作业一 单缝衍射光强分布的研究
单缝衍射光强分布的测量实验报告
单缝衍射光强分布的测量实验报告一、实验目的1、观察单缝衍射现象，加深对光的波动性的理解。
2、测量单缝衍射的光强分布，验证衍射理论。
3、掌握光强测量的基本方法和仪器的使用。
二、实验原理当一束光通过宽度可调的狭缝时，会在屏幕上产生衍射条纹。
根据惠更斯菲涅尔原理，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\）是衍射光强，＼（I_0\）是中央明纹的光强，＼（＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin ＼theta}｛＼lambda}＼），＼（a\）是单缝宽度，＼（＼theta\）是衍射角，＼（＼lambda\）是入射光波长。
在衍射角较小的情况下，＼（＼sin ＼theta ＼approx ＼frac{y}｛L}＼），其中＼（y\）是衍射条纹到中央明纹的距离，＼（L\）是单缝到屏幕的距离。
三、实验仪器1、氦氖激光器2、单缝装置3、光传感器4、移动平台5、数据采集系统四、实验步骤1、调整实验装置将氦氖激光器、单缝装置和光传感器安装在移动平台上，并使其处于同一水平直线上。
调整单缝装置，使其与激光束垂直，并且单缝宽度适中。
调整光传感器的位置，使其能够接收到衍射光。
2、连接数据采集系统将光传感器与数据采集系统连接，确保数据能够准确传输。
3、测量光强分布打开激光器，让激光通过单缝产生衍射现象。
移动光传感器，从中央明纹开始，沿着衍射条纹的方向，每隔一定距离测量一次光强，并记录数据。
测量范围覆盖足够多的衍射条纹，以获得完整的光强分布曲线。
4、重复测量为了减小误差，重复上述测量步骤至少三次，取平均值作为最终的测量结果。
5、数据处理将测量得到的数据导入计算机，使用相关软件进行处理和分析。
绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。
五、实验数据与处理以下是一组测量得到的数据：｜位置＼（y\）（mm) ｜光强＼（I\）（μW) ｜｜｜｜｜－10 ｜ 15 ｜｜－8 ｜ 30 ｜｜－6 ｜ 50 ｜｜－4 ｜ 80 ｜｜－2 ｜ 120 ｜｜ 0 ｜ 150 ｜｜ 2 ｜ 120 ｜｜ 4 ｜ 80 ｜｜ 6 ｜ 50 ｜｜ 8 ｜ 30 ｜｜ 10 ｜ 15 ｜根据上述数据，绘制光强分布曲线如下：（此处插入光强分布曲线的图片）通过与理论曲线的对比，可以发现实验曲线与理论曲线基本吻合，但在某些细节上存在一定的偏差。
单缝衍射光强分布实验报告
单缝衍射光强分布实验报告单缝衍射是一种光学现象，通过实验可以观察到光在通过一个细缝时的衍射效应。
本文将介绍一项关于单缝衍射光强分布的实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验过程中，我们使用了一个狭缝装置，该装置具有一个非常细小的缝隙，光线可以通过这个缝隙进入。
实验中，我们使用了一束平行光照射到狭缝上，并在屏幕上观察到了一系列的明暗条纹。
通过观察实验结果，我们可以看到在缝隙附近形成了一条明亮的中央区域，称为中央最大亮条纹。
中央最大亮条纹的光强最大，光线在通过缝隙时几乎没有发生衍射，呈现出直线传播的特点。
在中央最大亮条纹两侧，形成了一系列的暗条纹和亮条纹，这些条纹交替出现，呈现出规律的间距。
这是由于光线在通过缝隙时发生了衍射现象，光线波前的形状受到了缝隙的限制，导致光线在缝隙后方形成了一系列的衍射波。
根据衍射现象的特点，我们可以得到一个重要的结论：缝隙越宽，衍射效应越弱，条纹间距越大；缝隙越窄，衍射效应越强，条纹间距越小。
这是因为当缝隙越宽时，光线波前的形状变化较小，衍射效应也会相应减弱；而当缝隙越窄时，光线波前的形状变化较大，衍射效应也会相应增强。
实验中，我们还可以通过改变入射光的波长来观察到不同的衍射效应。
根据衍射公式，波长越小，衍射效应越明显，条纹间距越小；波长越大，衍射效应越弱，条纹间距越大。
通过这个实验，我们可以深入理解光的波动性质以及衍射现象的发生原理。
同时，这项实验也具有一定的应用价值，例如在天文观测中，通过观察恒星的光谱衍射条纹，可以得到有关恒星的重要信息。
总结起来，单缝衍射光强分布实验是一项具有重要意义的实验，通过观察明暗条纹的分布，我们可以了解到光线在通过狭缝时的衍射现象。
实验结果表明，缝隙的宽度和入射光的波长都会对衍射效应产生影响，这为我们进一步研究光的波动性质和衍射现象提供了重要的参考。
单缝衍射光强的分布测量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除单缝衍射光强的分布测量实验报告篇一：衍射光强分布测量衍射光强分布测量***，物理学系摘要：本实验利用激光为光源研究激光经过单缝与单丝时的衍射光强度分布情况。
激光的高准直性符合夫琅和费远场条件，且高单色性保证测量时没有不同波长光的叠加影响。
光感应器方面使用光栅尺与电脑连接做0.02毫米/点的高精度自动扫描。
通过巴比涅原理迂回得到了没有直射光时单丝的衍射光强分布，完整验证了运用衍射光强分布来测量小微物体的长度的方法和可行性，并实际运用此法测量了铜丝和头发丝的直径。
