实验光的衍射.docx
光的衍射 实验报告
光的衍射实验报告光的衍射实验报告引言：光的衍射是光学中一项重要的实验，通过观察光通过狭缝或物体后的衍射现象，我们可以深入了解光的性质和行为。
本实验旨在通过实际操作，观察和分析光的衍射现象，并探讨其相关原理和应用。
实验器材：1. 激光器：用于产生单色、单一波长的光源。
2. 狭缝：用于产生狭缝衍射。
3. 物体：用于产生物体衍射。
4. 屏幕：用于接收和显示衍射光。
5. 尺子：用于测量距离和角度。
实验步骤：1. 将激光器对准屏幕，使其发出的光直接射向屏幕，形成一个明亮的点。
2. 在光路上插入一个狭缝，调整狭缝的宽度，观察光通过狭缝后在屏幕上形成的衍射图案。
3. 移动屏幕，观察不同距离下的衍射图案，记录并比较结果。
4. 将狭缝更换为物体，例如一根细线或细纱，观察光通过物体后在屏幕上形成的衍射图案。
5. 重复步骤3，记录并比较结果。
实验结果：通过实验观察，我们发现光通过狭缝或物体后会产生明暗相间的衍射图案。
狭缝衍射时，衍射图案呈现出中央亮度最高，两侧逐渐变暗的特点。
随着狭缝宽度的减小，衍射角度也逐渐增大，衍射图案的主极大和次极大之间的空隙也逐渐缩小。
物体衍射时，衍射图案呈现出物体形状的特点，例如细线衍射时形成的图案为一条亮线和两侧的暗条纹。
讨论与分析：光的衍射现象是由光的波动性质所引起的。
当光通过狭缝或物体时，波前会发生弯曲，从而形成衍射图案。
根据衍射原理，当狭缝宽度较大时，衍射角度较小，衍射图案的主极大和次极大之间的空隙较大；而当狭缝宽度较小时，衍射角度较大，衍射图案的主极大和次极大之间的空隙较小。
光的衍射现象在实际应用中有着广泛的应用。
例如，在天文学中，通过观察星光经过大气中的衍射现象，可以研究大气层的结构和性质。
在光学仪器中，利用光的衍射现象可以制造出衍射光栅，用于光谱分析和波长测量。
此外，光的衍射现象还在显微镜和望远镜等光学仪器中发挥着重要的作用。
结论：通过本次实验，我们成功观察和分析了光的衍射现象，并探讨了相关原理和应用。
光的衍射实验
光的衍射实验光的衍射是一种光波在通过一个障碍物后发生的现象，它是光的波动性的一个重要证据。
在这篇文章中，我们将探讨光的衍射实验以及它对物理学和光学的重要性。
第一部分：实验原理光的衍射实验是通过探究光波通过一个小孔或障碍物时的行为来进行的。
实验中使用的光源通常是单色光源，以确保实验结果的准确性。
第二部分：实验设备与步骤为了进行光的衍射实验，以下是我们需要准备的设备：1. 光源：选择一个单色光源，例如激光或单色LED灯；2. 障碍物：在狭缝实验中，我们需要一个细而长的障碍物。
可以使用单个狭缝或多个平行间隔的狭缝；3. 屏幕：这是光的衍射图案的观察位置，通常是一个白色的平面屏幕。
接下来是实验步骤：1. 将光源放置在适当的位置，以确保光线能够通过障碍物；2. 将障碍物放置在光源之后，并调整其位置和角度，以获得最佳的衍射效果；3. 以合适的距离将屏幕放置在光源和障碍物之间；4. 观察屏幕上的衍射图案，并记录相关观察结果。
第三部分：衍射图案分析通过光的衍射实验，我们可以观察到不同类型的衍射图案。
这些图案的形状和特征取决于实验中使用的障碍物的类型和尺寸，以及光源的特性。
衍射图案通常表现为一系列亮暗相间的环形或线性条纹。
这些条纹的亮度变化是由光波的干涉效应造成的。
当光波通过狭缝或障碍物时，它们会相互干涉形成新的波前。
波前之间的干涉引起了衍射图案中亮暗相间的条纹。
衍射图案的条纹间距、亮度和形状可以通过实验中的参数调整来改变。
例如，使用不同类型的障碍物，调整光源的波长或调整屏幕与光源之间的距离都可以对衍射图案进行改变。
第四部分：应用与意义光的衍射实验在物理学和光学领域具有重要的应用和意义。
以下是一些光的衍射实验的应用：1. 衍射光栅：光的衍射实验为衍射光栅的发展提供了基础。
