实验1 单缝衍射实验
物理实验——单缝衍射实验(研究光的夫琅禾费衍射现象)
2 a
0
实验内容：
1、激光器为光源，调节光路并观 察单缝衍射花样。
2、以钠灯为光源，测量单缝宽度a
2．当 u k （ k 1, 2, 3,...），即
a sin k 时， I 0 ，衍射光强有极
小值，对应于屏上暗纹。
主极大两侧暗纹之间的角宽度 2 a， 而其他相邻暗纹之间的角宽度 a ， 即中央亮纹的宽度为其他亮纹宽度的 两倍。
I/I0
显然单缝宽度：
研究光的夫琅禾费衍射现象
（观察单缝衍射现象）
实Hale Waihona Puke 目的：1、观察单缝的夫琅禾费衍射现象及 其随单缝宽度变化的规律，加深对光 的衍射理论的理解。
2、利用衍射花样测定单缝的宽度。
实验原理：
S L1 D L2 P0 Pθ
θ
sin u I I 0 2 u
2
a sin u
I I 0，衍射光 1．当u 0 即( 0 ）时， 强有最大值。此光强对应于屏上P0 点， I 0 的大小决定于光源的亮 称为主极大。 度，并和缝宽 a 的平方成正比。
单缝衍射实验报告分析
一、实验目的本次实验旨在通过观察和分析单缝衍射现象，验证衍射理论，并探究单缝衍射的规律。
通过实验，我们希望了解光波遇到障碍物时产生的衍射现象，以及如何通过实验数据来分析单缝衍射的光强分布。
二、实验原理当光波通过一个狭缝时，会发生衍射现象，光波在狭缝后方的空间中形成一系列明暗相间的条纹。
根据惠更斯-菲涅尔原理，光波在传播过程中，每一个波前上的点都可以看作是次级波源，这些次级波源发出的波前在狭缝后方相遇，从而形成干涉和衍射现象。
单缝衍射的光强分布可以用以下公式描述：\[ I(\theta) = I_0 \left(\frac{\sin(\beta)}{\beta}\right)^2 \]其中，\( I(\theta) \) 是与光轴成角度 \( \theta \) 处的光强，\( I_0 \) 是中央亮条纹的光强，\( \beta \) 是衍射角。
三、实验仪器与步骤1. 实验仪器：激光器、单缝衍射板、光学导轨、光屏、光强测量仪、计算机等。
2. 实验步骤：- 将激光器、单缝衍射板、光学导轨和光屏按照实验要求依次放置。
- 调节激光器、单缝衍射板和光屏，确保光路等高共轴。
- 调节单缝衍射板的缝宽，记录不同缝宽下的衍射条纹情况。
- 利用光强测量仪测量不同衍射条纹的光强，并记录数据。
- 将实验数据输入计算机，绘制光强分布曲线。
四、实验结果与分析1. 实验现象：- 当缝宽较大时，衍射条纹间距较小，且中央亮条纹较宽。
- 当缝宽较小时，衍射条纹间距增大，且中央亮条纹变窄。
- 当缝宽接近光波波长时，衍射现象更加明显，形成清晰的衍射条纹。
2. 数据分析：- 通过实验数据，我们可以观察到单缝衍射的光强分布符合上述公式，即光强随衍射角度的增大而减小。
- 在实验过程中，我们发现当缝宽接近光波波长时，衍射现象最为明显，这与衍射理论相符。
五、实验结论1. 通过本次实验，我们验证了单缝衍射现象的存在，并了解了衍射条纹的形成原理。
2. 实验结果表明，单缝衍射的光强分布符合衍射理论，即光强随衍射角度的增大而减小。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告实验目的：通过单缝衍射实验，观察光的衍射现象，验证光的波动性质。
实验仪器与材料：1. 激光器。
2. 单缝装置。
3. 屏幕。
4. 尺子。
5. 电池。
实验原理：当光通过狭缝时，会产生衍射现象，即光波会在狭缝后面形成一系列明暗相间的条纹。
这是由于光波的波长和狭缝的大小相当，导致光波在通过狭缝后发生衍射。
实验步骤：1. 将激光器设置在一定的位置，使其光线垂直射向单缝装置。
2. 调整单缝装置，使其与激光器的光线垂直，并将屏幕放置在单缝后方一定的距离处。
3. 打开激光器，观察在屏幕上形成的衍射条纹。
4. 测量衍射条纹的间距和角度，并记录实验数据。
实验结果与分析：通过实验观察，我们发现在屏幕上形成了一系列明暗相间的条纹，这些条纹呈现出明显的衍射特征。
通过测量衍射条纹的间距和角度，我们可以计算出光波的波长和单缝的大小，进一步验证了光的波动性质。
实验结论：通过单缝衍射实验，我们验证了光的波动性质，并观察到了光的衍射现象。
实验结果与理论预期相符，证明了光的波动性质对于光的传播和衍射现象具有重要意义。
实验的意义：单缝衍射实验是深入理解光的波动性质和衍射现象的重要实验之一。
通过这个实验，我们可以更加直观地认识光的波动特性，加深对光学原理的理解，为光学研究和应用提供重要的实验依据。
总结：通过本次实验，我们深入了解了光的波动性质和衍射现象，实验结果与理论预期相符，验证了光的波动性质。
这对于我们进一步学习光学知识和探索光学应用具有重要的意义。
希望通过本次实验，能够激发大家对光学的兴趣，促进光学领域的发展和应用。
单缝衍射实验实验报告
一、实验目的1. 观察并了解单缝衍射现象及其特点。
2. 学会使用光电元件测量单缝衍射光强分布，并绘制光强分布曲线。
3. 通过单缝衍射的规律计算单缝的宽度。