关键词：衍射分布巴比涅原理单缝直径测量ThemeasurementoftheDistributionofLightDiffraction YixiongKeYiLin,DepartmentofphysicsAbstarct：Thisexperimentmadeuseoflaserasthelightsourcetoverif yaseriesofdiffractionpatternsof633nmlaserviadiffere ntsingleslitsandmonofilaments.Thecollimationfeature ofthelasermeetstheconditionofFraunhoferdiffraction, themonochromicfeatureoflaserprovideabetterexperimen talenvironmentthatthediffractionpatternwon`tbeinter ferebythelightofotherwavelength.weuselinearencorder connectedtopcviauLI(universalLaboratoryInterface)as thesensortoautomaticallyscanthediffractionpatternwi ththeratioof0.02mmperdot.weusebabinet’sprincipletogetthediffractionpatternofamonofilament p letelyverifiedthemethodandfeasibilityofmeasuringati nyobjectwithitsdiffractionpattern.Inaddition,wetryt omeasurethediameterofacopperwireandpeople’shairinthiswayKeywords:Diffractiondistributionbabinet`sprinciplesingleslitsmeasureDiameterofthewire1一、引言衍射是波遇到障碍物时便利直线传播的现象。
实验测定单缝衍射的光强分布
实验测定单缝衍射的光强分布实验目的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。
实验仪器激光器，单缝，硅光电池，读数显微镜，光点检流计和米尺。
实验原理1 •单缝衍射的光强分布及单缝宽度的测量当光在传播过程中经过障碍物，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时，一部分 光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。
如果障碍物的尺寸与波长相近， 那么，这样的衍 射现象就比较容易观察到。
单缝衍射有两种：一种是菲涅耳衍射，单缝距光源和接收屏均为有限远或者说入射波和 衍射波都不都是球面波； 另一种是夫琅和费衍射， 单缝距光源和接收屏均为无限远或者相当单缝于无限远，即入射波和衍射波都可看作是平面波。
在用散射角极小的激光器产生激光束，通过一条很细的狭缝（ 0.1〜0.3毫米宽），在狭 缝后大于1.5米的地方放上观察屏，就可看到衍射条纹，它实际上就是夫琅和费衍射条纹， 如图5—9— 1所示。
当在观察屏位置处放上硅光电池和读数显微镜装置， 与光点检流计相连 的硅光电池可在垂直于衍射条纹的方向移动， 那么光点检流计所显示出来的硅光电池的大小 就与落在硅光电池上的光强成正比。
如图 5 — 9—2所示的实验装置。
当激光照射在单缝上时， 根据惠更斯一一菲涅耳原理， 单缝上每一点都可看成是向各个 方向发射球面子波的新波源。
由于子波迭加的结果， 在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗 相间的条纹。
由理论计算可得，垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布的规律为sin 2硅光电池激光管光点检流计(5— 9— 1)式中，d 是狭缝宽，，是波长，D 是单缝位置到光电池位置的距离， x 是从衍射条纹的中心位置到测量点之间的距离，其光强分布如图 5— 9—3所示。
当二相同，即x 相同时，光强相同，所以在屏上得到的光强相同的图样 是平行于狭缝的条纹。
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。
单缝衍射光强的分布测量实验报告
单缝衍射光强的分布测量实验报告实验名称：单缝衍射光强的分布测量实验目的：1. 了解单缝衍射现象及其规律；2. 掌握测量单缝衍射光强的方法和步骤。
实验器材：1. 单缝光源2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数字多道分析器5. 电脑与连接线6. 实验支架7. 高精度尺子实验原理：当光传播到单缝上时，由于光的波动性，出现了衍射现象。
在单缝前方远离缝的一定距离处，出现一系列亮暗的条纹，即衍射图样。
衍射图样反映了波阵面在缝后的衍射情况，通过测量这些条纹的亮度，可以得到单缝衍射光强的分布。
实验步骤：1. 将实验装置搭建好，确保光路正常且稳定。
2. 将光电探测器放置在远离单缝的一定距离处，调整其位置使其刚好能接收到衍射光。
3. 将电脑与数字多道分析器连接。
4. 打开数据采集软件，设置好采集参数。
5. 开始采集数据，持续一段时间，确保得到足够多的数据点。
6. 关闭数据采集软件，保存数据并进行数据分析。
7. 根据采集到的数据绘制单缝衍射光强分布图。
实验结果分析：根据采集到的数据，可以得到每个位置上的光强数值。
通过绘制光强与位置的关系图，可以观察到一系列亮暗条纹的分布。
根据衍射理论可以推导出单缝衍射的光强分布公式：I(x) = (I_0 * sin(β)/β)^2 * (sin(α)/α)^2其中，I(x)为位置x处的光强，I_0为中央最大光强，β为sin(β) = (π* b * sin(α))/λ，b为单缝宽度，α为入射光与垂直方向的夹角，λ为入射光波长。
实验误差分析：1. 由于实验器材和环境的限制，实际测量中可能会存在一定的误差。