衍射光栅是许多现代光学仪器中不可或缺的一部分，例如光谱仪和激光仪器；2. 音频压缩：衍射实验在声音波的衍射研究中也得到广泛应用。
例如，在音频压缩算法中，通过利用声波的衍射性质，可以实现对音频信号的压缩；3. 材料表征：光的衍射实验还被应用于材料科学领域的表征和分析。
光的衍射实验报告
光的衍射实验报告光的衍射实验报告1. 实验目的：通过光的衍射实验，观察光的衍射现象，掌握光的衍射现象和衍射规律。
2. 实验器材：光源、狭缝、屏幕、测量尺、直尺、实验台等。
3. 实验原理：光的衍射是光通过狭缝或物体的边缘时，产生一系列弯曲的波动现象。
波动现象使得光在屏幕上产生明暗相间的衍射条纹。
衍射现象基于赛吕斯定律：波动传播时，波前之一部分被障碍物遮挡，无法到达遮挡后的区域，而波动传播到障碍物较窄的开口时，光会沿着波动的特性绕射，并在背后产生衍射条纹。
4. 实验步骤：1) 将光源放在实验台上，调节光源到合适的位置和高度。
2) 将狭缝放在光源前方，使得光通过狭缝射到屏幕上。
3) 调节光源和狭缝的位置，使得从狭缝上射出的光通过狭缝上的哪个位置照射到屏幕上。
4) 观察屏幕上的衍射条纹，并用测量尺测量条纹的间距。
5) 改变狭缝的宽度，重复步骤4)，观察并记录不同宽度下的条纹间距。
5. 实验结果与分析：实验过程中观察到了明暗相间的衍射条纹，条纹的间距与狭缝的宽度相关。
当狭缝较窄时，条纹间距较宽；当狭缝较宽时，条纹间距较窄。
通过实验数据的分析，可以利用衍射公式计算光的波长、狭缝宽度等物理量。
6. 实验总结：本实验通过观察光的衍射现象，了解了光的衍射规律，并通过实验数据的分析，深入理解了光的波动特性。
实验过程中，我们注意到了狭缝宽度对衍射现象的影响，在实验中进行了反复调节狭缝宽度的实验，观察到了相应的变化。
除了狭缝宽度，实验中还可以对狭缝形状、光源的强弱等因素进行研究，进一步深入研究光的衍射现象。
光的衍射实验报告数据
光的衍射实验报告数据光的衍射实验报告数据引言：光的衍射是一种光的传播现象，通过光通过一个孔或者经过一个狭缝时，光波会发生弯曲和扩散，形成一系列明暗相间的光条纹。
本实验旨在通过观察光的衍射现象，探究光的性质和特点。
实验器材：1. 激光器2. 狭缝3. 屏幕4. 尺子5. 光电池6. 电流表实验步骤：1. 将激光器放置在适当的位置，保证光线能够直射到狭缝上。
2. 调整狭缝的宽度，观察光线通过狭缝后在屏幕上的衍射现象。
3. 使用尺子测量狭缝的宽度，并记录下来。
4. 将光电池与电流表连接，将光电池放置在屏幕上，测量光电池接收到的光强，并记录下来。
实验结果与数据分析：通过观察实验现象，我们可以看到在屏幕上形成了一系列明暗相间的光条纹，这些条纹呈现出明显的衍射特征。
随着狭缝宽度的增加，衍射条纹的间距变大，明暗交替的次数也增加。
这表明狭缝的宽度与衍射现象之间存在着一定的关系。
通过测量狭缝的宽度，我们可以得到具体的数据。
在实验中，我们测得狭缝的宽度为0.1毫米。
根据光的波长和狭缝宽度之间的关系，我们可以计算出光的波长。
假设光的波长为λ，根据衍射公式，我们有sinθ = λ/d，其中θ为衍射角度，d为狭缝宽度。
通过解这个方程，可以得到光的波长。
另外，我们还测量了光电池接收到的光强。
通过改变狭缝的宽度，我们可以观察到光强的变化。
当狭缝宽度较小时，光强较弱；而当狭缝宽度较大时，光强较强。
这表明光的衍射现象与光强之间存在一定的关系。
实验结论：通过本实验，我们得出了以下结论：1. 光的衍射是光的传播过程中的一种现象，当光通过一个孔或者经过一个狭缝时，会发生弯曲和扩散，形成一系列明暗相间的光条纹。
2. 狭缝的宽度与衍射现象之间存在着一定的关系，随着狭缝宽度的增加，衍射条纹的间距变大，明暗交替的次数也增加。
3. 光的波长可以通过测量狭缝宽度得到，根据衍射公式可以计算出光的波长。
