测定夫琅禾费衍射实验
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。
夫琅禾费衍射实验报告
[实验题目]
夫琅禾费衍射的定量研究
[实验目的]
1、掌握在光学平台上组装、调整光路的基本方法； 2、观察并定量测定不同衍射元件产生的光衍射图样； 3、学习微机自动控制和测量衍射光强的分布及其相关参量。
[实验内容]
1、掌握在光学平台上组装、调试产生夫琅禾费衍射的光路； 2、 定量研究单缝衍射图样分布规律 （光强比、 对称性、 缝宽等） ， 统一取第二排第四列的单狭缝（缝.宽 b=175μm） ； 3、定量研究三缝衍射光强分布，计算缝间距和缝宽(缝宽 b=40 μm,缝间距 d=90μm)，定性分析干涉和衍射的相互关系； 4、定性观察 10 个不同衍射屏衍射的光强分布。
2
2
表示衍射光场任意方向的相对光强。
单缝衍射光强分布的特点： 单缝的夫琅禾费衍射图样的中心有一 个主极强(零级衍射斑)，两侧都有一系列次极强和暗斑。主极强出现 在 sin
0 的地方， 原因是到这里的各条衍射光线有相同的
相位，它们相干叠加的结果具有最大的光强。 几何光学中的光线就是零级衍射线， 几何光学中的象点就是零级 衍射斑的中心。 在单缝衍射因子具有极大值的地方， 即在
一、单缝衍射 计算光强比： 背景光： I p
I 3 I 4 4 15 9.5 2 2
I1 I 2 175 172 1.83%( 10%) . 对称性要求： I I 172 175 1 2 Ip 9.5 2 2
4
主极强位置与缝数目 N 无关，但 N 越大，主极强宽度越小；相 邻主极强之间有 N-1 个暗纹和 N-2 个次极强；光强分布的外部轮廓 （包络线型）与单缝衍射的形状相同，这是单缝衍射因子的作用。
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。
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。
光的夫琅禾费实验报告
一、实验目的1. 观察光的衍射现象，了解光的波动性；2. 研究单缝衍射的光强分布规律；3. 验证单缝衍射的光强分布理论。
二、实验原理光的衍射是光波遇到障碍物或孔径时，偏离直线传播而传播到障碍物后面的现象。
当光波通过一个狭缝时，会发生衍射现象，形成衍射图样。
单缝衍射的光强分布规律可用以下公式表示：I = I0 (sinθ/a)²其中，I0为中央明纹的光强，θ为衍射角，a为狭缝宽度。
夫琅禾费衍射实验中，单色光通过狭缝后，经透镜聚焦，在另一侧屏幕上形成衍射图样。
通过测量衍射图样上各点的光强，可以研究单缝衍射的光强分布规律。
三、实验器材1. 单缝衍射装置（包括狭缝、光源、透镜、屏幕等）；2. 光电传感器（用于测量光强）；3. 计算器、记录纸、尺子等。
四、实验步骤1. 将单缝衍射装置组装好，确保狭缝、光源、透镜和屏幕之间的距离合适；2. 打开光源，调节亮度，使光通过狭缝；3. 将光电传感器放置在屏幕上，调整位置，使其对准衍射图样；4. 读取光电传感器的输出值，记录各点的光强；5. 移动光电传感器，重复步骤4，记录更多点的光强；6. 根据记录的数据，绘制光强分布曲线。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了单缝衍射的光强分布曲线；2. 观察光强分布曲线，可以看出，中央明纹的光强最强，随着衍射角的增大，光强逐渐减弱；3. 通过计算，我们可以得到中央明纹的光强与理论值相符；4. 与理论值相比，实验值存在一定的误差，这可能是由于实验器材的精度、环境因素等因素造成的。
六、实验结论1. 光的衍射现象表明光具有波动性；2. 单缝衍射的光强分布规律符合理论公式；3. 在实验过程中，我们验证了单缝衍射的光强分布理论。
七、实验注意事项1. 实验过程中，确保光源、透镜和屏幕之间的距离合适；2. 注意调整光电传感器位置，使其对准衍射图样；3. 记录数据时，注意准确无误；4. 实验结束后，清理实验器材，保持实验室卫生。
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。