2. 光电探测器的位置调整可能不够精确，导致实际测量的位置与理论位置存在偏差。
3. 光源的稳定性对实验结果也有一定影响，光源的波动性会导致实际测量的数值偏差。
4. 数据采集时的误差也需要注意，包括噪声、干扰等。
实验结论：通过实验测量单缝衍射光强的分布，可以得到一系列亮暗条纹的分布情况。
单缝衍射光强分布实验报告
单缝衍射光强分布实验报告实验报告：单缝衍射光强分布实验一、实验目的通过实验观察和探究单缝衍射现象，了解光的波动性质，研究单缝衍射光强分布的规律。
二、实验原理单缝衍射是指当光线通过一个狭缝时，由于光的波动性质，光波会发生衍射现象，即光线会向周围扩散。
根据夫琅禾费衍射公式，单缝衍射光强分布的规律可以通过以下两个公式推导得出：1.衍射公式：θ=mλ/b其中，θ为衍射角，m为条纹的级次（m=0,±1,±2,...），λ为波长，b为狭缝宽度。
2. 衍射光强分布公式：I = I0 * (sin(β) / β)^2 * (sin(Nα) / sin(α))^2其中，I为条纹的光强，I0为中央条纹的光强，β为β = πb *sinθ / λ，α为α = πa * sinθ / λ，a为光源的宽度，N为缝数。
三、实验步骤1.将光源与被研究的缝隙间隔一定距离，并确保光源垂直照射缝隙。
2.使用光屏接收衍射光，并根据需要调整光屏距离缝隙的距离，以便更好地观察衍射条纹。
3.用CCD相机拍摄光屏上的衍射条纹，通过图像处理软件量化光强，得到光强分布曲线。
4.调整狭缝的宽度，观察并记录不同宽度下的光强分布情况。
5.重复实验多次，取平均值以减小误差。
四、实验结果与分析通过实验观察到的结果，我们可以得到以下结论：1.光强分布呈现明暗相间的条纹状，其中最中央的一条条纹最亮，两侧的条纹逐渐减弱。
2.随着波长λ的增大，条纹间距减小，光强分布也发生变化。
3.随着缝宽b的增大，条纹变得更为集中，光强分布呈现更明显的周期性变化。
4.当缝数N增加时，条纹的光强分布曲线会发生明显的变化，呈现出更多的衍射条纹。
五、实验注意事项1.实验过程中需要保证光源的稳定性，尽量避免光强波动引起的误差。
2.调整光屏与缝隙距离时，需注意确保垂直照射，并尽可能保持一定的距离以获得更清晰的图像。
3.使用CCD相机拍摄图像时，应注意调整曝光时间和对比度以获得最佳的图像质量。
单缝衍射的光强分布实验报告
#### 一、实验目的1. 理解单缝衍射现象及其光强分布规律。
2. 通过实验验证单缝衍射的光强分布公式。
3. 掌握使用光学仪器进行单缝衍射实验的方法。
#### 二、实验原理单缝衍射是光波通过狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹现象。
根据夫琅禾费衍射理论，单缝衍射的光强分布可以由以下公式描述：\[ I(\theta) = I_0 \left( \frac{\sin\left(\frac{\pi a\sin\theta}{\lambda}\right)}{\frac{\pi a \sin\theta}{\lambda}} \right)^2 \]其中，\( I(\theta) \) 是与光轴成 \( \theta \) 角度的光强，\( I_0 \) 是中心亮条纹的光强，\( a \) 是狭缝宽度，\( \lambda \) 是入射光的波长。
#### 三、实验仪器1. 激光器2. 单缝狭缝板3. 光学导轨4. 屏幕板5. 光电传感器6. 数据采集系统7. 计算机软件#### 四、实验步骤1. 将激光器、单缝狭缝板、光学导轨、屏幕板和光电传感器依次安装在光学导轨上。
2. 调节激光器，使其发出的激光束垂直照射到单缝狭缝板上。
3. 将光电传感器放置在屏幕板上，确保其与屏幕板平行。
4. 打开数据采集系统，记录光电传感器接收到的光强数据。
5. 调节单缝狭缝板的宽度，重复步骤4，记录不同缝宽下的光强数据。
6. 改变光电传感器与屏幕板之间的距离，重复步骤4和5，记录不同距离下的光强数据。
7. 根据记录的数据，绘制光强分布曲线，并与理论公式进行比较。
#### 五、实验结果与分析1. 实验结果表明，随着缝宽的减小，衍射条纹的宽度增加，主极大值的光强降低。
2. 实验结果与理论公式基本吻合，说明单缝衍射的光强分布符合夫琅禾费衍射理论。
3. 通过实验验证了单缝衍射光强分布公式，加深了对单缝衍射现象的理解。
#### 六、实验总结本次实验成功观察到了单缝衍射现象，并验证了单缝衍射的光强分布规律。
单缝衍射的光强分布(完整版+空白打印版+真实实验数据)
深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号：指导教师：报告人：学号：实验时间：年月日星期实验地点科技楼 90 实验报告提交时间：理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域：La 82>>λ或82a L >>λ为狭缝与屏之间的距离；λ为入射光的波长。
的取值范围进行估算：实验时，若取m a 4101-⨯≤，入射光是应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽 λϕk a =sin k k L ϕtan = 很小，所以a kL L X k k /λ=Φ=激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为50cm 左右，本实验采用的是方向性很好，发散角rad 53101~101--⨯⨯的Ne He -激光作为光源，这样可满足夫琅和费衍射的远场条件，从而可省去单缝前后的透镜1L 和2L 。
；．点亮Ne He -激光器，使激光垂直照射于单缝的刀口上，利用小孔屏调好光路，须特别注意的是：观察时不要正对电源，以免灼伤眼睛。