4. 光的衍射现象与光强之间存在一定的关系，狭缝宽度较小时，光强较弱；狭缝宽度较大时，光强较强。
光的衍射实验：光的衍射现象和衍射级数的研究
观察复杂衍射现象
02 光学现象
展现出更丰富的结构
03 干涉条纹
观察到更多环形结构
多缝衍射图样
复杂衍射现 象
展现出更多结构
光学现象
展现出更丰富的 特点
91%
干涉条纹
观察到更多环形 结构
多缝衍射实验的 应用
多缝衍射实验在光栅 制造和光学成像等领 域有着重要的应用， 通过观察衍射现象来 改进光学设备和光学 材料的制造工艺，提 高成像质量和分辨率。
光的衍射实验的挑战
技术难题
实验设备要求高
环境影响
外界光线干扰
91%
数据处理
数据分析复杂
光的衍射实验的展望
01 技术突破
新型设备研发
02 应用拓展
光通信、光计算等领域
03 跨学科合作
物理、工程等学科融合
结尾
通过对光的衍射实验的总结与展望，我们可以看 到光学领域在不断发展和完善，未来的光的衍射 实验将在更多领域展示其重要价值。
单缝衍射实验是光学 实验中最简单的衍射 实验之一。通过狭缝 的衍射效应，可以观 察到光的波动性质。 当光波通过一个狭缝 时，会发生弯曲和衍 射，产生一系列衍射 图样。这个实验可以 帮助我们理解光波的 传播和衍射现象的规 律。
单缝衍射图样
衍射环形结 构
形成原理
光的波动性 质
影响因素
干涉与衍射
衍射图样特点
杨氏双缝实验
波动性质展 示
通过实验观察到 光的波动性质
现象复杂性
观察到光的波动 在双缝实验中的
复杂表现
91%
经典案例
展示了双缝干涉 与衍射实验的经
典案例
双缝实验图样
双缝实验观察到的图 样通常包含干涉条纹 和衍射环形结构。这 些图样的出现是由于 光波在通过双缝后发 生干涉和衍射现象， 形成了复杂的光学图 案。
光的衍射实验报告单
光的衍射实验报告单1. 实验目的探究光的衍射现象，了解光在经过细缝时的传播特性。
2. 实验原理光的衍射是指光波在透过细缝或障碍物时发生的偏折现象。
当光波经过一个细缝时，会发生衍射现象，使得光波沿不同方向传播，最终形成明暗交替的条纹。
3. 实验装置- 光源- 狭缝片- 屏幕- 支撑架4. 实验步骤1. 将光源放置在支撑架上，调整合适的位置。
2. 将狭缝片放置在光源后方，使光通过狭缝片。
3. 将屏幕放置在狭缝片的后方，调整屏幕位置和角度，以确保光线能够正常射到屏幕上。
4. 打开光源，观察屏幕上的衍射条纹现象。
5. 调整狭缝片的宽度，观察衍射现象的变化。
6. 记录不同宽度的狭缝片对应的衍射现象。
5. 实验结果观察到了明暗交替的衍射条纹现象，并且随着狭缝片宽度的不同，衍射条纹的间距和亮度发生了变化。
较宽的狭缝片衍射现象呈现较宽的间距和较低的亮度，而较窄的狭缝片衍射现象呈现较窄的间距和较高的亮度。
6. 实验结论通过本实验可以得出以下结论：- 光波在经过细缝时会发生衍射现象。
- 衍射现象会使光波沿不同方向传播，形成明暗交替的条纹。
- 狭缝片的宽度对衍射现象有影响，较宽的狭缝片呈现较宽的间距和较低的亮度，而较窄的狭缝片呈现较窄的间距和较高的亮度。
7. 实验注意事项- 进行实验时要注意光源的安全使用，避免眼睛直接对光源进行观察。
- 调整屏幕位置和角度时要小心，避免屏幕摇晃或倾斜。
- 记录实验数据时要准确、清晰。
8. 实验扩展- 可以尝试改变光源的颜色，观察不同颜色光波的衍射现象。
- 可以使用不同形状的狭缝片，比如圆形、三角形等，观察衍射现象的变化。
9. 参考文献*以上内容仅供参考，具体实验情况以实际操作为准。
*。
光的衍射实验报告
光的衍射实验报告光的衍射是一种光波在通过一个小孔或者通过一些物体的边缘时发生的现象，它是光的波动性质的重要证据之一。
在本次实验中，我们将对光的衍射现象进行观察和记录，以便更深入地了解光的特性和行为。
实验材料和方法：1. 实验材料，激光器、狭缝装置、光屏、测量尺等。