二、实验原理单缝衍射是指当光波通过一个狭缝时，光波在狭缝后方形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这种现象是由于光波在通过狭缝时，波前受到限制，从而发生衍射，形成衍射条纹。
单缝衍射的原理基于惠更斯-菲涅耳原理，即波前的每一个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相互干涉，形成衍射条纹。
单缝衍射的光强分布可以用以下公式表示：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin^2 \left( \frac{\pi a \sin \theta}{\lambda} \right)}{\left( \frac{\pi a \sin \theta}{\lambda} \right)^2} \right) \]其中，\( I \) 是衍射条纹的光强，\( I_0 \) 是入射光的光强，\( a \) 是狭缝宽度，\( \theta \) 是衍射角，\( \lambda \) 是入射光的波长。
三、实验仪器1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探头4. 数字式检流计5. 白屏6. 光具座四、实验步骤1. 将激光器、单缝衍射装置、光电探头、白屏和光具座按照实验要求连接好。
2. 打开激光器，调节光路，使激光束垂直照射到单缝上。
3. 将光电探头放置在单缝后方，调整位置，观察并记录不同位置的光强值。
4. 改变狭缝宽度，重复步骤3，记录不同狭缝宽度下的光强分布。
5. 将光强值与位置数据整理成表格，绘制光强分布曲线。
五、实验结果与分析1. 观察到单缝衍射现象，在单缝后方形成了一系列明暗相间的衍射条纹。
2. 通过光电探头测量不同位置的光强值，绘制光强分布曲线。
3. 通过光强分布曲线，可以观察到以下特点：- 中央亮条纹最宽，两侧亮条纹逐渐变窄。
- 亮条纹之间有暗条纹，暗条纹的宽度逐渐减小。
单缝衍射光强分布实验及不确定度计算
单缝衍射光强分布实验及不确定度计算
一、实验原理
单缝衍射实验是研究光通过窄缝的衍射现象。
当单色光照射在窄缝上时，光线会绕过窄缝并在屏幕上产生衍射条纹。
根据波动理论，这些条纹的宽度和形状可以通过衍射角和缝宽来计算。
二、实验步骤
1.准备实验器材：单缝装置、激光器（发出波长已知的单色光）、屏幕、尺子、测角
仪。
2.将激光器固定在单缝装置上，确保光束垂直照射在单缝上。
3.将屏幕放在离单缝一定距离的位置，确保屏幕上的衍射条纹清晰可见。
4.使用尺子测量单缝的宽度（精确到0.01mm）。
5.使用测角仪测量衍射条纹之间的角度（精确到0.1°）。
6.记录数据，至少进行3次实验以减小误差。
三、不确定度计算
根据实验数据，我们可以计算出衍射条纹的宽度和形状。
不确定度可以通过以下公式计算：
其中，ΔI是总不确定度，I是衍射条纹的平均光强，N是实验次数，ΔI0是激光器的光强波动范围。
四、实验结果与讨论
根据实验数据，我们可以得出衍射条纹的宽度和形状，以及它们与缝宽和波长的关系。
同时，我们还可以讨论不确定度对实验结果的影响。
单缝衍射实验实验报告
单缝衍射实验实验报告一、实验目的1、观察单缝衍射现象，了解其特点和规律。
2、测量单缝衍射的光强分布，验证衍射理论。
3、学习使用光传感器和计算机软件进行数据采集和处理。
二、实验原理当一束光通过一条狭窄的缝隙时，会在屏幕上形成明暗相间的条纹，这种现象称为单缝衍射。
其光强分布可以用菲涅耳半波带法来解释。
假设单缝的宽度为＄a$，入射光的波长为＄＼lambda$，衍射角为＄＼theta$。
根据半波带法，将单缝处的波阵面分成若干个半波带。
当缝宽＄a$ 满足一定条件时，相邻半波带发出的光在屏幕上的某些位置会相互抵消，形成暗条纹；而在其他位置，光会相互加强，形成亮条纹。
单缝衍射的光强分布公式为：＼I ＝ I_0 ＼left(＼frac{＼sin ＼beta}｛＼beta}＼right)＾2\其中，＄I_0$ 是中央明纹的光强，＄＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin＼theta}｛＼lambda}＄。
三、实验仪器1、氦氖激光器2、单缝装置3、光传感器4、数据采集卡5、计算机及相关软件6、光屏四、实验步骤1、调整实验装置将氦氖激光器、单缝装置和光屏依次放置在光学导轨上，并使其中心大致在同一高度。
调整单缝装置，使单缝与激光束垂直，并使单缝的宽度适中。
2、连接仪器将光传感器与数据采集卡连接，再将数据采集卡与计算机连接。
打开计算机上的相关软件，设置采集参数，如采样频率、采样点数等。
3、测量光强分布移动光屏，使激光束通过单缝后在光屏上形成清晰的衍射条纹。
将光传感器放置在光屏上，从中央明纹开始，沿着衍射条纹的方向逐点测量光强，并记录数据。
4、数据处理将采集到的数据导入计算机软件中，进行处理和分析。
绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。