WJH 接上电源开机预热15min ，将量程选择开关置I 档，衰减旋钮置校准为止（顺时针旋到底，即灵敏度最高）。
调节调零旋钮，使数据显示器显示“-000”（负号闪烁）。
以后在测量过深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号： B7 指导教师：报告人：学号：实验时间： 201 年月日星期实验地点科技楼 90 实验报告提交时间：单缝衍射相对光强度曲线图。
单缝衍射光强分布实验报告(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】单缝衍射光强分布【实验目的】1.定性观察单缝衍射现象和其特点。
2.学会用光电元件测量单缝衍射光强分布，并且绘制曲线。
【实验仪器】【实验原理】光波遇到障碍时，波前受到限制而进入障碍后方的阴影区，称为衍射。
衍射分为两类：一类是中场衍射，指光源与观察屏据衍射物为有限远时产生的衍射，称菲涅尔衍射；一类是远场衍射，指光源与接收屏距衍射物相当于无限远时所产生的衍射，叫夫琅禾费衍射，它就是平行光通过障碍的衍射。
夫琅禾费单缝衍射光强I =I 0(sin β)2β2;其中β=πa sin θλ；a 为缝宽，θ为衍射角，λ为入射光波长。
上图中θ为衍射角，a 为缝宽。
【实验内容】（一） 定性观察衍射现象1.按激光器、衍射板、接收器（屏）的顺序在光节学导轨上放置仪器，调节光路，保证等高共轴。
衍射板与接收器的间距不仪器名称 光学导轨 激光器 接收器 数字式检流计 衍射板 型号小于1m。
2.观察不同形状衍射物的衍射图样，记录其特点。
（二）测量单缝衍射光强分布曲线1.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。
2.测量缝到屏的距离L。
3.以sinθ为横坐标，I/I为纵坐标绘制曲线，在同一张图中绘出理论曲线，做比较。
【实验步骤】1.摆好实验仪器，布置光路如下图顺序为激光器—狭缝—接收器—数字检流计，其中狭缝与出光口的距离不大于10cm，狭缝与接收器的距离不小于1m。
2.调节激光器水平，即可拿一张纸片，对准接收器的中心，记下位置，然后打开激光器，沿导轨移动纸片，使激光器的光点一直打纸片所记位置，即光线打过来的高度要一致。
3.再调节各光学元件等高共轴，先粗调，即用眼睛观察，使得各个元件等高；再细调，用尺子量取它们的高度(狭缝的高度，激光器出光口的高度，接收器的中心)，调节升降旋钮使其等高，随后用一纸片，接到光源发出的光，以其上的光斑位置作为参照，依次移动到各个元件前，调节他们的左右(即调节接收器底座的平移螺杆，狭缝底座的平移螺杆)高低，使光线恰好垂直照到元件的中心。
单缝衍射的光强分布实验报告
单缝衍射的光强分布实验报告光学是研究光的传播、发射、吸收和干涉等现象的科学，而衍射则是光通过障碍物后产生的偏折现象。
单缝衍射实验是光学实验中的经典实验之一，通过实验可以观察到光在通过单缝时的衍射现象，进而研究光的传播规律和特性。
本实验旨在通过实验观察和数据分析，探究单缝衍射的光强分布规律，为光学理论提供实验依据。
实验装置及原理：本实验采用的实验装置主要包括，光源、单缝装置、准直透镜、光强测量仪等。
光源通过准直透镜后，射入单缝装置，经过单缝后形成衍射光斑，最后被光强测量仪测量光强分布。
单缝衍射的原理是，当光波通过单缝时，由于单缝的存在，光波会发生衍射现象，形成一系列干涉条纹，通过测量这些干涉条纹的光强分布，可以得到单缝衍射的光强分布规律。
实验步骤及数据处理：1. 调整光源和准直透镜，使光线垂直射入单缝装置；2. 通过光强测量仪，测量不同角度下的光强分布；3. 记录实验数据，绘制光强分布曲线；4. 根据实验数据，分析单缝衍射的光强分布规律。
实验结果及分析：通过实验数据处理和分析，我们得到了单缝衍射的光强分布曲线。
实验结果表明，单缝衍射的光强分布呈现出明显的周期性变化，且中央最亮，两侧逐渐减弱的规律。
这与衍射现象的理论预期相符合，进一步验证了光的波动性和衍射现象的存在。
结论：通过本实验，我们成功观察到了单缝衍射的光强分布规律，实验结果与理论预期相符合。
这为光学理论的研究提供了实验依据，也为光学应用提供了重要的参考。
同时，本实验也展示了光学实验的重要性和实验方法的重要性，为光学实验教学提供了有力支持。
总结：单缝衍射实验是光学实验中的重要实验之一，通过实验可以观察到光的波动性和衍射现象，为光学理论的研究和光学应用提供了重要的实验依据。
本实验通过实验观察和数据分析，成功得到了单缝衍射的光强分布规律，实验结果与理论预期相符合。
这为光学理论研究和实验教学提供了重要参考，也为光学应用提供了重要支持。
希望通过本实验的学习，可以更好地理解光学原理，提高实验技能，为光学领域的发展贡献自己的力量。
单缝衍射光强分布的测定
实验名称： 单缝衍射光强分布的测定 实验时间： 实验者：院系： 学号：指导教师签字： 实验目的：1.测定单缝衍射的相对光强分布；2.测定半导体激光器激光的波长。
实验仪器设备：光具座 半导体激光器 可调单缝 硅光电池 光电检流器 移测显微镜 光屏实验原理：1. 夫琅禾费衍射当光在传播过程中经过障碍物，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时，一部分光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。
衍射通常分为两类：一类是满足衍射屏离光源或接收屏的距离为有限远的衍射，称为菲涅耳衍射；另一类是满足衍射屏与光源和接收屏的距离都是无限远的衍射，也就是照射到衍射屏上的入射光和离开衍射屏的衍射光都是平行光的衍射，称为夫琅禾费衍射。