2. 实验方法，首先将激光器置于实验台上，调整使其垂直于光屏。
然后在激光器前方放置狭缝装置，通过调整狭缝的宽度和位置，使得光通过狭缝后在光屏上形成衍射条纹。
最后利用测量尺测量衍射条纹的位置和间距。
实验结果：通过实验观察和测量，我们得到了如下结果：1. 当狭缝宽度较小时，衍射条纹较宽，间距较大；当狭缝宽度增大时，衍射条纹变窄，间距减小。
2. 衍射条纹的中央亮条称为中央极大，两侧的暗条纹交替出现，这种现象被称为夫琅禾费现象。
3. 衍射条纹的宽度和间距与波长和狭缝宽度有关，根据夫琅禾费衍射公式，可以计算出波长和狭缝宽度的关系。
实验分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 光的衍射现象是光波的波动性质的重要证据，它表明光具有波动和干涉的特性。
2. 夫琅禾费衍射现象是光的波动性质的重要表现，它揭示了光波在通过小孔或者通过物体边缘时会产生干涉现象。
3. 通过衍射条纹的观察和测量，可以进一步研究光的波长和狭缝宽度的关系，这对于光的波动性质的研究具有重要意义。
结论：本次实验通过观察和测量光的衍射现象，深入探讨了光的波动性质，得到了一些重要的实验结果和结论。
光的衍射现象是光波的波动性质的重要证据之一，它揭示了光波在通过小孔或者通过物体边缘时会产生干涉现象，为光的波动性质的研究提供了重要的实验依据和理论基础。
希望通过本次实验，能够更深入地了解光的特性和行为，为光学领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
实验光的衍射
实验八光得衍射光作为一种电磁波即有衍射现象，一般衍射分为单缝衍射、多缝衍射与光栅衍射.而根据狭缝形状又有矩形孔衍射与圆形孔衍射之说。
所以不同得衍射光,其光强分布特性也不一样.实验要求利用现代计算机技术与物理原理分析与研究各种衍射光得强度分布特性.【实验目得】1．掌握各种衍射光得产生机理.2．研究夫琅与费衍射得光强分布，加深对衍射理论得了解。
3．观察各种衍射光得衍射现象,学会利用计算机分析与研究。
【实验原理】光得衍射现象就是指光遇到障碍物时偏离直线传播方向得现象。
衍射现象一般分两类:菲涅尔衍射与夫琅与费衍射。
其中夫琅与费衍射就是指光源与观察者屏离开衍射物体都为无穷远时得衍射。
但因为实际做不到无穷远,所以一般要求满足光源与观察屏离开衍射物体之间得距离S都远大于a2／λ就能观察到夫琅与费衍射现象。
其中a为衍射物体得孔径,λ为光源得波长。
衍射光强得大小与形状就是研究衍射光得主要特性。
而不同得衍射物体其衍射光强得大小与形状都不一样。
下面就是几种衍射光得强度分布公式与原理简介。
１。
单缝得夫琅与费衍射单缝得夫琅与费衍射就是指衍射物体为一条狭小得可调节得缝,当单色光通过该狭缝时因为光得波粒二性而发生衍射现象。
从而形成明暗相间得衍射条纹，条纹得宽窄与强弱与狭缝得大小有关，为了使衍射条纹清晰可见，狭缝大小不能太大，否则各级衍射条纹分辨不清;也不能太小,否则衍射光太弱，难以被光电管接收到。
如下图1所示，设a为单缝得宽度,Z、P间距为S，θ为衍射角,其在观察屏上得位移为X,X离开屏中心Ｏ得距离为S×θ,光源得波长为λ。
所以由惠更斯—菲涅尔原理可得单缝得夫琅与费衍射得光强公式为：（１)u =πasｉｎθ／λ(2）式中Ｉθ就是中心处得光强，它与狭缝宽得平方成正比.图2就就是单缝衍射得相对光强（Ｉθ/I0）曲线，中心为主级强,相对强度为1。
除主级强外,次级强出现在得位置，她们就是超越方程得根，以sｉｎθ为横坐标，其数值为：u ＝±1、43л，±2、46л，±3、４７л(３）对应得sinθ值为:sｉnθ＝±1、4３λ/a，±2、46λ／a,±3、47λ/ａ(４）因为衍射角θ很小,siｎθ≈θ，所以在观察屏上得位置0X可近似为：ＯX = θS＝±1、43S(λ/ａ)，±2、46S（λ/a)，±3、47S(λ／ａ)(5）次级强度为:I１≈4、7％I0 ，I２≈1、7%I0,Ｉ3≈0、８%Ｉ0(6) 由（6）式可知，次级强得强度比主级强得强度要弱得多。
