夫琅禾费衍射实验要求
夫琅禾费衍射近似条件
夫琅禾费衍射近似条件
夫琅禾费衍射是指当光源和衍射屏之间的距离足够大时，衍射屏上的衍射现象可以近似为夫琅禾费衍射。
夫琅禾费衍射的近似条件包括以下几个方面：1. 光源和衍射屏之间的距离必须足够大，使得光源可以被看作是一个点光源。
这意味着光源的尺寸相对于光源到衍射屏的距离非常小，可以忽略不计。
2. 衍射屏的尺寸必须足够小，使得衍射屏上的每一个点都可以被看作是一个单独的光源。
这意味着衍射屏的尺寸相对于光源到衍射屏的距离非常小，可以忽略不计。
3. 观察屏必须足够远，使得观察屏上的每一个点都可以接收到来自衍射屏上每一个点的光线。
这意味着观察屏的尺寸相对于光源到观察屏的距离非常大，可以忽略不计。
4. 必须满足远场条件，即光源到衍射屏的距离必须远远大于衍射屏上最小可分辨的距离。
这意味着在衍射屏上的每一个点发出的光线在到达观察屏之前，已经相互干涉形成了一个干涉图样。
总之，夫琅禾费衍射的近似条件是光源和衍射屏之间的距离足够大，衍射屏的尺寸足够小，观察屏足够远，并且满足远场条件。
在这些条件下，夫琅禾费衍射可以被看作是一种近似的衍射现象，可以用简单的数学公式来描述。
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。
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。
夫琅禾费衍射实验要求
夫琅禾费衍射实验要求夫琅禾费衍射的研究实验仪器半导体激光器、缝、细丝、光电元件、光屏、微动读数装置、微电流计预习思考题1、什么是衍射？菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射有什么区别？2、实验中如何调节光源、衍射物和光屏等高共轴？如何满足夫琅禾费衍射条件？3、实验中如何选择光电流检流计的量程？实验内容一. 定性观察单缝的夫琅禾费衍射图案，记录图案的特征1、观察单缝的衍射图案，记录图案特征。
2、观察并记录衍射图案随缝宽的变化规律。
3、改变缝到观察屏的距离，观察并记录条纹的变化情况。
二. 测量单缝衍射的光强分布曲线1．记录狭缝零点误差。
2．选择一个缝宽，调节光路使衍射花纹清晰，对称，中央主极大宽度1cm左右，并使光电流显示最大。
从中央最大向一侧测到三级极小。
要求至少测20个数据。
注意：（1）缝与接收器间距应满足远场衍射条件。
（2）微电流计选择适当的档位。
（3）不要错过每一级的最亮点与最暗点。
（4）测量过程中接收器要保持只向一个方向移动，避免空转。
（5）注意同时记录光电流值和相应的位置。
3．测量缝到屏的距离。
4．从中央最大向另一侧测量，重复上述测量步骤。
5．记录光源波长λ。
6．测量缝宽：方法（选一种）：（1）直接读数。
（2）用透镜成像法测量，提供钠灯，f=10cm凸透镜一个，测微目镜，自行设计光路。
三. 测量细丝的直径用衍射的方法测量细丝的直径。
注意：避免激光直接照射探测器。
四. 数据处理（课后）单缝衍射：1．以sinθ为横座标，I/I0为纵座标绘制曲线。
2．利用从光强分布曲线获得的数据计算缝宽，与实际的缝宽相比较，并分析误差。
3．验证各级次极大值与中央主极大值的关系I/I0=0.047,0.017…，实验结果与此有何差距？请分析产生差距的原因。
细丝直径：1．以sinθ为横座标，I/I0为纵座标绘制曲线。
2．利用从光强分布曲线获得的数据计算细丝直径。
注意事项1、实验过程中按规定操作注意仪器的安全。
2、实验中调光路原则：等高共轴；先粗调，后微调。
夫琅禾费圆孔衍射-精选
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 tg1sin1。1 则：
l 1.22 f
D
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
夫琅禾费圆孔衍射-精选源自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：
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
菲涅尔圆孔衍射图样的中心点可能是亮的，也可 能是暗的，而夫琅和费圆孔衍射的中心总是亮的。 这是为什么？
文档名
THE END!THANK YOU !