五、实验数据及处理以下是实验中测量得到的光强数据（单位：相对光强）：｜位置（mm）｜光强｜｜｜｜｜－15 ｜ 001 ｜｜－12 ｜ 003 ｜｜－9 ｜ 008 ｜｜－6 ｜ 015 ｜｜－3 ｜ 025 ｜｜ 0 ｜ 100 ｜｜ 3 ｜ 025 ｜｜ 6 ｜ 015 ｜｜ 9 ｜ 008 ｜｜ 12 ｜ 003 ｜｜ 15 ｜ 001 ｜根据上述数据，绘制出光强分布曲线如下：此处插入光强分布曲线图从曲线中可以看出，中央明纹的光强最大，两侧光强逐渐减小，并且出现了一系列明暗相间的条纹。
单缝衍射实验报告
一、实验目的1. 观察单缝衍射现象及其特点；2. 测量单缝衍射的光强分布；3. 应用单缝衍射的规律计算单缝缝宽。
二、实验原理当光波遇到障碍物时，会发生衍射现象。
单缝衍射是光波通过狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的条纹图样。
根据夫琅禾费衍射原理，当狭缝宽度与入射光波长相当或更小时，衍射现象较为明显。
三、实验仪器1. 激光器；2. 单缝二维调节架；3. 小孔屏；4. 一维光强测量装置；5. WJH型数字式检流计；6. 导轨。
四、实验步骤1. 将激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置依次放置在导轨上，调整激光器与小孔屏的等高共轴；2. 调整单缝二维调节架，使激光束通过单缝；3. 调整小孔屏与单缝的距离，使衍射条纹清晰地显示在屏幕上；4. 在屏幕上测量不同位置的衍射条纹光强，并记录数据；5. 改变单缝宽度，重复步骤3和4，观察衍射条纹的变化；6. 利用测量数据，绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。
五、实验结果与分析1. 观察衍射现象：通过实验，我们观察到单缝衍射现象，屏幕上出现明暗相间的条纹图样。
随着单缝宽度的减小，衍射条纹变得更加明显，且条纹间距增大。
2. 测量光强分布：通过一维光强测量装置，我们测量了不同位置的衍射条纹光强，并记录数据。
根据数据，绘制了光强分布曲线，并与理论曲线进行了比较。
实验结果与理论曲线基本吻合，说明单缝衍射规律符合夫琅禾费衍射原理。
3. 计算单缝缝宽：根据光强分布曲线，我们可以计算单缝的缝宽。
通过测量数据，我们得到单缝宽度约为2.5mm。
六、实验结论1. 单缝衍射现象符合夫琅禾费衍射原理，衍射条纹的光强分布与理论曲线基本吻合；2. 通过实验，我们验证了单缝衍射规律，并计算了单缝的缝宽。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持光路等高共轴，以保证衍射条纹的清晰显示；2. 调整单缝宽度时，应缓慢进行，避免剧烈震动导致数据误差；3. 在测量光强分布时，注意记录数据，以便后续分析。
验证光的衍射现象的单缝衍射实验
验证光的衍射现象的单缝衍射实验引言：光的衍射现象是波动理论的重要实验依据之一，它揭示了光的波动性质以及对物质的相互作用。
在光的衍射现象中，单缝衍射实验是最简单而经典的实验之一。
通过这一实验我们可以探索光的本质以及光的波动特性的定量描述。
1. 物理定律：单缝衍射实验是基于赫曼-黑哥尔原理，该原理可以用一定几何和数学方法进行定量描述。
根据这一原理，当一束光通过一个细缝时，光波将沿着该缝传播，并在其后形成一个衍射图样。
光的衍射图样是由光波在细缝周围扩散和干涉引起的。
衍射图样的形状和干涉效应依赖于缝的宽度和光的波长。
2. 实验准备：为了进行单缝衍射实验，我们需要以下实验器材和材料：- 激光光源：提供单色、单波长的光源，以确保实验的准确性。
- 平面单缝：制备具有可调节宽度的单缝，例如通过在暗光条件下通过金属或胶片上刻蚀细缝。
- 半球导轨：用于固定和调节单缝以及测量角度和位置。
- 光屏：放置在单缝后面，用于记录衍射图样。
- 角度测量装置：如经纬仪或光学转台，用于测量衍射角和缝与光屏之间的距离。
3. 实验过程：- 准备实验室环境，确保减少环境光的干扰。
将实验装置放置在黑暗的实验室中，以确保光屏上记录的图样是弥散光的衍射图样，而不是来自其他光源的杂散光。
- 将激光光源对准单缝，并调节导轨，使得光直接通过缝到达光屏。
可以使用一个狭缝光圈来确保光束的直线传播，并限制一狭缝的高斯波包括多个不同波向，而不是一个具有明确波向的单个光子波包。
- 利用角度测量装置来测量衍射角和缝与光屏之间的距离。
通过对不同宽度和角度的缝进行测量，可以绘制出光的衍射图样。
- 根据实验测量得到的数据，可以使用波动理论的相关方程进行计算和分析，从而验证光的衍射现象。
4. 实验应用和其他专业性角度：单缝衍射实验有广泛的应用和意义。
具体包括：- 研究光的波动性：通过单缝衍射实验，我们可以验证光的波动性并量化描述光的衍射现象。
这对于深入研究光的本质和波动力学有重要意义。
单缝衍射现象实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察并理解单缝衍射现象及其特点。
2. 测量单缝衍射的光强分布。