光的衍射实验
光的衍射实验衍射是光通过障碍物或穿过狭缝时产生的现象，它是光的波动性质的一种表现。
光的衍射实验是研究光波性质的经典实验之一。
在这个实验中，我们可以观察到光通过狭缝后产生的干涉和衍射现象，从而深入理解光的波动特性。
实验材料：1. 激光器或光源2. 狭缝装置（单缝、双缝等）3. 屏幕或白纸4. 光屏实验步骤：1. 将激光器或光源放置在平台上，保持稳定。
2. 在光源后方放置狭缝装置，可选择使用单缝或双缝。
3. 将屏幕或白纸放置在狭缝装置的前方，作为观察屏。
4. 调整狭缝的大小和位置，使得光通过狭缝后聚焦在屏幕上。
5. 打开光源，进行观察和记录。
实验现象和解释：当光通过狭缝后，我们可以观察到以下现象：1. 单缝衍射：当光通过一个狭缝时，光波会向周围扩展，形成一组亮暗相间的环形条纹。
这是由于光波经过狭缝后发生衍射，使得光波在屏幕上形成干涉图样。
2. 双缝干涉：当光通过两个狭缝时，光波经狭缝后形成两组波源，这两组波源之间会产生干涉现象。
在屏幕上会出现一系列的亮暗条纹，这被称为干涉条纹。
根据光的波动理论，可以通过傍轴近似和惠更斯原理来解释衍射和干涉现象。
傍轴近似认为，当光通过狭缝时，可以将光源看做是一组同心的球面波。
而惠更斯原理则认为，每一个波前上的每一点都可以看做是新的波源。
当这些波源形成新的波前并相互叠加时，就会产生衍射和干涉现象。
实验应用：光的衍射实验在科学研究和工程应用中有着广泛的应用，包括：1. 光学仪器设计：了解光的衍射现象可以帮助设计更精确的光学仪器，如望远镜、显微镜等。
2. 分析化学：衍射实验可以用于分析化学中的光学仪器，如分光光度计、光谱仪等。
3. 电子显微镜：电子显微镜利用电子的波动性质来观察物体的细微结构，而光的衍射实验为电子显微镜的设计提供了重要的理论基础。
4. 光纤通信：光纤通信通过光信号的传输实现了高速、大容量的数据传输，而了解光的衍射现象有助于提高光纤通信的传输效率和质量。
总结：光的衍射实验是研究光波动性质的重要实验之一。
光的衍射实验报告
光的衍射实验报告
实验目的：
研究光的衍射现象，验证光的波动性。
实验器材：
1. 光源（如白炽灯或激光器）
2. 窄缝、狭缝或光栅
3. 屏幕（白纸或荧光屏）
4. 测量工具（如直尺、暗线辅助仪等）
实验原理：
光的衍射是光通过狭缝或障碍物后发生波动传播、弯曲和干涉现象。
当光通过一个狭缝时，会形成一条中央亮、两侧暗的衍射条纹，称为单缝衍射；当光通过多个并排的狭缝时，会形成一系列等间距分布的衍射条纹，称为多缝衍射。
光的衍射实验证实了光的波动性。
实验步骤：
1. 准备实验器材，将光源置于实验台上，并调整位置使其尽可能稳定和垂直。
2. 在光源后方放置一个窄缝或多个狭缝，调整狭缝宽度和间距。
3. 在光源和狭缝之间，将屏幕调整到适当位置，保证能够接收到衍射光。
4. 打开光源，观察在屏幕上形成的衍射图案，并进行记录。
5. 如果实验使用激光器，我们可以使用暗线辅助仪来帮助我们观察和记录衍射图案。
实验结果：
通过实验观察，可以看到在屏幕上形成了明暗相间、有规律的衍射条纹。
对于单缝衍射，中央为明条纹，两侧为暗条纹，且明、暗条纹的宽度和间距呈现一定的规律；对于多缝衍射，会形成一系列等间距分布的明暗条纹。
实验结论：
通过实验，我们验证了光的衍射现象，并证实了光的波动性。
光通过狭缝或障碍物后会发生波动传播、弯曲和干涉现象，形成衍射条纹。
光的波动性是光学理论的基础之一，对于解释光的行为和应用于其他领域有着重要的意义。
实验报告光衍射
实验报告光衍射实验目的：研究光衍射的基本原理和现象。