夫琅禾费衍射实验详细步骤
夫琅禾费衍射实验详细步骤夫琅禾费衍射实验是一种经典的光学实验，它揭示了光的波动性质和光的衍射现象。
本文将为你详细介绍夫琅禾费衍射实验的步骤。
实验所需材料和仪器：- 激光器或单色光源- 透镜（凸透镜或平凸透镜）- 狭缝- 屏幕（白纸或观察屏）实验步骤：1. 设置实验台：将激光器或单色光源以一定的角度照射在透镜上，使光通过透镜后能够产生衍射现象。
将屏幕放在透镜的后方，用于观察衍射光的形态。
2. 调整光源位置：将激光器或单色光源的位置调整到合适的距离，使得透镜后的光在屏幕上呈现出清晰的衍射图样。
调整光源的位置能够改变衍射光的强度和形态。
3. 调整透镜位置：根据实验需要，可以调整透镜的位置来改变聚焦效果。
通过调整透镜的位置，能够改变透镜产生的衍射光的角度和位置。
4. 改变狭缝宽度：在光源和透镜之间插入狭缝，并调整狭缝的宽度。
通过改变狭缝宽度，可以改变入射光的强度和色散效果。
5. 观察和记录实验现象：在屏幕上观察衍射光的现象，并记录下不同参数下的实验结果。
可以通过改变光源位置、透镜位置和狭缝宽度，观察不同条件下衍射光的形态和变化规律。
实验注意事项：- 在进行实验时，要注意光源和透镜的稳定性，确保实验结果准确可靠。
- 在调整狭缝宽度时，要小心操作，避免损坏实验装置。
- 在记录实验结果时，尽量使用图像和文字相结合的方式，准确描述实验现象和参数变化。
通过夫琅禾费衍射实验，我们可以深入理解光的波动性质和衍射现象的规律。
实验步骤的准确执行将有助于获得可靠和准确的实验结果，为进一步的研究和探索打下基础。
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。
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。
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。
夫琅禾费衍射原理
夫琅禾费衍射原理一、引言夫琅禾费衍射原理是物理学中的一个重要概念，它是研究光波传播和衍射现象的基础。
夫琅禾费衍射原理是由法国物理学家夫琅禾费和英国物理学家衍射所提出的，它揭示了光通过小孔或障碍物时会发生衍射现象。
二、什么是夫琅禾费衍射原理夫琅禾费衍射原理指出：当一束平面波垂直入射到一个平面狭缝或圆孔上时，光线会在孔周围弯曲，并向前形成一组同心圆环，这种现象称为夫琅禾费衍射。
三、夫琅禾费衍射原理的实验1.实验装置：用激光器产生一束平行光，然后将其通过一个狭缝或圆孔，在屏幕上观察到光的分布情况。
2.实验结果：在屏幕上可以看到一组同心圆环，中心亮度最大，向外逐渐变暗。
四、夫琅禾费衍射原理的解释1. 光的波动性：夫琅禾费衍射原理的解释需要用到光的波动性。
当光通过狭缝或圆孔时，它会发生弯曲并向前形成一组同心圆环，这是因为光具有波动性。
2. 光的干涉：夫琅禾费衍射现象还可以用光的干涉来解释。
当光通过狭缝或圆孔时，它会在孔周围形成一些干涉条纹，这些条纹是由于不同波峰和波谷相遇而产生的干涉现象。
3. 衍射角度：夫琅禾费衍射现象还与衍射角度有关。
当入射光线与狭缝或圆孔的边缘成一定角度时，会出现更多的干涉条纹。
五、夫琅禾费衍射原理的应用1. 显微镜和望远镜中使用。
2. 电子显微镜中使用。
3. X射线晶体学中使用。
六、结论夫琅禾费衍射原理是物理学中一个重要概念，它揭示了光通过小孔或障碍物时会发生衍射现象。
夫琅禾费衍射原理的解释需要用到光的波动性和干涉现象，它在显微镜、望远镜、电子显微镜和X射线晶体学等领域得到广泛应用。
夫琅禾费圆孔衍射
实验目的
❖ 观察夫郎和费圆孔衍射图样
实验步骤
把单缝衍射装置中的单缝以一小孔代替，应用
氦氖激光器，可以在透镜的焦平面上看到圆孔
衍射图样，衍射图样是一组同心的明暗相间的
圆环，可以证明以第一暗环为范围的中央亮斑
的光强占整个入射光束光强的84%，这个中央
光斑称为艾里斑。经计算可知，艾里斑的半角
宽度为：
1
sin 1
❖ 2、调节透镜直至能在微测目镜中看其中心为 亮斑到衍射条纹。
❖ 3、记录下艾里斑的直径e，和计算值进行比 较。
数据处理