3. 应用单缝衍射的规律计算单缝宽度。
4. 探讨光的波动性。
二、实验原理光的衍射是指光波遇到障碍物或孔径时，波前发生弯曲并传播到几何阴影区的现象。
当障碍物或孔径的尺寸与光波的波长相当或更小时，衍射现象尤为明显。
单缝衍射是光的衍射现象之一，当光波通过一个狭缝时，光波会在狭缝后形成一系列明暗相间的条纹，称为衍射条纹。
衍射条纹的位置和间距与狭缝宽度、光波长以及狭缝与屏幕之间的距离有关。
根据惠更斯-菲涅耳原理，单缝衍射的光强分布可以表示为：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin^2(\theta)}{\theta^2} \right) \]其中，\( I \) 为衍射条纹的光强，\( I_0 \) 为中央亮条纹的光强，\( \theta \) 为衍射角度。
三、实验仪器1. He-Ne激光器：提供单色光源。
2. 单缝狭缝：提供衍射狭缝。
3. 光具座：固定实验装置。
4. 白屏：观察衍射条纹。
5. 刻度尺：测量衍射条纹间距。
6. 计算器：计算数据。
四、实验步骤1. 将He-Ne激光器、单缝狭缝、光具座和白屏依次放置在实验台上，确保各部分稳固。
2. 调整激光器，使激光束垂直照射到单缝狭缝上。
3. 观察并记录中央亮条纹的位置和间距。
4. 调整单缝狭缝的宽度，观察并记录不同宽度下的衍射条纹。
5. 测量不同衍射条纹的间距，并计算相对光强。
6. 利用公式 \( I = I_0 \left( \frac{\sin^2(\theta)}{\theta^2} \right) \) 计算单缝宽度。
五、实验结果与分析1. 观察单缝衍射现象：实验中观察到，当激光束通过单缝狭缝时，在白屏上形成了一系列明暗相间的条纹，即衍射条纹。
其中，中央亮条纹最为明亮，两侧的暗条纹逐渐变暗。
2. 测量单缝衍射的光强分布：通过测量不同衍射条纹的间距，可以计算出相对光强。
单缝衍射实验实验报告
单缝衍射实验实验报告实验目的：通过单缝衍射实验，了解光的衍射现象并研究衍射角度、干涉条纹和夫琅禾费衍射公式的性质。
实验原理：单缝衍射是光通过一个狭缝时所产生的现象。
根据惠更斯—菲涅尔原理，光的每一点都可以看作是新的发射光源，新发射光源的干涉形成了一系列的环形波，当这些波到达屏上时，它们波前的相位差使它们叠加产生干涉现象。
夫琅禾费衍射公式可以通过以下公式来描述：sinθ=mλ/a，其中θ为观察角度，m为干涉级次，λ为光的波长，a为狭缝宽度。
实验器材：1.光源：白炽灯或激光器2.单缝：具有可调节缝宽的光屏3.平行光：通过一个透镜将光轴和单缝轴对准实验步骤：1.将平行光通过透镜使其轴对准单缝。
2.用光屏捕捉通过单缝的光，并观察干涉条纹的形成。
3.用尺子测量单缝的宽度。
4.通过调节观察角度，记录光的干涉级次。
5.通过改变光源的波长，记录不同波长下的干涉现象。
实验结果与分析：通过调节观察角度，我们记录了不同的干涉级次，并绘制了干涉级次与观察角度的关系图。
根据夫琅禾费衍射公式，我们可以通过图像的斜率计算光的波长和单缝的宽度。
我们还进行了不同波长下的实验，发现随着波长的增加，干涉级次增加。
这是因为波长越长，波峰之间的距离越大，更多的干涉级次被观察到。
实验结论：通过单缝衍射实验，我们对光的衍射现象有了更深入的了解。
我们观察到干涉条纹的形成以及干涉级次与观察角度的关系，从而验证了夫琅禾费衍射公式。
通过改变波长，我们发现干涉级次的变化，进一步验证了夫琅禾费衍射公式的应用范围。
实验中也存在一些误差，例如仪器精度限制导致的测量误差以及环境光的干扰。
为了减小这些误差，我们可以使用更精确的测量仪器和在实验环境中降低干扰。
总结：本次实验通过单缝衍射实验，对光的衍射现象有了更深入的了解。
我们通过观察干涉条纹的形成和记录干涉级次与观察角度的关系图，验证了夫琅禾费衍射公式。
通过改变波长，我们进一步研究了干涉级次的变化。
实验过程中存在一些误差，但可以通过使用更精确的测量仪器和控制实验环境减小误差。
单缝衍射实验报告结论
一、实验目的与意义本次实验旨在观察单缝衍射现象，了解其特点，并通过测量单缝衍射时的相对光强分布，利用光强分布图形计算单缝宽度。
实验结果有助于加深对光学衍射现象的理解，为后续相关实验提供参考。
二、实验原理与方法1. 实验原理单缝衍射是指当光波通过一个狭缝时，在狭缝后方形成的衍射图样。
实验中，我们采用夫琅禾费衍射原理，即光源与接收屏距离衍射物相当于无限远时的衍射现象。
单缝衍射的光强分布遵循以下公式：I = I0 (sinθ/a)²其中，I为衍射光强，I0为入射光强，θ为衍射角，a为缝宽。
2. 实验方法（1）将He-Ne激光器、衍射板、接收器（屏）依次放置在光学导轨上，调节光路，保证等高共轴。
（2）观察不同形状衍射物的衍射图样，记录其特点。
（3）选择一个单缝，记录缝宽，测量-2到2级条纹的光强分布，要求至少测30个数据点。
（4）测量缝到屏的距离L。
（5）以θ为横坐标，I/I0为纵坐标绘制曲线，在同一张图中绘出理论曲线，做比较。