实验原理：光衍射是光通过一个有限孔径与物体边缘相互作用的现象，产生的现象包括射线的弯曲、波纹的扩散和颜色的变化。
光的衍射现象可以通过夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射来分析。
实验仪器：光源、狭缝片、白纸、标尺实验步骤：1.打开光源，将一张白纸放置在离光源较远的地方。
2.在白纸上放置一个狭缝片，将其尽量调整为垂直于白纸的方向。
3.将狭缝片调整到合适位置，使得白纸上出现明暗交替的条纹。
4.记录下狭缝片的位置和距离。
5.移动狭缝片的位置，观察并记录明暗条纹的变化。
实验结果：通过观察，实验者发现狭缝片移动时，明暗条纹的密度和宽度发生变化。
当狭缝片靠近光源时，明暗条纹的密度增加，宽度变窄。
当狭缝片远离光源时，明暗条纹的密度减少，宽度变宽。
实验者还发现，明暗条纹的颜色随着狭缝片的位置而发生变化，由白色变为彩色。
实验分析：实验结果与光衍射的基本原理相一致。
狭缝片扮演着光的衍射元件的角色，光通过狭缝片后产生衍射现象。
明暗条纹的密度和宽度取决于狭缝片的大小和距离。
当狭缝片靠近光源时，光通过狭缝的范围减小，导致明暗条纹变得密集和窄。
当狭缝片远离光源时，光通过狭缝的范围增大，导致明暗条纹变得稀疏和宽。
明暗条纹的颜色变化是由于光的衍射特性，不同波长的光产生不同的干涉效应，导致颜色的变化。
实验结论：通过实验，我们对光衍射的原理和现象有了更深入的理解。
光的衍射是光通过有限孔径与物体边缘的相互作用，产生的现象包括射线的弯曲、波纹的扩散和颜色的变化。
实验结果证实了光通过狭缝片后产生明暗条纹，其密度和宽度受狭缝片的大小和距离的影响。
明暗条纹的颜色变化是由于不同波长的光产生的干涉效应。
光衍射在光学和物理领域起着重要的作用，对于理解光的性质和现象具有重要意义。
光的衍射与干涉的实验
光的衍射与干涉的实验在物理学中，光的衍射与干涉是一种重要的现象，它们揭示了光的波动性质以及光与物质交互作用的规律。
通过实验可以直观地观察到光的衍射与干涉现象，并进一步了解光学的基本原理。
本文将介绍光的衍射与干涉的实验方法及实验过程。
实验材料：- 激光器- 狭缝- 凸透镜- 白纸- 直尺- 垫片或陈旧色片实验一：光的衍射1. 实验目的观察光的衍射现象，并通过实验验证光的波动性质。
2. 实验步骤步骤一：将激光器打开，调整光束的方向和强度。
步骤二：将狭缝放在激光器的前方，使光通过狭缝形成一条细的光线。
步骤三：在光线后方放置白纸，调整纸的位置和倾斜角度，观察光在纸上的衍射现象。
步骤四：移动狭缝的位置，改变狭缝的宽度，再次观察光的衍射现象。
3. 实验结果与分析在实验中，我们观察到光通过狭缝后在白纸上形成了一系列的亮暗条纹。
这些条纹是由于光波遇到狭缝时发生衍射现象所导致的。
通过改变狭缝的宽度，我们可以观察到光的衍射现象的变化。
狭缝越窄，衍射现象越明显。
实验二：光的干涉1. 实验目的观察光的干涉现象，并通过实验验证光的波动性质。
2. 实验步骤步骤一：将激光器打开，调整光束的方向和强度。
步骤二：在光线前方放置一片垫片或陈旧色片，使光通过垫片后形成两束光线。
步骤三：在两束光线汇聚的位置放置凸透镜，并将白纸放在凸透镜焦点处。
步骤四：调整凸透镜与纸的距离，观察光的干涉现象。
3. 实验结果与分析在实验中，我们观察到光通过垫片后在白纸上形成了一系列的明暗条纹。
这些条纹是由于两束光线相遇时发生干涉现象所导致的。
通过调整凸透镜与纸的距离，我们可以观察到光的干涉现象的变化。
凸透镜与纸的距离越远，干涉现象越明显。
结论：通过以上实验，我们验证了光的波动性质，并观察到了光的衍射与干涉现象。
光的波动性质使得光与物质之间发生相互作用，产生了衍射与干涉现象。
这些现象不仅深化了我们对光学的理解，还广泛应用于各个领域，如光学仪器、光谱学和干涉测量等。
