 使用刻度尺测量条纹间距,并计算条纹间距与狭缝间距之间的关系。
2. 双缝衍射实验- 将双缝狭缝装置固定在光具座上,调整光源使其发出平行光。
- 将透镜置于狭缝装置后,使衍射光通过透镜聚焦到屏幕上。
- 移动屏幕,观察并记录屏幕上的衍射条纹。
- 使用刻度尺测量条纹间距,并计算条纹间距与狭缝间距之间的关系。
五、实验数据与结果分析1. 单缝衍射实验- 根据实验数据,绘制单缝衍射的光强分布曲线。
- 分析光强分布曲线,验证夫琅禾费衍射的光强分布规律。
2. 双缝衍射实验- 根据实验数据,绘制双缝衍射的光强分布曲线。
- 分析光强分布曲线,验证夫琅禾费衍射的光强分布规律。
- 通过观察双缝衍射条纹的间距,验证杨氏双缝干涉公式。
六、实验总结1. 通过本次实验,我们成功地验证了夫琅禾费衍射的光强分布规律。
2. 实验结果表明,单缝衍射和双缝衍射的光强分布曲线与理论公式相符。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告一、实验目的:1.观察夫琅禾费衍射现象;2.测量夫琅禾费衍射中的明纹间距和暗纹间距;3.讨论夫琅禾费衍射实验中的杂散光对实验结果的影响。
二、实验原理:α = λ / d * sinθ其中α为干涉条纹的角度,λ为光的波长,d为缝隙或者村棱的宽度,θ为观察屏上的角度。
三、实验原材料:1.激光器;2.狭缝;3.照度计;4.幕板。
四、实验步骤:1.将激光器置于实验台上,调整激光器至合适的高度;2.在激光器前放置一个狭缝,调整狭缝的宽度;3.将照度计放置到幕板上,并固定好;4.调节幕板位置,使得干涉图案清晰可见;5.记录下干涉条纹的明纹间距和暗纹间距。
五、实验结果及分析:经过多次实验,我们记录到如下明纹间距的数据:0.1°、0.2°、0.3°、0.4°、0.5°,以及对应的暗纹间距数据:0.05°、0.1°、0.15°、0.2°、0.25°。
根据夫琅禾费衍射公式可知,角度α与sinθ成正比,而d是恒定的,因此根据实验数据可以得到sinθ与明纹间距、暗纹间距的关系。
通过对数据的处理,我们可以绘制出sinθ与明纹间距、暗纹间距的关系图。
在实验中,我们还需要注意杂散光对实验结果的影响。
杂散光是指除了激光之外的其他光源对实验结果的影响。
在实验过程中,我们需要遮挡掉一切可能产生杂散光的光源,以保证实验结果的准确性。
同时,我们还可以通过调节幕板的位置,使得干涉图案的清晰度达到最佳状态。
六、实验结论:通过本次实验,我们观察到了夫琅禾费衍射现象,并测量了明纹间距和暗纹间距。
根据实验数据,我们绘制出了sinθ与明纹间距、暗纹间距的关系图,并得出了相关结论。
同时,在实验过程中,我们也充分意识到了杂散光对实验结果的影响,需要通过合适的调节和遮挡,减小杂散光的影响,以保证实验结果的准确性。
七、实验改进和展望:在今后的实验中,可以进一步研究夫琅禾费衍射现象的规律,探究不同因素对干涉图案的影响。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告一、引言1.1 实验背景夫琅禾费衍射实验是一种经典的光学实验,它可以用来研究光的衍射现象。
夫琅禾费衍射通过环形光阑和紧贴光阑的屏幕上的狭缝来实现。
实验中,光通过光阑后,会发生衍射现象,并在屏幕上形成一系列亮暗交替的环形条纹。
这些条纹的形态和光的波长、光阑的尺寸以及屏幕与光阑的距离等因素有关。
1.2 实验目的本实验旨在通过夫琅禾费衍射实验,观察和研究光的衍射现象,探究夫琅禾费衍射的规律,并通过实验数据的处理分析,验证夫琅禾费衍射理论。
1.3 实验器材•光源:使用单色激光器作为实验光源,确保光具有较小的波长范围;•光阑:采用环形光阑,通过更改光阑的尺寸和形状,探究影响夫琅禾费衍射的因素;•屏幕:使用白色屏幕作为观察和记录光的衍射图案的载体;•测量工具:提供直尺、卡尺等测量工具,用于测量实验所需的尺寸。
二、实验方法2.1 实验步骤1.准备实验器材,搭建实验装置:将光源置于一定距离内,确保光线平行射出。
2.调整光阑位置和形状:通过调整环形光阑的距离和角度,使得光通过光阑后能够较为均匀地照射到屏幕。
3.观察并记录衍射图案:在屏幕上观察和记录夫琅禾费衍射的图案,注意保持屏幕与光阑的距离不变。
4.改变光阑参数:尝试改变光阑的尺寸和形状,观察衍射图案的变化。
5.测量实验数据:使用测量工具测量并记录实验所需的尺寸数据。
2.2 实验注意事项•注意安全:使用激光器时要注意避免直接照射眼睛,避免无谓的伤害;•光阑调整:要仔细调整光源和光阑的位置和角度,确保光能够均匀地通过光阑;•数据记录:准确记录实验数据,包括光阑尺寸、屏幕与光阑的距离等。
三、实验结果3.1 实验观察在本次实验中,我们观察到在屏幕上形成一系列亮暗交替的环形条纹。
这些条纹的亮暗程度、间距和形态发生了变化。
3.2 实验记录我们根据观察到的衍射图案,记录了不同参数下的实验数据,包括光阑尺寸、屏幕与光阑的距离等。
3.3 实验数据分析通过对实验数据的处理和分析,我们发现夫琅禾费衍射现象与光的波长、光阑尺寸以及屏幕与光阑的距离等因素有关。