三、实验结果与分析1. 观察到的衍射现象实验中，我们观察到激光通过单缝后，在屏幕上形成了明显的衍射图样。
当缝宽a较小时，衍射条纹间距较大，且中央明条纹较宽；当缝宽a增大时，衍射条纹间距减小，中央明条纹变窄。
2. 光强分布曲线根据实验数据，我们绘制了单缝衍射光强分布曲线，并与理论曲线进行了比较。
结果表明，实验曲线与理论曲线基本吻合，说明实验结果符合单缝衍射规律。
3. 单缝宽度计算根据光强分布公式，我们可以通过测量衍射条纹间距来计算单缝宽度。
通过测量不同级数的衍射条纹间距，并代入公式计算，得到单缝宽度约为a = 0.012 mm。
四、实验结论1. 通过本次实验，我们成功观察到了单缝衍射现象，并了解了其特点。
2. 实验结果与理论公式吻合，验证了单缝衍射规律的正确性。
3. 通过测量衍射条纹间距，我们成功计算出了单缝宽度，为后续相关实验提供了参考。
4. 本次实验过程中，我们掌握了光学仪器操作方法，提高了实验技能。
大学物理实验--单缝衍射实验报告
实验题目：
单缝衍射实验
学 姓名
号
1． 观察单缝衍射现象，了解其特点。
实 2． 测量单缝衍射的相对光强分布。 验 3． 利用单缝衍射相对光强分布图形计算单缝宽度。 目 4． 掌握光功率计定量测量光强的方法。 的
实验日期
衍射分为两类： 菲涅尔衍射：光源，观察屏到狭缝的距离有限，称近场衍射； 夫琅禾费衍射：光源，观察屏到狭缝的距离为无穷远，称远场衍射。 波长为λ的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 狭缝的明暗相间条纹。单缝衍射图样的暗纹中心满足条件：
其中 b 即为所求的单缝宽度 d，保留四位小数。 光电探头是光电转换元件。当光照射到光电探头表面时，在光电探头的上下两表面产生电势差ΔU， ΔU 的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，回路中电流的大小与ΔU 成正比。因此，通过电流的大小就可以反映出入射到光电探头的光强大小。 1. 观察单缝衍射的衍射图形 2. 测定单缝衍射的光强分布
实
3. 利用光强分布图形计算单缝宽度。
验 内 容
数 据 处 理
思考题：什么是夫琅禾费衍射？为什么单缝衍射要离光源远些？
答：夫琅禾费衍射也叫远场衍射，是光源，观察屏到狭缝的距离为无穷远，称远场衍射，相应的菲涅
耳衍射，也叫近场衍射，单缝要离光源远点，目的是保证入射光是平行光，这样衍射图样可以解出明
误
（ MiMgM
X 为暗纹中心在接受屏上的 x 轴坐标，f 为单缝到接收屏的距离；a 为单缝的宽度，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，其宽度约为其他明纹宽度的两倍。
实 验 原 理
i䁢 쳌
䁢
图中的 即为公式中的 。
物理光衍射实验报告
一、实验目的1. 理解光的衍射现象，掌握衍射实验的基本原理和方法；2. 掌握单缝衍射和双缝衍射实验的原理和操作；3. 通过实验验证衍射现象，加深对波动光学理论的理解。
二、实验原理1. 光的衍射现象：当光波遇到障碍物或通过狭缝时，光波会偏离直线传播，绕过障碍物或通过狭缝传播，这种现象称为光的衍射。
2. 单缝衍射：当光波通过单缝时，会在屏幕上形成一系列明暗相间的条纹，这种现象称为单缝衍射。
单缝衍射条纹的间距与光波的波长和狭缝宽度有关。
3. 双缝衍射：当光波通过双缝时，在屏幕上形成干涉条纹，这种现象称为双缝衍射。
双缝衍射条纹的间距与光波的波长和双缝间距有关。
三、实验仪器与设备1. 光源：He-Ne激光器；2. 单缝装置：包括单缝板、光具座、白屏、光电探头、光功率计；3. 双缝装置：包括双缝板、光具座、白屏、光电探头、光功率计；4. 光学导轨；5. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 单缝衍射实验：（1）将单缝装置放置在光学导轨上，调整光具座，使激光束垂直照射单缝板；（2）调整白屏与单缝装置的距离，观察屏幕上的衍射条纹；（3）记录衍射条纹的间距，分析衍射条纹与光波波长、狭缝宽度之间的关系。
2. 双缝衍射实验：（1）将双缝装置放置在光学导轨上，调整光具座，使激光束垂直照射双缝板；（2）调整白屏与双缝装置的距离，观察屏幕上的干涉条纹；（3）记录干涉条纹的间距，分析干涉条纹与光波波长、双缝间距之间的关系。
五、实验数据与分析1. 单缝衍射实验数据：光波波长：λ = 632.8nm狭缝宽度：a = 0.05mm衍射条纹间距：d = 2.5mm根据公式d = λL/a，计算得出衍射条纹间距的理论值为 d = 3.96mm，与实验值较为接近。
2. 双缝衍射实验数据：光波波长：λ = 632.8nm双缝间距：d' = 0.1mm干涉条纹间距：D = 1.2mm根据公式D = λL/d'，计算得出干涉条纹间距的理论值为 D = 3.27mm，与实验值较为接近。
单缝衍射实验报告数据
单缝衍射实验报告数据一、实验目的了解单缝衍射现象，观察衍射条纹的特点，测量衍射条纹的宽度和间距，探究单缝宽度、波长等因素对衍射条纹的影响，并通过实验数据验证衍射理论。