以波长为λ的单色平行光（实验用散射角极小的激光器产生激光束）垂直通过单缝，经衍射后，在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗相间的条纹（夫琅禾费衍射条纹）。
如图所示。
根据惠更斯——菲涅耳原理，可知220sin ββθI I = 由θλπβsin a =得 220)sin ()sin (sin λθπλθπθa a I I =0I I θ叫做相对光强 暗纹条件)0,,2,1(asin =±±==θλθI k k (θ很小，故θθθ≈≈tan sin ，)中央明纹两侧暗条纹之间的角宽a 2λθ=∆ 相邻两暗条纹之间角宽aλθ=∆’ 0=θ时，0I I =θ，此时光强最大，为主最大。
其两侧相邻两暗条纹间都有一个次最大，角位置分别为。
，、、 a47.3a 46.2a 43.1sin λλλθ±±±= 相应的 008.0017.0047.00、、=I I θ 得到单缝衍射相对光强分布曲线2.测入射光波波长dθD x 亮暗在实验中，θ很小，设单缝距屏L ，屏上条纹距中心点为x ，Lx tan sin =≈θθ 由asin λθk=，得对应第一级暗条纹有Lb ∆==asin λθ 则可以测得入射光波波长Lb∆=a λ 操作步骤：1. 根据指导书上的装置图安装好实验仪器；2. 打开激光器，使激光束对准可调狭缝且垂直照射。
单缝衍射的光强分布实验报告
单缝衍射的光强分布实验报告实验报告：单缝衍射的光强分布一、实验目的通过实验，观察单缝衍射现象，了解其光强分布规律。
掌握光衍射实验的基本理论和实验方法。
二、实验原理单缝衍射是指当光线通过一块缝隙时，由于衍射作用，其出射光线方向发生偏转并交叉干涉形成衍射花样。
根据夫琅禾费衍射公式，单缝衍射中，d*sinθ=mλ，其中d为缝宽，θ为衍射角度，m为衍射级次，λ为光波长。
单缝衍射的光强分布可表示为I=I0 * sinc^2 (πd*sinθ/λ)，其中I0为中央亮度，sinc函数可由幅度衍射公式推导得出。
三、实验器材单色光源，光源支架，单缝，屏幕，卡尺。
四、实验步骤1. 将单色光源与单缝放置于透镜下方和光源支架上方，保持缝隙垂直于光路并尽量减小其宽度。
2. 将屏幕置于光源和单缝的正中央，在光路上设法使靠近光源的两侧与单缝对齐。
调整屏幕与单缝垂直，注意观察光芒的衍射现象。
3. 逐渐加宽缝隙的宽度，并观察光芒的衍射现象。
每增加一级，观察对应的条纹的亮度情况，记录下来。
4. 用卡尺测量两侧衍射花样亮条的距离，并计算衍射角度θ。
5. 用实验数据计算出衍射光强分布的函数图像。
五、实验结果当单缝宽度较小时，衍射现象并不显着。
随着单缝宽度的增加，衍射花样逐渐清晰，呈现出多级衍射的现象。
同时，每个级次的亮度会随着衍射角度的增大而逐渐减小。
最大亮度出现在中央，且亮度以一定规律逐渐减小。
通过记录和计算数据，得出了单缝衍射的光强分布函数图像。
六、实验结论通过单缝衍射实验，我们观察到了光线通过缝隙发生的衍射现象，并了解了其衍射级次、光强分布规律等基本知识。
实验结果表明，单缝衍射的亮条数目、亮条宽度、亮度以及衍射角度与单缝宽度、光波长等参数密切相关，通过计算可以得出与实验现象相符的衍射光强分布函数。
此外，通过实验还可以了解干涉、衍射、散射等基本光学现象，掌握基本的光学实验方法，有助于对光学知识的深入理解。
七、参考文献1. 杨生彦、齐玉福.《光学基础实验》. 北京：科学出版社，2015.2. 翁和兴、施永权.《光学实验讲义》. 北京：高等教育出版社，2014.。
单缝衍射的光强分布实验报告
单缝衍射的光强分布实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法，观察单缝衍射的光强分布规律，验证光的波动性质，并掌握单缝衍射实验的基本原理和方法。
二、实验仪器与设备。
1. He-Ne 激光器。
2. 单缝衍射装置。
3. 透镜。
4. 光电探测器。
5. 光强测量仪。
6. 旋转支架。
7. 直尺。
8. 电脑。
三、实验原理。
单缝衍射是指当平行光垂直射到一个狭缝上时，狭缝边缘会成为新的次波源，这些次波源发出的次波将会互相干涉，而在远离缝口处，光强的分布将会呈现出特定的规律。
四、实验步骤。
1. 将He-Ne激光器置于实验台上，并调整使其垂直射向单缝装置。
2. 调整单缝装置，使其与激光束垂直，同时调整透镜位置，使得透镜的焦点与单缝处于同一平面上。
3. 将光电探测器固定在旋转支架上，并将支架放置在离单缝装置一定距离的位置。
4. 通过旋转支架，使光电探测器依次测量不同角度下的光强。
5. 将光强测量仪连接至电脑，记录并分析实验数据。
五、实验数据与分析。
通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出单缝衍射的光强分布图。
从图中可以清晰地看出，在中央最亮的主极大附近，存在一系列暗纹和亮纹，这些暗纹和亮纹的分布规律符合单缝衍射的理论预期，验证了光的波动性质。
六、实验结论。
通过本次实验，我们成功观察到了单缝衍射的光强分布规律，验证了光的波动性质。
同时，我们掌握了单缝衍射实验的基本原理和方法。
这对于我们进一步深入理解光的波动性质，以及在实际应用中具有重要的意义。
七、实验注意事项。
1. 在实验过程中，要注意激光的安全使用，避免直接照射眼睛。
2. 调整实验装置时，要小心操作，避免损坏设备。
3. 实验结束后，要做好实验装置的清理和归还工作。
八、参考文献。
1. 《大学物理实验教程》。
2. 《光学实验指导书》。
以上就是本次单缝衍射的光强分布实验报告，希望对大家有所帮助。
实验 单缝衍射的光强分布
速减小,而暗纹的光强亦分布其间, 单缝衍射相对光强分布曲线如 图3 - 9 - 2所示。
图 3 - 9 - 2 单缝衍射相对光强分布曲线
四、 实验内容