❖ 用测微目镜测出艾里斑的直径e，由已知衍射小孔 直径d=1mm，焦距f=70mm，可验证：
e 1.22 f
a 公式的正确性（其中为孔的半径），本实验要求实 验环境很暗。
思考题
0.61
R
1.22
D
上式中D是圆孔的直径； 若上透图镜可L知2的，焦为距：为f，则艾里斑的线半径由
l f .tg1
由于1一般很小，故 tg1 sin1 。1 则：
l 1.22 f
D
实验仪器摆放
实验步骤
❖ 1、把所有器件按图十五的顺序摆放在平台上， 调至共轴。其中光栏和微测目镜之间的距离 必须保证满足远场条件。其中衍射孔的大小 为1mm。（图中数据均为参考数据）
夫琅和费衍射实验
课程名称：物理光学实验
实验名称：夫琅禾费衍射实验
'0'0E()a a P C C ==⎰⎰，利用贝塞尔
消像差透镜
图4 夫琅禾费衍射光路图
使其探测面与透镜的距离为透镜焦距f（探测器靶面的位置与滑块
17.3mm，透镜距离滑块刻度为6mm）；
“相机图像”预览功能，预览衍射图案。
调整CCD
光强适中（不饱和，也不过弱）。
记录CCD处的衍射图案；
打开软件，点击“圆孔方孔衍射”→“捕获衍射图案”，获取夫琅禾费圆孔衍射的实
图5
图6
图7 图8
图9 2.当D=300μm时的夫琅禾费圆孔衍射
图10
图11 图12
图13 L=500μm时的夫琅禾费方孔衍射
图14
图16
图17 L=300μm时的夫琅禾费方孔衍射
图18
图19 图20
图21
六、数据处理
同数据记录
七、结果陈述：
实验得到了夫琅禾费圆孔衍射和夫琅禾费方孔衍射的实验图像。
测量了夫琅禾费圆孔衍射和夫琅禾费方孔衍射的光强分布，发现实验值和理论值符合的很好，说明夫琅禾费衍射公式的正确性。
实验得到了夫琅禾费圆孔衍射和夫琅禾费方孔衍射虚焦时的图像。
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。
实验十五 夫琅禾费圆孔衍射 - 湖州师范学院
实验十五 夫琅和费圆孔衍射实验目的1、了解圆孔的夫琅和费衍射现象。
2、掌握用衍射测圆孔的直径的方法。
实验装置（图15-1） 1：钠灯2：小孔（φ1mm ） 3：衍射孔（φ0.2-0.5mm ） 4：三维调节干版架 （SZ-18）7：测微目镜8：光源二维调节架 （SZ-19） 9：三维平移底座（SZ-01） 10：二维平移底座（SZ-02）衍射图样为图15-3：图15-3经理论推导的衍射的光强分布为：210))(2(mm J I I =λθπ=/sin 2a m ，是一阶贝塞耳函数。
)(1m J 圆孔衍射的第一暗纹的条件：aλ=θ61.0sin 则中央零级亮纹斑（爱里斑）的角半径：a /61.0λ≈θΔ线半径：f a l′⋅λ=/61.02爱里斑的直径：λ′=af e 22.1实验中，已知波长，透镜焦距οA 5893=λf ′，圆孔半径a ，用测微目镜测出爱里斑的直径，从而验证公式λ′=af e 22.1实验内容1、调整光路，调节衍射条纹。
2、用测微目镜则出爱里斑的直径。
3、验证公式λ′=a f e 22.14、改变圆孔的半径a ，进一步测量和验证。
实验步骤1）参照图15-1沿平台米尺安排各器件，调节共轴，获得衍射图样。
2）在黑暗环境用测微目镜测量艾里斑的直径e ，据已知波长（λ=589.3nm ）、衍射小孔半径a 和物镜焦距f’，可验证公式λaf e '22.1=实验注意事项1、圆孔不能太大。
2、观察在焦平面上观察。
3、测圆斑的直径时圆心要选准并两边相切。
4、测量时要避免回程误差。
实验讨论思考题1、请证明圆孔的夫琅和费衍射的光强分布为：210))(2(mm J I I = 2、当圆孔直径增大或减小时，衍射条纹如何变化？ 3、当入射光的波长改变时，衍射条纹如何变化？ 4、如果透镜L 不放，衍射结果如何？实验十六 菲涅耳单缝衍射观察和分析实验目的1、了解菲涅耳衍射的条件及观察。
2、了解菲涅耳衍射和夫琅和费衍射的转化。
光的夫琅和费衍射专题实验报告1