2_6夫琅禾费单缝衍射
屏幕 屏幕
S
*
3
2.6.2 强度的计算 x
屏幕
dx
r
θ
r0
P
B
S
F1
x
λ
Δ = x sin θ
M N 0 D B′
P0
θ
宽度dx窄带所发次波振幅
将波前 BB′分割成许多等宽窄带dx, 初位相 ϕ0 = 0
A0 dx A0 整个狭缝所发次波振幅； b A0 dx cos ωt M点所发次波的振动 dE0 = b
πb sin θ λ
λ
次最大光强的角位 置近似为：
sin θ k 0
2
2k + 1 λ ≈± 2 b
⎛ sin u ⎞ 代入单缝衍射因子 I = ⎜ ⎟ I 0 各次最大的光强为： ⎝ u ⎠
I10 = 0.0472 I 0
I 20 = 0.0165 I 0
I 30 = 0.0083I 0
10
可见，衍射级次越高，光强就越小。次最大的光 强最大不到中央最大值的1/20，并且随着级数的增 加而很快减小。 光强曲线
1.0
I I0
− 3π
− 2π
−π
0
π
2π
u
11
2.6.4 单缝衍射图案的特点
(1)、各级最大值的光强不相等，随着级数k的增 大而减小。中央最大值的光强最大（主最大）， 次最大值远小于中央最大值 Ｉ１０< 0.05Ｉ０ (2)、角宽度 规定以相邻暗纹的角距离作为其间条纹的角宽度。 在近轴条件下， θ很小， sinθ ≈θ ， 由暗纹的角位置公式 sin θ k ≈ θ = k
~ A0 dx 其复振幅为 dE = e b
i
2π
物理实验——单缝衍射实验(研究光的夫琅禾费衍射现象)
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：
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。
θ
sin u I I 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。
2．当 u k （ k 1, 2, 3,...），即
kkasin0i主极大两侧暗纹之间的角宽度而其他相邻暗纹之间的角宽度即中央亮纹的宽度为其他亮纹宽度的两倍
研究光的夫琅禾费衍射现象
（观察单缝衍射现象）
实验目的：
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
2、以钠灯为光源，测量单缝宽度a
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。
夫琅和费衍射
夫琅和费衍射
实现夫琅禾费衍射的条件是光源和白屏离衍射孔（或衍射缝）的距离
为无限远，因为夫琅禾费衍射是远场衍射。
夫琅禾费单缝衍射图样是竖直的间隔条纹。
条纹间距不等。
条纹的明
亮程度不等，越靠近中心，条纹间隔越小，条纹越亮。
衍射图样为直线条纹，是无数点光源形成的衍射图样非相干叠加的结果。
扩展资料：
注意事项：
在夫琅禾费衍射区，随着观察屏距离的变化，衍射图样会在轴上不会
出现明暗交替的情况，衍射斑的大小会变化，但形状一直不变，而强度与
观察角度有关。
波长为600nm的激光，在直径为2mm的孔上想产生菲涅尔衍射，观察
屏距离应大于37.6mm。
若发生夫琅禾费衍射，观察屏距离应大于6.66米。
因此夫琅禾费衍射的观察，通常将观察屏放到一个透镜的焦平面上来简单
获得远场条件。
实验：双缝夫琅禾费衍射-实验报告
实验： 双缝夫琅禾费衍射一．实验目的1.观察现象，再现历史著名的具有划时代意义的杨氏双缝实验第一次就是用双孔来完成的。
2.通过观察到的衍射图案确认双孔衍射实际是单孔衍射与双孔干涉合成的结果。
二．实验原理双孔夫琅和费衍射在观察屏上的光强分布为：I=41I cos 2π/λdsin θ.其中，1I 为单孔夫琅和费衍射因子，并且1I =0I [2xx J 1）（]，x=2πa/λ·sin θ，其中d ：双孔中心距离；a ：孔半径；1J （x ）：一阶贝赛尔函数；λ：波长；θ：衍射角。
双孔干涉条纹：平行、等间隔的条纹是双孔干涉的结果—部分再现了杨氏双孔干涉。
双孔干涉极大满足dsin θ=m λ，相邻两个明纹或暗纹之间的距离为：∆y=λL/d ，其中， L 为双孔到屏幕的距离。
单圆孔衍射的影响：同心圆即为单孔衍射，图像中心亮斑称为艾里斑（Airy disk ）。
θ0为艾里斑的半角宽度（中心到第一暗环）。
θ0=1.22λ/D ，D=2a 为圆孔直径。