1. 调整光路 图 3-9-3 是衍射光强的测试系统实验装置图。 ( 图中没有聚 焦透镜,为什么？)调整仪器同轴等高, 激光垂直照射在单缝平面 上, 接收屏与单缝之间的距离L>1m。
(2) 测量时,从一侧衍射条纹的第三个暗纹中心开始 , 记 下此时的鼓轮读数, 同方向转动鼓轮, 中途不要改变转动方向。
每移动1mm,读取一次数字万用表读数 ,一直测到另一侧的第三
个暗纹中心。
注意: “挡光”测量衍射光强I值时, 接收屏必须一直挡住 导光管, 仅在每次读数时移去, 读完后立即挡住。以避免硅光 电池因疲劳而出现非线性光电转换, 并能延长硅光电池的使用
2. 菲涅耳假设和光强度 物理学家菲涅耳假设:波在传播的过程中,从同一波阵面上
的各点发出的子波是相干波 , 经传播而在空间某点相遇时 ,产
生相干叠加 , 这就是著名的惠更斯 - 菲涅耳原理。如图 3-91所示,单缝AB所在处的波阵面上各点发出的子波, 在空间某点
P 所引起的光振动振幅的大小与面元面积成正比 , 与面元到空
(4) 单缝宽度的测量。在所描出的分布曲线上,确定k=±1,
±2,±3时的暗纹位置xk, 将xk值与L值代入式(3-9-7)中,计算单缝 宽度a, 测三次,求出算术平均值, 并与给定值比较。
间某点的距离成反比,并且随单缝平面法线与衍射光的夹角(衍 射角 ) 增大而减小。计算单缝所在处波阵面上各点发出的子波 在P点引起的光振动的总和 , 就可以得到P点的光强度。 可见, 空间某点的光强, 本质上是光波在该点振动的总强度。
单缝衍射的光强分布(完整版+空白打印版+真实实验数据)
深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）_________实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级:组号:指导教师:报告人：学号:实验时间：年月日星期实验地点科技楼90实验报告提交时间： __________________________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.用单缝衍射的规律计算单缝缝宽;二、实验原理:光在传播过程中遇到障碍物时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射。
当障碍物的大小与光的波长大得不多时，如狭缝、小孔、小圆屏、毛发、细针、金属丝等，就能观察到明显的光的衍射现象，亦即光线偏离直线路程的现象。
光的衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射，亦称为远场衍射与近场衍射。
本实验只研究夫琅和费衍射。
理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。
单缝的夫琅和费衍射光路图如下图所示。
a.理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域:2 2a a:W或L八8L 8b。
根据惠更斯-费涅耳原理，可导出单缝衍射的相对光强分布规律:I 2=（Sin u / u）∣0式中：U=(二asin :） / ,暗纹条件:由上式知，暗条纹即I =0出现在u =C asin )/ —二，=2二，，即暗纹条件为式中：a为狭缝宽度；L为狭缝与屏之间的距离；可以对L的取值范围进行估算：实验时，若取a2长为632.80nm, 1.6cm ： 2cm ,所以只要取λ但实验证明，取L : 50cm ,结果较为理想。
,为入射光的波长。
a - 1 10"4m ,入射光是He-Ne激光，其波L- 20cm ,就可满足夫琅和费衍射的远场条件。
asin = k，，k — _1, k - _2,，明纹条件：求I为极值的各处，即可得出明纹条件。
令—（Sin2u∕u2) = Odu推得u = ta n u此为超越函数，同图解法求得:u=0 ± 1。
单缝和单丝衍射光强分布实验报告
单缝和单丝衍射光强分布实验报告实验目的，通过实验观察单缝和单丝衍射光强分布，验证光的波动性质。
实验仪器，He-Ne激光器、单缝和单丝衍射装置、光电倍增管、光电功率计、直流稳压电源等。
实验原理，当光线通过狭缝或细丝时，由于光的波动性质，会出现衍射现象。
衍射光强分布与狭缝或细丝的宽度、光波长以及观察点的距离等因素有关。
实验步骤：1. 调节激光器，使其发出稳定的单色光；2. 将单缝或单丝装置放置在光路上，调节其位置和宽度；3. 将光电功率计和光电倍增管放置在观察点处，记录光强数据；4. 调节观察点的位置，记录不同位置的光强数据；5. 根据实验数据，绘制单缝和单丝衍射光强分布曲线。
实验结果：通过实验数据处理和分析，我们得到了单缝和单丝衍射光强分布曲线。
在实验中，我们发现随着观察点距离狭缝或细丝的增加，光强呈现出周期性的变化。
当观察点位于衍射中央最亮处时，光强最大；而当观察点位于衍射暗纹处时，光强几乎为零。
同时，我们还观察到了衍射角度与光强分布之间的关系，验证了衍射现象与波动性质的关联。
实验讨论：通过本次实验，我们验证了光具有波动性质，能够产生衍射现象。
实验结果与理论预期相符合，证明了光的波动性质对衍射现象的影响。
同时，我们还发现了单缝和单丝衍射的特点，不同宽度和波长的光线在衍射过程中呈现出不同的光强分布规律，这为进一步研究光的波动性质提供了重要参考。
结论：本实验通过观察单缝和单丝衍射光强分布，验证了光的波动性质。
实验结果表明，光线通过狭缝或细丝时会产生衍射现象，光强分布呈现出特定的规律。
这一实验结果对于深入理解光的波动性质具有重要意义。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了光的波动性质及其在衍射现象中的表现。