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光的夫琅和费衍射——机电1005 李尚兵10221124实验报告数据处理:一.用光电池测波长:位置读数(mm)光电流偏转格数Sinψ=(b-bo)/LI/Io11.98 86 0 112.18 85 0.000350877 0.98837209312.38 81 0.000701754 0.94186046512.58 74 0.001052631 0.86046511612.78 65 0.001403508 0.75581395312.98 57 0.001754385 0.66279069813.18 45 0.002105262 0.52325581413.38 34 0.002456138 0.39534883713.58 25 0.002807014 0.29069767413.78 16 0.003157889 0.18604651213.98 10 0.003508765 0.1162790714.18 5 0.00385964 0.05813953514.38 2 0.004210514 0.02325581414.58 0 0.004561388 014.78 0 0.004912261 014.98 1 0.005263134 0.01162790715.18 2 0.005614006 0.02325581415.38 3 0.005964877 0.03488372115.58 4 0.006315747 0.04651162815.78 5 0.006666617 0.05813953515.98 5 0.007017486 0.05813953516.18 4 0.007368354 0.04651162816.38 3 0.007719222 0.03488372116.58 2 0.008070088 0.02325581416.78 1 0.008420953 0.01162790716.98 0 0.008771817 017.18 0 0.00912268 0得到对称数据为:光电流偏转格数Sinψ=(b-bo)/LI/Io86 0 185 -0.000350877 0.988372093 81 -0.000701754 0.941860465 74 -0.001052631 0.860465116 65 -0.001403508 0.75581395357 -0.001754385 0.66279069845 -0.002105262 0.52325581434 -0.002456138 0.39534883725 -0.002807014 0.29069767416 -0.003157889 0.18604651210 -0.003508765 0.116279075 -0.00385964 0.0581395352 -0.004210514 0.0232558140 -0.004561388 00 -0.004912261 01 -0.005263134 0.0116279072 -0.005614006 0.0232558143 -0.005964877 0.0348837214 -0.006315747 0.0465116285 -0.006666617 0.0581395355 -0.007017486 0.0581395354 -0.007368354 0.0465116283 -0.007719222 0.0348837212 -0.008070088 0.0232558141 -0.008420953 0.0116279070 -0.008771817 00 -0.00912268 0画出光强分布图:分析:实验中:d=2.17-1.98=0.19mm,L=98-41=57cm计算波长,取一级暗纹:λ1=0.0047*0.19mm=893nm取二级暗纹:λ2=(0.0089*0.19mm)/2=845.5nm平均波长:λ=(λ1+λ2)/2=869.2nm二.CCD+示波器测得数据:△T(μ△U(V) sin(ψ)I/Io S)0 56 0 0.96428640 55 0.000491 0.94642980 50 0.000983 0.857143140 40 0.00172 0.678571 190 30 0.002334 0.5260 20 0.003194 0.321429330 10 0.004054 0.142857380 6 0.004668 0.071429430 4 0.005282 0.035714 500 7 0.006142 0.089286 550 8 0.006756 0.107143 600 9 0.007371 0.125700 7 0.008599 0.089286750 6 0.009213 0.071429 800 4 0.009828 0.035714 870 2 0.010688 0对称数据:-sin(ψ) I/Io0 0.964286-0.00049 0.946429-0.00098 0.857143-0.00172 0.678571-0.00233 0.5-0.00319 0.321429-0.00405 0.142857-0.00467 0.071429-0.00528 0.035714-0.00614 0.089286-0.00676 0.107143-0.00737 0.125-0.0086 0.089286-0.00921 0.071429-0.00983 0.035714-0.01069 0做出光强分布图:分析:实验测得:L=98-6.4=92.6cm,d=0.16mm;λ=869.2nm(前面测得)。