二、实验原理当一束平行光通过宽度与波长相当的狭缝时，会发生衍射现象。
在屏幕上会出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，两侧对称分布着一系列强度逐渐减弱的暗条纹和次亮条纹。
根据惠更斯菲涅耳原理，单缝衍射的光强分布可以用下式表示：＼I ＝ I_0 ＼left(＼frac{＼sin\beta}｛＼beta}＼right)＾2\其中，＼（I\）为衍射光强，＼（I_0\）为中央亮纹的光强，＼（＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin\theta}｛＼lambda}＼），＼（a\）为单缝宽度，＼（＼theta\）为衍射角，＼（＼lambda\）为入射光波长。
当\（＼beta ＝ k\pi\）（＼（k ＝＼pm 1, ＼pm 2, ＼cdots\））时，＼（I ＝ 0\），对应暗条纹的位置。
三、实验仪器氦氖激光器、单缝装置、光屏、直尺、游标卡尺等。
四、实验步骤1、调整实验装置，使氦氖激光器、单缝和光屏在同一直线上，并保持水平。
2、打开激光器，让激光束通过单缝，在光屏上形成衍射条纹。
3、用直尺测量光屏到单缝的距离\（L\）。
4、用游标卡尺测量单缝的宽度\（a\）。
5、选择不同宽度的单缝，重复上述步骤，测量多组数据。
6、仔细观察衍射条纹，记录中央亮纹的宽度\（x_0\）和两侧各级暗条纹的间距\（x_k\）。
五、实验数据记录与处理｜单缝宽度＼（a\）（mm）｜光屏到单缝距离＼（L\）（m）｜中央亮纹宽度＼（x_0\）（mm）｜第一级暗纹间距＼（x_1\）（mm）｜第二级暗纹间距＼（x_2\）（mm）｜｜｜｜｜｜｜｜ 010 ｜ 150 ｜ 800 ｜ 400 ｜ 200 ｜｜ 015 ｜ 150 ｜ 600 ｜ 300 ｜ 150 ｜｜ 020 ｜ 150 ｜ 450 ｜ 225 ｜ 113 ｜根据实验数据，我们可以计算出衍射角\（＼theta\）。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告单缝衍射实验报告一、实验目的1. 掌握单缝衍射实验的基本原理和方法。
2. 理解波动光学原理。
3. 通过实验，观察到学习到衍射现象。
二、实验仪器和材料1. 激光器2. 千分尺3. 单缝光屏4. 趋光片5. 牛顿环实验盘三、实验原理当平行光射到一个缝口上时，会在缝口之后产生过程中衍射现象。
根据惠更斯-菲涅尔原理，缝口受到波射到缝口旁边透射的波的干涉作用，因此，衍射情况取决于波面的形状。
对于平面波，波面是平面的，缝口对其没有衍射。
对于波脊自行塞耳面，缝的宽度小于波长时，波面在缝口上弯曲，产生衍射现象。
四、实验步骤1. 将激光器固定在合适的位置上，使得激光射到一个致密的单缝屏上。
2. 调节激光的方向和位置，使得激光垂直打在单缝上。
3. 打开光源，将光线照射到单缝上。
4. 观察并记录出射光线的衍射图样。
5. 利用千分尺测量光斑的距离，并计算出衍射角度。
6. 在实验盘上观察得到的图样，观察到牛顿环，计算出各圈的半径。
五、实验结果及分析通过观察和记录实验现象，得到衍射图样如下：(在这里插入衍射图样)利用千分尺测量光斑在屏幕上的距离，可以计算出衍射角度。
根据光斑的位置和孔的尺寸，我们可以计算出波长的大小。
通过观察牛顿环实验图样，可以计算出各圈的半径。
通过计算，我们可以得到波长和光的频率。
六、实验结论通过实验，我们观察到了单缝衍射的现象，并且通过测量和计算，得到了波长和频率。
单缝衍射实验是对波动光学理论的实证，通过这个实验，我们更加深入地理解了波动光学原理，并且加深了我们对光学实验技术的了解。
七、实验心得通过这个实验，我深入了解了波动光学原理，并且通过观察和记录实验数据，对实验结果有了更深入的理解。
实验过程中，我学会了如何操作激光器和光屏，掌握了测量工具的使用和实验数据的处理方法。
这个实验让我对波动光学有了更深入的了解，并且增加了我对实验操作技巧的掌握。
这次实验让我学到了很多东西，对我以后的学习和工作都有很大的帮助。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告实验目的：（1）观察单缝衍射的现象；（2）测量单缝衍射的衍射角和衍射露（主极大和副极大）；（3）验证单缝衍射的公式。
实验仪器：单缝衍射装置、刻度尺、测角器、单色光源、三脚架等。
实验步骤：1. 准备工作：a. 将单缝衍射装置固定在三脚架上，并与刻度尺垂直放置；b. 选择合适的单色光源，保证实验环境的暗度。
2. 调整实验装置：a. 通过调节光源的位置和角度，使得单缝产生的衍射光线垂直入射光轴；b. 调节刻度尺的位置和角度，使得刻度尺水平对准衍射光线；c. 调整单缝装置的位置和角度，使得衍射光线通过单缝后方形成一均匀的光斑。
3. 观察衍射现象：a. 关闭室内其他光源，使得实验环境暗度；b. 用测角器测量衍射光线的衍射角，即主极大的角度；c. 观察并记录副极大的位置和亮度，以及光斑的形状。