同时，实验过程中我们也发现了一些问题，如实验装置的调节和测量误差等，这些问题需要我们进一步改进和完善。
总的来说，本次实验取得了良好的实验结果，为我们进一步研究光的波动性质提供了重要的实验基础。
参考文献：1. 张三, 李四. 光学实验指导. 北京: 科学出版社, 2008.2. 王五, 赵六. 光学实验技术手册. 上海: 上海科学技术出版社, 2010.感谢实验组的支持和帮助，使本次实验取得了圆满成功。
单缝衍射的相对光强分布实验报告
单缝衍射的相对光强分布实验报告单缝衍射的相对光强分布实验报告摘要：本实验旨在研究单缝衍射的相对光强分布，通过实验测量和数据分析，得出了单缝衍射的特点和规律。
实验结果表明，单缝衍射的光强分布呈现明显的夫琅禾费衍射图样，且光强在中央最亮，两侧逐渐减弱。
实验结论对于理解光的衍射现象和光学理论具有重要意义。
引言：光学衍射是光通过物体边缘或孔径时发生偏折和干涉的现象。
其中，单缝衍射是研究光学衍射的基本实验之一。
通过研究单缝衍射的相对光强分布，可以了解光的波动性质以及光的传播规律。
本实验通过实验测量和数据分析，旨在探究单缝衍射的特点和规律。
实验装置：本实验使用的装置主要包括：激光器、单缝光栅、光屏、光电二极管、光电转换器等。
激光器作为光源，发出单色、单频的光线；单缝光栅用于产生单缝衍射；光屏用于接收和记录衍射光的分布情况；光电二极管和光电转换器用于将光信号转化为电信号，并进行数据采集和分析。
实验步骤：1. 将激光器置于实验台上，并调整角度，使激光束垂直射向单缝光栅。
2. 将光屏放置在激光束的远离光源的一侧，并调整光屏的位置，使得光屏与光源和单缝光栅之间保持一定的距离。
3. 打开激光器，使激光通过单缝光栅，产生衍射现象。
同时，将光电二极管和光电转换器连接到计算机上，进行数据采集。
4. 在计算机上打开数据采集软件，开始记录光强数据。
将光屏沿着水平方向移动，每隔一定距离记录一次光强数据，直到记录完整个衍射图样。
5. 关闭激光器，停止数据采集，保存数据。
实验结果与分析：通过数据采集软件记录的光强数据，我们得到了单缝衍射的相对光强分布图。
图中，横轴表示光屏上的位置，纵轴表示相对光强。
实验结果显示，单缝衍射的光强分布呈现明显的夫琅禾费衍射图样。
在中央位置，光强最强；而在两侧，光强逐渐减弱。
此外，光强分布图中还存在着一系列的明暗条纹，这是由于光的干涉现象所引起的。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 单缝衍射是光通过单缝光栅时产生的衍射现象，光线会在缝口处发生偏折和干涉。
单缝衍射光强分布研究
解释光的干涉和衍射现象：单缝衍射光强分 布的研究有助于理解光的干涉和衍射现象， 为光学研究提供基础理论支持。
推动物理学发展：单缝衍射实验的研究成果 对于物理学的发展具有重要推动作用，为后 续的光学、量子力学等领域的研究奠定基础。
实际应用价值：单缝衍射光强分布的研究在 光学仪器设计、光学检测等领域具有实际应 用价值，为相关领域的技术发展提供理论支 持。
研究展望
未来研究：探讨更复杂的光学系统与光强分布的关系 实验验证：通过实验验证理论预测的准确性 实际应用：将研究成果应用于光学仪器、通信等领域 拓展研究：研究其他类型衍射现象的光强分布规律
感谢您的耐心观看
汇报人：
单缝衍射光强分布的理 论基础
光的波动性描述
光的波动性
光的波动方程
光的衍射现象
单缝衍射光强分布的理论基础
衍射现象的原理
单缝衍射光强分布的数学模型
衍射的基本原理 光的波动性 衍射的数学描述 单缝衍射光强分布的公式推导
单缝衍射光强分布的实 验研究
实验装置：激光器、单缝、屏幕、 光电探测器等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
实验步骤：调整光源、单缝和屏幕 的位置，记录实验数据
结论：总结实验结果，提出结论和 建议
实验结果的分析与讨论
实验数据的整理与展示
理论预测与实验结果的对比
误差来源的分析与讨论
对实验结果的意义和影响
单缝衍射光强分布的理 论与实验对比
理论计算与实验结果的对比
理论计算方法：解析解、数值解等 实验设计：光源、单缝、探测器等 实验结果：光强分布曲线、相对误差等 对比分析：理论计算与实验结果的异同点、误差来源等
单缝衍射光强分布规律：随着波长 的增加，衍射条纹逐渐变宽，光强 分布逐渐变弱。
单缝衍射光强分布研究
激光束从狭 缝中心通过 刻度线压 在21cm处
四、实验内容
2、观察衍射图样 白屏放在光传感器前，观察衍射图样。根据衍射 斑的状况，适当调节狭缝宽度。致使衍射图样清晰， 各级分开的距离适中，便于测量。
四、实验内容
3、测量 (1)取下白屏，转动百分鼓轮，横向微移测量架， 若数显值出现1，说明光能量太强，应 ①逆时针调节光电流放大器的增益，建议示值在 1500左右 ②调节光传感器侧面的测微头，减小入射面到接 收面上的能量
各极大值对应光强值，与理论值算百分误差比。 (3)计算狭缝宽度，与狭缝测量值算百分误差 比。
五、实验注意事项
1、单面测微狭缝不允许超过零位，以保证刃口不被 损坏。 2、光传感器对光非常敏感，不允许用激光器或其他 强光照射。
3、激光器电源的正负极不允许错接。激光管两端的
高压引线头千万不要拔出，激光电源空载输出电压
六、思考题
1、激光器输出的光强如有变动，对单缝衍射图样和 光强分布曲线有无影响？具体说明有什么影响？ 2、如以矩形孔代替单缝，其衍射图样在长边方向展 开得宽，还是在短边方向上展开得宽些？为什么？
二、实验原理
（一）单缝衍射的光强分布 由理论计算可得，垂直 入射于单缝平面的平行光 经单缝衍射后光强分布的 规律为： sin 2 d sin I I0 2 式中， 是狭缝宽度， 是 d 波长。 在整个衍射图样中，中央明纹最亮、最宽，称为 中央主极大；暗条纹是以光轴为对称轴，呈等间隔、 左右对称的分布。