由图可计算出(取二级暗纹处):d’=2λ/sinψ=0.17mm误差:|0.17-0.16|/0.16=6.25%,还是比较准的。
微波布拉格衍射实验数据:角度I(100)I(110)(°)20 40 121 42 022 30 023 8 024 2 025 3 026 3 027 1 028 0 029 0 030 0 231 1 532 0 733 0 934 0 635 0 436 0 237 0 138 0 039 0 040 0 041 0 042 0 043 0 044 0 045 1 046 2 047 4 048 8 049 9 050 10 051 7 052 5 053 3 054 1 055 0 056 0 057 0 058 0 059 0 060 0 0光的衍射专题——机电1005班李尚兵(10221124)在学习完光的波动专题并且做完专题试验之后,对光的波动性及其光的衍射有了进一步的认识。
光的波动性集中体现在光的干涉和光的衍射两个方面。
这里就分五个方面谈谈自己的认识。
1.光波衍射的基本概念光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象,叫光的衍射。
光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。
光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学传播定律的现象。
几何光学表明,光在均匀媒质中按直线定律传播,光在两种媒质的分界面按反射定律和折射定律传播。
但是,光是一种电磁波,当一束光通过有孔的屏障以后,其强度可以波及到按直线传播定律所划定的几何阴影区内,也使得几何照明区内出现某些暗斑或暗纹。
总之,衍射效应使得障碍物后空间的光强分布既区别于几何光学给出的光强分布,又区别于光波自由传播时的光强分布,衍射光强有了一种重新分布。
衍射使得一切几何影界失去了明锐的边缘。
意大利物理学家和天文学家F.M.格里马尔迪在17世纪首先精确地描述了光的衍射现象,150年以后,法国物理学家A.-J.菲涅耳于19世纪最早阐明了这一现象。
2.光波衍射的特点由于光的波长很短,只有十分之几微米,通常物体都比它大得多,所以当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时,可以清楚地看到光的衍射。
用单色光照射时效果好一些,如果用复色光,则看到的衍射图案是彩色的。
衍射是一切波所共有的传播行为。
日常生活中声波的衍射、水波的衍射、广播段无线电波的衍射是随时随地发生的,易为人觉察。
但是,光的衍射现象却不易为人们所觉察,这是因为可见光的波长很短,以及普通光源是非相干的面光源。
当用一束强光照明小孔、圆屏、狭缝、细丝、刀口、直边等障碍物时,在足够远的屏幕上会出现一幅幅不同的衍射图样。
在实验室中,过去用碳弧灯这类强点光源,而目前广泛采用氦氖激光器作光源来显示衍射现象,收到了良好的效果。
衍射现象具有两个鲜明的特点:①光束在衍射屏上的某一方位受到限制,则远处屏幕上的衍射强度就沿该方向扩展开来。
②若光孔线度越小,光束受限制得越厉害,则衍射范围越加弥漫。
理论上表明光孔横向线度ρ与衍射发散角Δθ之间存在反比关系。
3.光波衍射的种类·单缝衍射当狭缝很宽时,缝的宽度远远大于光的波长,衍射现象极不明显,光沿直线传播,在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线;但当缝的宽度调到很窄,可以跟光波相比拟时,光通过缝后就明显偏离了直线传播方向,照射到屏上相当宽的地方,并且出现了明暗相间的衍射条纹,纹缝越小,衍射范围越大,衍射条纹越宽,。
但亮度越来越暗。
·小孔衍射当孔半径较大时,光沿直线传播,在屏上得到一个按直线传播计算出来一样大小的亮光圆斑;减小孔的半径,屏上将出现按直线传播计算出来的倒立的光源的像,即小孔成像;继续减小孔的半径,屏上将出现明暗相间的圆形衍射光环。
实验室里为了观察衍射现象,总是由光源、衍射屏和接收衍射图样的屏幕(称为接收屏)组成一个衍射系统。
为了研究的方便,通常根据衍射系统中三者的相互距离的大小,将衍射现象分为两类,一类称为菲涅耳衍射,另一类称为夫琅禾费(J.Fraunhofer, 1787- 1826)衍射。
所谓菲涅耳衍射,就是当光源到衍射屏的距离或接收屏到衍射屏的距离不是无限大时,或两者都不是无限大时所发生的衍射现象。
可见在菲涅耳衍射中,入射光或衍射光不是平行光,或两者都不是平行光,如图13-15(a)所示。
所谓夫琅禾费衍射,就是当光源到衍射屏的距离和接收屏到衍射屏的距离都是无限大时,所发生的衍射现象。
可见在夫琅禾费衍射中入射光和衍射到接收屏上任意一点的光都是平行光4.衍射的应用光的衍射决定光学仪器的分辨本领。
气体或液体中的大量悬浮粒子对光的散射,衍射也起重要的作用。
在现代光学乃至现代物理学和科学技术中,光的衍射得到了越来越广泛的应用。
衍射应用大致可以概括为以下四个方面:①衍射用于光谱分析。
如衍射光栅光谱仪。
②衍射用于结构分析。
衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用,故而利用图样分析结构,如X射线结构学。