杨氏双孔干涉实验：英国物理学家托马斯·杨最先在1801年得到两列相干的光波，并且以明确的形式确立了光波叠加原理，用光的波动性解释了干涉现象。
他用强烈的单色光照射到开有小孔0S 的不透明的遮光板上，后面置有另一块光阑，开有两个小孔S1和S2。
在后面的观察屏看到了明暗相间的条纹。
双孔夫琅和费衍射特点：杨氏双孔干涉实验假设孔的尺寸很小（可视作点光源）， 在观察屏上看到的只是等间距的干涉条纹。
居家实验中，孔的尺寸不能忽略，我们可以看到单孔衍射和双孔干涉的图案同时清晰存在，如图所示，其中,同心圆环是衍射图案，等间距直线条纹即为双孔干涉图案。
三．实验主要步骤或操作要点1. 设计一个双孔夫琅和费衍射实验（拍照装置和衍射图）。
2. 根据双孔干涉条纹，测出相邻两个条纹间距，计算出双孔之间的距离d ：3. 测量双孔衍射图中的艾里斑直径，计算圆孔直径D 。
实验器材：1.激光笔(红光，绿光。
夫琅禾费衍射实验报告
d sin u 0 的地方， du u
除了在 u 0 处出现衍射主极强外，还在一系列位置上出现衍射的 次极强。利用图解法求解超越方程 u
3
tan u 的解，即可得到次极
sin 1.43 ,2.46 ,3.47 。 强的位置： a a a
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
0 ，衍射斑几
0 时的短波极限。
，
2
三、多缝的夫琅禾费衍射光强分布
对 多
2
缝
当
光
正
入
射时，有源自： sin u I I 0 u
sin N sin
d sin , 。多出来的因子是由于 N 个等
宽 a、等间距 d 的平行狭缝之间存在光干涉效应，影响了光强分布。
二、三缝衍射 绝对位置/mm 主极强 干涉一级亮纹（左） 干涉一级亮纹（右） 衍射一级暗纹（右） 11.510 6.220 16.795 23.845 相对光强 3913 1729 1720 2
探测器位置 z1=(164.0-4.0)mm=161.0mm,单缝位置 z2=920.0mm.
6
[数据处理]
[实验题目]
夫琅禾费衍射的定量研究
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。
物理实验要求及数据表格单缝衍射
实验8 单缝衍射专业___________________ 学号___________________ 姓名___________________ 一、预习要点1. 夫琅禾费单缝衍射现象的衍射图样是什么样子？2. 示波器的如何使用？二、实验内容观察夫琅禾费单缝衍射现象，测量单缝夫琅禾费衍射的相对光强分布及衍射角。
三、实验注意事项1. 注意保护好组合光栅片；不能用眼睛直视激光器；2. 组合光栅片与CCD 光强仪之间的距离Z 应尽满足远场条件（2Z a λ?，a 为缝宽）；四、原始数据记录表格组号________ 同组人姓名____________________ 成绩__________ 教师签字_______________示波器X 方向上1格等于CCD 线阵面X 方向的距离为=⨯=小格数一个完整的周期占有的mmb 011.02592五、数据处理要求（表格在背面）根据实验数据，算出各级明纹和暗纹的衍射角和相对光强，与理论值相比较，做出误差分析。
六、思考题1. 高级次暗纹与较低级次暗纹的Y 读数相差较大是什么原因？正方向与负方向暗纹的Y 读数相差较大是什么原因？并说明各自的解决方法？2. 采集到曲线“削顶”是何原因造成？如果测得的衍射图形不对称是什么原因？说明其解决方法。
七、数据处理注意事项1. 数据处理中，X ∆、Y 的值=左右两边数值的平均值；2. 光强Y 左边的值=空间位置Y 左边的值-一级，二级，三级暗纹Y 值的平均值；（右边同理）；3. θ0YI I Y=各级光强值相对光强中央明纹光强；注意：各级暗纹的相对光强值为零；4.nm 650=λ，mm a 12.0=附：数据处理表格（注意表格中只填写结果，具体的计算步骤需写在实验报告纸上；）。
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）。
测定夫琅禾费衍射实验
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 (λφπβb =b Kλφ=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Dx /tan sin =≈φφxD 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。