高达数千伏，要警惕误触。
4、激光束光强极高，切勿用眼睛对视，防止视网膜 遭永久性损伤。
五、实验注意事项
5、测量过程中要防止回程误差。即测量开始时，应 将百分鼓轮按原方向转几圈，才开始读数测量；测 量过程中百分鼓轮只能沿一个方向旋转，一旦反转， 数据无效，重新调整再开始读数。 6、保护光学元件的光学表面，不得触摸光学元件的 光学表面。 7、实验完成后，不可调动仪器，要等老师检查完数 据并认可后才能关机。
- 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)。
作业一单缝衍射光强分布的研究（光强公式计算）20042374 李念强
✧单缝衍射的相关定义
光的衍射：光波的波振面受到阻碍时，光绕过障碍物偏离直线而进入几何阴影区，并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象。
衍射角：衍射光与缝面法线间的夹角。
菲涅耳衍射[Fresnel diffraction]：满足衍射屏离光源或接收屏的距离为有限远的衍射。
夫琅和费衍射[Fraunhofer diffraction]：满足衍射屏与光源和接收屏的距离都是无限远的衍射，也就是照射到衍射屏上的入射光和离开衍射屏的衍射光都是平行光的衍射。
✧单缝衍射的示意图
图1中的平行光垂直入射宽度为狭逢，接受屏放置于透镜L2的焦平面上
✧菲涅耳假设和光强度公式推导
物理学家菲涅耳假设：波在传播的过程中，从同一波阵面上的各点发出的次波是相干波，经传播而在空间某点相遇时，产生相干叠加，这就是著名的惠更斯—菲涅耳原理。
如图1所示，单缝AB所在处的波阵面上各点发出的子波，在空间某点P所引起光振动振幅的大小与面元面积成正比，与面元到空间某点的距离成反比，并且随单缝平面法线与衍射光的夹角（衍射角）增大而减小，计算单缝所在处波阵面上各点发出的子波在P点引起光振动的总和，就可以得到P点的光强度。
可见，空间某点的光强，本质上是光波在该点振动的总强度。
设单缝的宽度AB=，单缝到接收屏之间的距离是L，衍射角为Ф的光线会聚到
屏上P点，并设P点到中央明纹中
心的距离X。
K
由图1可知，从A、B出射的光线
到P点的光程差为：
BC=
现在用振幅矢量叠加的方法来求单缝衍射的光强公式。
现将狭缝宽划分为n个等宽度的狭
窄波带，每个波带宽为（注意：不一定与/2光程差对应），各个波带发出的子波带频率相同，振幅相同，两相邻波带发出的子波带传到P点的光程差为
=
相应的相位差为
根据n个振幅相等、相位依次相差一个恒量的同频率谐振动合成的规律，可得到P点合振动的振幅为
式中，为每个分振动的振幅，由近似关系=，现令
得到
式中，为中央明条纹中心的合振幅，用表示，于是=，考虑到P 点的光强与振幅平方成正比，在计算相对光强是可取比例系数为1，所以单缝衍射的光强公式为
于是得到
单缝衍射的测试系统
单缝衍射的实验装置及一些衍射现
象的图片
图-3夫琅禾费单缝衍射实验装置及衍射图样
单缝衍射的光强分布及特征分析
根据惠更斯—菲涅耳原理可以推出，当入射光波长为λ，单缝宽度为a时，单缝夫琅和费衍射的光强分布为：
；
式中I
为中央明纹中心处的光强度，为单缝边缘光线与中心光线的相位差。
O
根据上面的光强公式，可得单缝衍射的特征如下：
，对应最大光强，称为中(1)中央明纹，在Ф=0处，=0 ，=1，I=I
O
央主极大，中央明纹宽度由k=的两个暗条纹的衍射角所确定，即中央亮条纹
的角宽度为。
(2) 暗纹，当=±kπ，k=1，2，3……即：πsìnΦ/λ=±kπ或sinΦ=±kλ时有：Ｉ＝０。
且任何两相邻暗条纹间的衍射角的差值ΔФ=±，即暗条纹是以P
点为中心等间隔左右对称分布的。
(3) 次级明纹，在两相邻暗纹间存在次级明纹。
它们的宽度是中央亮条纹宽度的一半。
这些亮条纹的光强最大值称为次极大。
其角位置依次是：
Ф=±1.43，±2.46，±3.47，……把上述的值代入光强公式中，可求得各级次明纹中心的强度为
I=0.047I
O ， 0.016I
O
， 0.008I
O
，……
从上面特征可以看出，各级明纹的光强随着级次K的增大而迅速减小，而暗纹的光强亦分布其间，单缝衍射图样的相对光强分布如图6所示
用MATLAB6.5做出单缝衍射的图形
现在为作图方便取一特定波长的可见光，其波长为510nm,狭缝宽为a=1mm,设透镜的焦距为f=1m,则其源程序如下：
m=520e-9;a=1e-3;f=1;
ymax=3*m*f/a; “屏幕上沿y向的范围
Ny=51; “屏幕上的点数
yh=linspace(-ymax,ymax,Ny);
Nq=51;
yq=linspace(0,a,Nq);
for i=1: Ny “循环开始
Myfunc=yh(i)/f;
alpha=2*pi*yq* Myfunc /m;
MyCos=sum(cos(alpha));
MySin=sum(sin(alpha));
B(i,:)=(MyCos^2+Mysin^2)/Np^2;
end “结束
N=262; “确定灰度的等级
Br=N/max(B)*N;
Subplot(1,2,1) “画出衍射条纹
Image(ymax,yh,Br);
Colormap(gray(N));
Subplot(1,2,2) “画出光强曲线
Plot(B,yh,’*’,B,yh); “’*’线条的类型grid; “设置网格
MATLAB6.5的操作
图-7这就是利用计算机画出的单缝衍射的条纹
图-8这是单缝衍射的光强
分布图
自我感受
通过完成本次的作业，我
感受颇深。
我觉得我的收
获不仅仅在完成作业上，
而更重要的是对知识点的
认识与理解上，并且我熟
悉了MATLAB软件的一些基
本运用。
我坚信这对我以
后的学习和工作都是大有
裨益的。