光的夫琅和费衍射专题实验报告光的夫琅和费衍射——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 0.988372093 12.38 81 0.000701754 0.941860465 12.58 74 0.001052631 0.860465116 12.78 65 0.001403508 0.75581395312.98 57 0.001754385 0.66279069813.18 45 0.002105262 0.523255814 13.38 34 0.002456138 0.395348837 13.58 25 0.002807014 0.290697674 13.78 16 0.003157889 0.18604651213.98 10 0.003508765 0.1162790714.18 5 0.00385964 0.058139535 14.38 2 0.004210514 0.023255814 14.58 0 0.004561388 014.78 0 0.004912261 014.98 1 0.005263134 0.01162790715.18 2 0.005614006 0.023255814 15.38 3 0.005964877 0.034883721 15.58 4 0.006315747 0.046511628 15.78 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）。
用夫琅禾费衍射实验测量角度的方法与误差分析
用夫琅禾费衍射实验测量角度的方法与误差分析夫琅禾费衍射实验是一种用于测量物体表面形貌的方法。
它基于光的衍射现象，通过测量衍射光的角度变化来确定物体的表面结构。
本文将介绍夫琅禾费衍射实验测量角度的方法以及误差分析。
一、夫琅禾费衍射实验测量角度的方法夫琅禾费衍射实验常用的装置是夫琅禾费衍射仪，它由一束单色光源、一个狭缝、一个透镜和一个屏幕组成。
具体操作方法如下：1. 准备工作：将夫琅禾费衍射仪放置在光线较暗的环境中，确保实验台稳定。
2. 调整光源：将光源调至适当亮度，光源的位置和角度需固定。
3. 调整狭缝：使用狭缝调整光线的强度和方向，并使狭缝的宽度适当。
4. 调整屏幕：将屏幕放置在适当位置，确保其与狭缝和透镜的距离合适。
5. 观察衍射图案：当光通过透镜和狭缝后，会在屏幕上形成衍射图案。
用肉眼或显微镜观察衍射图案，并确定其中的明亮和暗区域。
6. 测量角度：使用标尺或角度测量仪，测量明暗区域的夹角或角度。
二、误差分析在夫琅禾费衍射实验中，测量角度时可能存在误差，主要源于以下因素：1. 光源的稳定性：光源的亮度和角度必须保持稳定，否则会影响衍射光的角度测量。
2. 狭缝的调整误差：狭缝的宽度和方向的微小变化会导致衍射图案发生改变，从而影响角度测量的准确性。
3. 观察误差：由于观察者的视角和观察条件的不同，可能会对衍射图案的边缘位置产生误判，进而影响角度测量的准确性。
4. 测量仪器的误差：使用的测量工具（如标尺或角度测量仪）本身存在一定的测量误差，需要在实验中进行校准和调整。
为减小这些误差，可以采取以下方法：1. 使用稳定的光源：保持光源的亮度和角度稳定，可以选择使用激光光源来提高光源的稳定性。
2. 精细调整狭缝：使用微调装置来调整狭缝的宽度和方向，以确保衍射图案的稳定性。
3. 多次观察取平均值：进行多次观察，取多个测量值的平均，可以减小观察误差和个别极端误差对结果的影响。
4. 选择精密测量仪器：选用精密的角度测量仪或使用更精确的测量方法，如数字图像处理等，以提高测量的准确性。
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测定单缝衍射的光强分布
【教学目的】
１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。
２．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．学会用衍射法测量微小量。
【教学重点】
1.夫琅禾费衍射理论
2.夫琅禾费单缝衍射装置
3.用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，衍射法测量微小量
【教学难点】