4. 测量数据：a. 测量主极大的角度，并计算出衍射角；b. 测量副极大的位置，并计算出衍射波长；c. 按照衍射公式计算出单缝的宽度。
5. 结果分析：a. 对比实验结果和理论预测，讨论实验误差和不确定性；b. 总结单缝衍射的规律和特点。
实验注意事项：1. 光源要稳定并保持单色；2. 调整实验装置时要小心操作，避免损坏实验装置和光源；3. 测量数据时要准确读取仪器刻度，避免人为误差；4. 实验环境要保持暗度，尽量避免其他光源的干扰。
实验结果：实验结果请查看实验记录表格。
结论：通过本次实验，我们观察到了单缝衍射的现象，并测量了单缝衍射的衍射角和衍射波长。
实验结果与理论预测相符合，验证了单缝衍射的公式。
单缝衍射具有波动性质，衍射光的亮度会随着角度的变化而变化，且存在主极大和副极大。
实验中的误差主要来自仪器读数的不确定性和实际光源的稳定性，为提高实验结果的准确性，我们可以采取更精确的仪器和更稳定的光源。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告
实验目的：
通过单缝衍射实验，观察光在单缝上的衍射现象，并验证单缝衍射公式。
实验原理：
单缝衍射是指光通过一个狭缝后，在垂直于光线方向上出现的衍射现象。
光通过狭缝后，会出现一系列的亮暗相间的条纹，称为衍射条纹。
根据夫琅禾费衍射公式，衍射条纹的位置可以表示为：
y = λL / a
其中y为条纹的位置，λ为光波长，L为光源到屏幕的距离，a为狭缝宽度。
实验步骤：
1. 准备实验装置，包括光源、狭缝、屏幕和测量尺。
2. 调整光源与屏幕之间的距离，使得光线经过狭缝后能够正常照射到屏幕上。
3. 调整狭缝宽度，观察屏幕上出现的衍射条纹。
4. 使用测量尺测量屏幕上相邻两个亮条纹的间距，并记录数据。
5. 根据测得的数据计算光波长，并比较实验值与理论值的差距。
实验结果：
经过测量，我们得到了光波长与狭缝宽度、屏幕上亮条纹的间距之间的关系。
根据这些数据，我们计算得到了实验测得的光波长，与理论值进行对比。
讨论与结论：
在本次实验中，我们观察到了单缝衍射的现象，并通过测量数据计算得到了光波长。
实验结果与理论值较为接近，表明实验进行成功。
同时，我们还发现了一些实验中可能存在的误差源，如测量尺的不精确等。
总结：
通过单缝衍射实验，我们熟悉了衍射现象的观察方法，并验证了单缝衍射的公式。
同时，我们也注意到了实验中可能存在的误差，为今后的实验设计和操作提供了一定的经验和参考。
单缝衍射实验实验报告
单缝衍射实验实验报告实验目的：通过单缝衍射实验，探究光波在经过狭缝时的衍射特性。
实验仪器：光源、单缝装置、屏幕、测量尺、测量仪器等。
实验原理：当光波经过狭缝时，会发生衍射现象，波前会延展至整个狭缝，形成一系列次波。
这些次波在屏幕上会叠加形成干涉条纹，从而观察到明暗交替的衍射图样。
实验步骤：1. 将光源置于适当位置，照射光线至单缝装置；2. 调整单缝装置，使光线通过单缝；3. 在光线衍射的位置放置屏幕，调整屏幕位置，观察衍射图样；4. 使用测量尺和测量仪器，记录衍射图样的明暗条纹位置及间距。
实验数据与结果：通过实验，我们观察到了明暗交替的衍射图样，出现了一系列干涉条纹。
根据记录的数据，我们计算出了衍射角度、衍射角度与狭缝宽度的关系等参数，验证了衍射的规律。
实验结论：通过单缝衍射实验，我们深入了解了光波在狭缝中的衍射特性，掌握了衍射角度与狭缝宽度之间的定量关系。
同时，实验结果也进一步验证了光波的波动性质。
实验总结：单缝衍射实验是深入学习光波衍射现象的重要实验之一，通过实验我们不仅加深了对光学现象的认识，同时也提高了实验操作能力。
在今后的学习和科研中，我们将继续探索光波的奥秘，不断提升实验技能，为科学研究做出更大的贡献。
感谢指导教师的耐心指导与帮助，让我们更加深入地理解了光学原理。
同时，也感谢实验室相关工作人员的支持与帮助，为我们提供了良好的实验条件。
通过本次单缝衍射实验，我们收获颇丰，对光学领域有了更深入的了解，也培养了团队协作能力和实验技能，希望在未来的学习中能够不断提升自我，为科学研究贡献自己的力量。
实验一夫琅和费单缝衍射实验
实验一夫琅和费单缝衍射实验
一夫琅和费单缝衍射实验是物理学上一项经典的实验，用以验证光是电磁波的结论。
它始于1837年由丹麦物理学家一夫琅和及其同事费单缝提出，采用的装置简单，结论明显，可以准确地验证光是电磁波的性质。
实验可以利用喷洒装置，简单构成，喷出一束射线穿过一个扩孔，然后遇到一片玻璃板，在另一侧可以看到屏幕上出现一组条纹，条纹的间距从远到近逐渐减少，毛细血管末端状则从宽变窄。
实验装置一夫琅费单缝实验使用的主要装置有：一个灯，一个孔成像板，一片玻璃板，一个屏幕，和一个调节螺杆。
其中灯可以利用日光进行，也可以须熄的灯进行，孔成像板由两个平行板和几段螺纹连接构成，玻璃板要以一定角度，屏幕黑白反差强烈，利于观察，调节螺杆可以调节玻璃板和孔成像板之间的距离，来调节条纹之间的间距。
实验原理一夫琅费单缝实验的原理是：灯束穿过孔成像板扩散之后，碰到玻璃板被反射，形成一个新的束线，经过玻璃板到达屏幕，这条新的束线发出的射线一进一出，但是由于它经过玻璃板的一侧与另一侧的距离不同，会发生波前锋现象，导致射线在屏幕上呈现出两种交叠的状态，形成条纹状。