夫琅禾费衍射数字模拟仿真与实验
y(m) y(m)
2015 年光电信息科学与工程专业综合实验-信息光学专题实验
z= 0 m
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-0.05
-0.1
-0.15
-0.2
-0.25
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
x(m)
0.14
传 播 距 离 为z= 2000m
0.3 0.2 0.1
鲁东大学物理与光电工程学院2015年光电信息科学与工程专业综合实验信息光学专题实验夫琅禾费衍射21夫琅禾费衍射理论可参照信息光学第二章内容讨论衍射用的几何示意图菲涅耳衍射公式01dxdydxdy鲁东大学物理与光电工程学院2015年光电信息科学与工程专业综合实验信息光学专题实验dxdydxdy对位相的影响可忽略
end---------------------------------------------
D. 矩形孔与圆孔的夫琅禾费衍射实例：
------------------------------------------clear all close all clc %%%%%%%%%----参数设定--L1=0.5; % 光场边长的长度 M=300; %抽样点数 dx1=L1/M; %抽样间隔 x1=-L1/2:dx1:L1/2-dx1; %抽样坐标 y1=x1; % x 与 y 方向相等 lamda=0.6328e-6; %波长 k=2*pi/lamda; %波数 w=0.01; %物体的半宽度 z=2000;%衍射距离 %%%%----------矩形物体--------------[X1,Y1]=meshgrid(
图 6. 光栅的夫琅禾费衍射结果
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夫琅禾费衍射的研究
实验仪器
半导体激光器、缝、细丝、光电元件、光屏、微动读数装置、微电流计
预习思考题
1、什么是衍射？菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射有什么区别？
2、实验中如何调节光源、衍射物和光屏等高共轴？如何满足夫琅禾费衍射条件？
3、实验中如何选择光电流检流计的量程？
实验内容
一. 定性观察单缝的夫琅禾费衍射图案，记录图案的特征
1、观察单缝的衍射图案，记录图案特征。
2、观察并记录衍射图案随缝宽的变化规律。
3、改变缝到观察屏的距离，观察并记录条纹的变化情况。
二. 测量单缝衍射的光强分布曲线
1．记录狭缝零点误差。
2．选择一个缝宽，调节光路使衍射花纹清晰，对称，中央主极大宽度1cm左右，并使光电流显示最大。
从中央最大向一侧测到三级极小。
要求至少测20个数据。
注意：（1）缝与接收器间距应满足远场衍射条件。
（2）微电流计选择适当的档位。
（3）不要错过每一级的最亮点与最暗点。
（4）测量过程中接收器要保持只向一个方向移动，避免空转。
（5）注意同时记录光电流值和相应的位置。
3．测量缝到屏的距离。
4．从中央最大向另一侧测量，重复上述测量步骤。
5．记录光源波长λ。
6．测量缝宽：
方法（选一种）：
（1） 直接读数。
（2） 用透镜成像法测量，提供钠灯，f=10cm凸透镜一个，测微目镜，自行设计光路。
三. 测量细丝的直径
用衍射的方法测量细丝的直径。
注意：避免激光直接照射探测器。
四. 数据处理（课后）
单缝衍射：
1．以sinθ为横座标，I/I0为纵座标绘制曲线。
2．利用从光强分布曲线获得的数据计算缝宽，与实际的缝宽相比较，并分析误差。
3．验证各级次极大值与中央主极大值的关系I/I0=0.047,0.017…，实验结果与此有何差距？请分析产生差距的原因。
细丝直径：
1．以sinθ为横座标，I/I0为纵座标绘制曲线。
2．利用从光强分布曲线获得的数据计算细丝直径。
注意事项
1、实验过程中按规定操作注意仪器的安全。
2、实验中调光路原则：等高共轴；先粗调，后微调。
课后问题
1、 你还能利用什么光学原理来测量细丝直径？
2、（选做）查阅资料并结合实验中衍射现象，分析总结巴俾涅(babinet)原理。