夫琅禾费单缝衍射光路及光强分布规律
【课程讲授】
提问：1. 缝宽的变化对衍射条纹有什么影响？
2. 夫琅和费衍射应符合什么条件？
一、实验原理
光的衍射现象是光的波动性的重要表现。
根据光源及观察衍射图象的屏幕（衍射屏）到产生衍射的障碍物的距离不同，分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种，前者是光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射，即所谓近场衍射；后者则为无限远时的衍射，即所谓远场衍射。
要实现夫琅禾费衍射，必须保证光源至单缝的距离和单缝到衍射屏的距离均为无限远（或相当于无限远），即要求照射到单缝上的入射光、衍射光都为平行光，屏应放到相当远处，在实验中只用两个透镜即可达到此要求。
实验光路如图1所示，
图1 夫琅禾费单缝衍射光路图
与狭缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0处，是中央明纹的中心，光强最大，设为I 0，与光轴方向成Ф角的衍射光束会聚于屏上P A 处，P A 的光强由计算可得：
式中，b 为狭缝的宽度，λ为单色光的波长，当0=β时，光强最大，称为主极大，主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。
当πβk =，即：
时，出现暗条纹。
除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大，由数学计算可得出现这些次极大的位置在β=±1.43π，±2.46π，±3.47π，…，这些次极大的相对光强I/I 0依次为0.047，0.017，0.008，…
图2 夫琅禾费衍射的光强分布
夫琅禾费衍射的光强分布如图2所示。
220sin ββI I A =)sin (λ
φπβb =b K
λφ=sin ）
，，，⋅⋅⋅±±±=321(K
图3 夫琅禾费单缝衍射的简化装置
用氦氖激光器作光源，则由于激光束的方向性好，能量集中，且缝的宽度b 一般很小，这样就可以不用透镜L 1，若观察屏（接受器）距离狭缝也较远（即D 远大于b ）则透镜L 2也可以不用，这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图3，这时，
由上二式可得
二、实验装置
激光器座、半导体激光器、导轨、二维调节架、一维光强测试装置、分划板 、可调狭缝、平行光管、起偏检偏装置、光电探头 、小孔屏、 数字式检流计、专用测量线等。
按测量一维光强分布和测量偏振光光强分布两种方式可构成两种装置，分别见图4和图5。
图4 衍射、干涉等一维光强分布的测试
1、激光电源
2、激光器
3、单缝或双缝等及二维调节架
4、小孔屏
5、导轨
6、光电探头
7、一维光强测量装置 8、WJF 型数字式检流计
D
x /tan sin =≈φφx
D K b /λ=
图5 测量偏振光光强
1、激光电源
2、激光器
3、扩束镜及平行光管
4、起偏检偏装置
5、光电探头 6 、WJF型数字式检流计
三、实验步骤
1. 接上电源（要求交流稳压220V±11V，频率50HZ输出），开机预热15分钟；
2. 量程选择开关置于“1”档，衰减旋钮置于校准位置（即顺时针转到头，置于灵敏度最高位置），调节调零旋钮，使数据显示为－.000（负号闪烁）；
3. 选择适当量程，接上测量线（线芯接负端，屏蔽层接正端，如若接反，会显示“－”），即可测量微电流；
4. 如果被测信号大于该档量程，仪器会有超量程指示，即数码管显示“]”或“E”，其他三位均显示“9”，此时可调高一档量程（当信号大于最高量程，即2×10-4A时，应换用其他仪表测量）；
5. 当数字显示小于190，小数点不在第一位时，一般应将量程减小一档，以充分利用仪器的分别率；
6. 衰减旋钮用于测量相对值，只有在旋钮置于校准位置（顺时针到底）时，数显窗才指示标准电流值；
7. 测量过程中，需要将某数值保留下来时，可开保持开关（指示灯亮），此时，无论被测信号如何变化，前一数值保持不变。
（一）衍射、干涉等一维光强分布的测试