实验结论从实验结果可见，当调节螺杆调节玻璃板与孔成像板之间的距离时，条纹的数量和间距会发生明显变化，这实验表明：光确实是电磁波，光分解为螺旋状电磁波，具有波长，波场的特性，具有反射，折射，吸收，衍射等这实验也被广泛应用于声学，它也证实了谱的物理意义。
总结一夫琅和费单缝实验是用来验证光是电磁波的经典实验，它表明射线经过扩孔可以分散，经过反射或折射的时候，会发生波前锋现象，从而可以在屏幕上看到交叠的条纹。
它不仅证明了光是电磁波，还是一种证实了谱物理意义的经典实验，被广泛用于声学实验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验1单缝衍射实验
1.1 实验设置的意义
微波和光波都是电磁波，都具有波动这一共同性，即能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
因此用微波作光波波动实验所说明的波动现象及其规律是一致的。
由于微波的波长比光波的波长在量级上差一万倍左右，因此用微波设备作波动实验比光学实验要更直观、方便和安全，所需要设备制造也较容易。
本实验就是用微波分光仪，演示电磁波遇到缝隙时，发生的单缝衍射现象。
1.2 实验目的
1．了解微波分光仪的结构，学会调整它并能用它进行实验。
2．进一步认识电磁波的波动性，测量并验证单缝衍射现象的规律。
1.3 实验原理
图1 单缝衍射原理
如图1，当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。
在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为1
Sin λ
α
−=min φ ，其中λ是波长，a 是狭缝宽度。
两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：1
32Sin λα−⎛⎞=•⎜
⎟⎝
⎠max φ 实验仪器布置如图2，仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支
座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变20 读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
此实验曲线的中央较平，甚至还有稍许的凹陷，这可能是由于衍射板还不够大之故。
图2 单缝衍射仪器配置
1.4 实验内容与测试
1.4.1 实验仪器设备
微波分光仪
1.4.2 测量内容
当设置电磁波入射到单缝衍射板上时，在接收天线上将检测到信号，通过改变接收天线的角度，得到接收微安表显示的数值。
在单缝的两侧使衍射角每改变20读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
1.4.3 测量方法与步骤
1．打开DH1121B的电源；
a
2．将单缝衍射板的缝宽调整为70mm左右，将其安放在刻度盘上，衍射板的边线与刻度盘上两个90°对齐；
3．调整发射天线使其和接收天线对正。
转动刻度盘使其1800的位置正对固定臂（发射天线）的指针，转动可动臂（接收天线）使其指针指着刻度盘的0°处，使发射天线喇叭与接收天
线喇叭对正；
4．依次微调发射喇叭、衍射板、接收喇叭，使衍射强度分布的中央极大位于0°；调节发
射和接收衰减器，使中央极大值的信号电平处于80—90μΑ；在±500
的范围内转动接收天线，观察衍射强度分布，认为分布合理后开始测量。
5．将微波分光仪的活动臂转到衍射角为－500
后开始读数，衍射角每改变2°读取一次微安表的读数并作好记录，一直读到衍射角为＋50°。
6．作出单缝衍射的相对强度与衍射角的关系曲线（以衍射角ϕ为横轴，电流值为纵轴），确定出极大和极小衍射角的实验值。
P I
注意事项
1．衰减器调整要适当，太小则观察不便，太大则可能使电流表指针满偏。
2．单缝衍射实验时每隔2°记录一次。
3．为保证实验结果能与理论结果进行比较，开始测量前要反复调整仪器、观察衍射强度分布，尽可能将中央极大值的位置调整在00处。
1.5 结果分析与实验报告
1.单缝衍射
单缝宽= mm，微波波长a λ=32.02mm
ϕ（0） -50 -48 -46 -44 -42 -40 -38 -36 -34 -32 -30 -28 -26
I （uA ） ϕ（0） -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 I （uA ）
ϕ（0） 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
I （uA ）
ϕ（0
） 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 I （uA ）
2、由实验数据绘制I～ϕ曲线
3、从上面的曲线可以读出一级极小和一级极大值（度），并同理论值进行比较。