《光的衍射》大学物理实验报告(有数据)
3.5光的衍射一、实验目的（1）观察单缝衍射现象（2）测定单缝衍射的相对光强分布（3）应用单缝衍射的分布规律测定单缝的宽度二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台（配有光具座、氦氖激光器及电源、狭缝、光电转换器、观察屏、数字式灵敏检流计等）。
三、实验原理（1）光的衍射：光在传播的过程中遇到障碍物会绕过障碍物继续传播，到达沿直线传播所不能到达的区域，并形成明暗条纹。
只有当障碍物的线度和光波的波长可以相比拟时，衍射现象才明显地表现出来。
（2）根据光源和观察屏到障碍物的距离的不同可以把衍射现象分为两大类。
菲涅尔衍射/近场衍射：光源与观察屏之间的距离或光源与障碍物之间的距离是有限的；夫琅禾费衍射/远场衍射：光源到障碍物的距离及观察屏到障碍物之间的距离都为无限大，即平行光入射、平行光出射。
单缝衍射光强分布图四、实验步骤1.观察夫琅禾费单缝衍射现象安排实验光路，调节各光学元件至等高同轴，是激光束垂直照射单缝，调节单缝的宽度和观察屏到单缝的距离使观察屏上出现清晰明显的衍射条纹，然后进行以下操作：（1）改变单缝宽度，观察并记录衍射条纹的变化规律（2）改变单缝到观察屏之间的距离，观察并记录衍射条纹的变化规律（3）移去观察屏，换上光电转换器，是数字是灵敏检流计与之相连。
调节光电转换器的移位螺钉，测出中央极大光强I o和k=∓1,∓2,∓3级的次级大光强=0.047,0.017,0.008。
I k,检验理论结果I kI o（4）观察夫琅禾费圆孔衍射现象。
理论结果表明，夫琅禾费单缝衍射的∓1级次级大光强还不到主极大光强的百分之五。
当数字式灵敏检流计的数字显示为“1”时，表示此时已超出检流计量程，需减小单缝的宽度或者让光电转换器远离单缝。
2.观察菲涅尔单缝衍射现象安排好实验光路，在激光与单缝之间插入一扩束镜使激光束发散后照射单缝产生菲涅尔衍射。
调节单缝宽度和观察屏到单缝的距离使观察屏上出现清晰明显的衍射条纹，然后进行：（1）改变缝宽，观察并记录衍射条纹的变化规律。
光的衍射与光的干涉实验
结论：衍射和干涉 实验原理不同，但 都是光的波动性的 表现。
实验应用领域的比较
光的衍射实验：在物理学、光学等领域有广泛应用，用于研究光波的传播规律和现象。
光的干涉实验：在光学、物理等领域有广泛应用，用于研究光的波动性和干涉现象。
比较：光的衍射实验和干涉实验在应用领域上存在一定的差异，衍射实验更侧重于研究光波的传播 规律，而干涉实验更侧重于研究光的波动性和干涉现象。
光的衍射与光的干涉实 验
汇报人：XX
目录
光的衍射实验
01
光的干涉实验
02
光的衍射与干涉实验 的比较
03
光的衍射实验
实验目的
探究光波衍射现象 验证光的波动理论 观察衍射现象与干涉现象的区别 了解光的波动性质和传播规律
实验原理
衍射现象：光在传播过程中遇到障碍物时，发生偏离直线方向的传播 衍射分类：单缝衍射、圆孔衍射、多缝衍射等 衍射条件：障碍物尺寸与光的波长相当或更小时，才会观察到明显的衍射现象 实验目的：通过观察光的衍射现象，验证光的波动理论，深入理解光的波动性质
衍射实验中，光波绕过 障碍物后继续传播，干 涉实验中，光波在相遇 处相互加强验原理： 光波在遇到障碍物时， 会绕过障碍物的边缘 传播，形成衍射现象。
光的干涉实验原理： 两束或多束相干光波 在空间某一点叠加， 形成明暗相间的干涉 条纹。
比较：衍射实验中， 光波绕过障碍物传播 ；干涉实验中，光波 在空间某一点叠加。
观察干涉现象：打开激光器， 观察光屏上出现的干涉条纹
记录实验结果：记录干涉条纹 的位置、形状和数量，以及实
验过程中的现象和数据
实验结果与结论
实验现象：光的干涉导致明暗相间 的条纹出现
干涉图样：条纹清晰、规则，与干 涉装置的精度有关
光的衍射实验(通达).