1、按图4搭好实验装置。
此前应将激光管装入仪器的激光器座上（本仪器不包含激光器，
需另行购置），并接好电源；
2、打开激光器，用小孔屏调整光路，使出射的激光束与导轨平行；
3、打开检流计电源，预热及调零，并将测量线连接其输入孔与光电探头；
4、调节二维调节架，选择所需要的单缝、双缝、可调狭缝等，对准激光束中心，使之在小
孔屏上形成良好的衍射光斑；
5、移去小孔屏，调整一维光强测量装置，使光电探头中心与激光束高低一致，移动方向与
激光束垂直，起始位置适当；
6、开始测量，转动手轮，使光电探头沿衍射图样展开方向（x轴）单向平移，以等间隔的
位移（如0.5mm或1mm等）对衍射图样的光强进行逐点测量，记录位置坐标x和对应的检流计（置适当量程）所指示的光电流值读数I，要特别注意衍射光强的极大值和极小值所对应的坐标的测量；
7、绘制衍射光的相对强度I/I0与位置坐标x的关系曲线。
由于光的强度与检流计所指示的
电流读数成正比，因此可用检流计的光电流的相对强度i/i0代替衍射光的相对强度I/I0。
由于激光衍射所产生的散斑效应，光电流值显示将在时示值的约10%范围内上下波动，属正常现象，实验中可根据判断选一中间值，由于一般相邻两个测量点（如间隔为0.5mm 时）的光电流值相差一个数量级，故该波动一般不影响测量。
8、在坐标纸上以横轴为测量装置的移动距离，纵轴为光电流值，将记录下来的数据绘制出
来，就是单缝衍射光强分布图。
9、最后将各次极大相对光强与理论值进行比较，分析产生误差的原因。
（二）测量单缝的宽度
1、测量单缝到光电池的距离D，用卷尺测取相应移动座间的距离即可；
2、再从前一步骤中所得的分布曲线可得各级衍射暗条纹到明条纹中心的距离x k，求出同级距离x k的平均值x k，将和D值代入公式，计算出单缝宽度，用不同级数的结果计算平均值。
（三）观察偏振光现象
1、按图4搭好实验装置；
2、同（一），打开激光电源，调好光路，使在平行光管后的小孔屏上可见一较均匀圆光斑；
3、同（一），打开检流计，预热及调零；
4、旋去光电探头前的遮光筒，把探头旋接在起检偏装置上，然后连好测量线；
5、将起偏检偏器置于平行光管后并紧帖平行光管，使光斑完全入射起检偏器；
6、转动刻度手轮（连起偏器），在检流计上观察光强变化，以验证马吕斯定律。
7、置起偏器读数鼓轮于“0”位置，开始测量。
转动分度盘（连检偏器）20或40，从检流计（置适当量程）上读取一个数值，逐点记录下来，测量一周；
8、用方格纸或坐标纸将记录下来的数值描述出来就是偏振光实验的光强变化图；
9、在转动刻度盘（连起偏器）一周的过程中，可找到两个位置，在检流计上的读数为0时，出射光强为零，此现象为消光现象，但因为杂散光或偏振片不完全理想等因素，无法得到完全的消光效果，所以一般情况下，可在检流计上读出接近于零的最小读数。
正常时，起、检偏器的夹角为90°或0
270。
（四）验证马吕斯定律
当两偏振片相对转动时，透射光强就随着两偏振片的透光轴的夹角而改变。
如果偏振片是理想的，当它们的透光轴互相垂直时，透射光强应为零；当夹角θ为其他值时，透射光强I为：
上式称为马吕斯定律；式中I0是两光轴平行（θ=0）时的透射光强。
按照（三）步骤记录下来的起偏器不同位置（即起、检偏器的夹角不同时）的光电流值进行计算，应基本符合马吕斯定律。
【数据记录及数据处理】
1.学生自己设计表格，记录数据；
2.选取中央最大光强处为轴坐标原点，把测得的数据作归一化处理。
即把在不同位置上测得的检流计光强读数I除以中央最大的光强读数I0，然后在毫米方格（坐标）纸上做出I/I0 ~ x衍射相对光强分布曲线
【思考题】
1. 硅光电池前的狭缝光阑的宽度对实验结果有什么影响？
2. 若在单缝到观察屏的空间区域内，充满着折射率为n的某种透明媒质，此时单缝衍射图样与不充媒质时有何区别？
3. 用白光光源做光源观察单缝的夫琅禾费衍射，衍射图样将如何？
4.单缝衍射光强是怎么分布的？
5.如果激光器输出的单色光照射在一根头发丝上，将会产生怎样的衍射花样？可用本实验的哪种方法测量头发丝的直径？
6.本实验中采用了激光衍射测径法测量细丝直径，它与普通物理实验中的其他测量细丝直径方法相比较有何优点？试举例说明。