光的衍射实验(通达).
我们用一束白光光束通过狭缝,在狭缝后面设置一个屏幕则在屏幕上会亮起一条亮纹，当将狭缝缩小亮纹也随之缩小，当狭缝缩小到一定程度时亮纹就不再缩小,变而失去了自己的明确边界而扩大,屏
幕上出现彩色条纹。
在光的衍射实验里光的传播方向是以纵向向狭缝传播通过狭缝,光的波长对应光的传播方向，光的振幅是光的横向对应狭缝的宽度。
在光的衍射实验里当我们调节缩小狭缝的宽度时直接对应干涉或影响的就是光的振幅，因为振幅对应光的横向，光的横向对应狭缝的宽度。
也就是说在光的衍射实验里我们利用调节缩小狭缝的宽度来对光的振幅产生影响从而得出干涉的彩色条纹。
因而光的色彩直接就是与光的振幅相关。
光的衍射实验(通达)
实验光路图
亮
屏
暗
a
x
D
•
衍射光的光强为：
I
I0
sin 2 u2
u
•
其中：
u
πa
s in
，I0是衍射条纹中央P0处的光强，λ
是单色光的波长，a是缝宽。
• 由此可求得暗条纹位置，sin k ，（k＝±1，
±2…）
；
s in
x D
a
可见，暗条纹是以中央极大为中心，两侧等距分布的。
• 主极大两侧各级亮条纹（次级大）位置：sin (2k 1)
2a • 各次极大光强依次为：0.04718I0, 0.01694I0,
0.00834I0, 0.00503I0, I0是衍射条纹中央P0处的光强。
衍射光强分布图
衍射光斑分布图
数据处理要求：
D=m测一组数据
暗纹重合，所以不能出现，形成缺级现象，同理，凡是 k为3的整倍数处都缺级。
夫琅禾费多缝衍射光强分布图
数据处理要求
D=
cm
横向坐标x= X1 mm 每隔0.1mm测一组数据 Xn mm
光强I
………
根据表格画出衍射光强图像，标出各级衍射光的级数，并根据衍 射光强分布的特点，判断出N=?
夫琅禾费圆孔衍射实验：
1、相同方法观测夫琅禾费圆孔衍射图像。 2、大致画出夫琅禾费圆孔衍射图像。
光的衍射实验
实验内：
1、观察单缝衍射现象，测量多缝衍射光强。 2、观察多缝衍射现象，测量多缝衍射光强。 3、观察圆孔衍射现象。
理论知识
• 光的衍射：当光在传播过程中经过障碍物时，如 不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等，一部 分光会传播到几何阴影中去，并在障碍物后面的 观察屏上呈现光强的不均匀分布，这种现象叫光 的衍射现象。
光的衍射的研究
光的衍射的研究一实验目的1 深入了解各种衍射的成像规律2 测量相关参量来验证有关公式3 观察夫朗和费単缝和圆孔衍射图样4 观察菲涅尔単缝和圆孔衍射图样二实验器材：激光电源，激光器，钠灯，测微目镜，可调狭缝，白屏，扩束镜，小孔，调整架，底座。
三衍射实验分类衍射分类：观察光衍射的装置，通常由三个部分组成：光源、衍射物（缝或孔等障碍物）、观察屏。
按三者相对位置的不同，可以把衍射分为两大类。
一类是菲涅尔衍射，在菲涅尔衍射中，光源到障碍物，或障碍物到屏的距离为有限远，称为近场衍射，这类衍射的数学处理比较复杂。
另一类是夫朗和费衍射，此时光源到障碍物，以及障碍物到屏的距离都是无限远，称为远场衍射。
这时入射光和衍射光均可视为平行光。
在实验室中，常需用凸透镜来实现夫朗和费衍射。
四多种衍射实验研究1、夫朗和费单缝衍射试验原理单缝夫朗和费衍射的实验光路如下图所示。
光源S发出的光经凸透镜L′变成平行光，垂直照射到单缝上，单缝的衍射光由凸透镜L会聚在屏H上，屏上将出现与缝平行的衍射条纹。
根据惠更斯—菲涅耳原理，入射光的波阵面到达单缝，单缝中的波阵面上各点成为新的子波源，发射初相相同的子波。
这些子波沿不同的方向传播并由透镜会聚于屏上。
如图中沿θ方向传播的子波将会聚在屏上P点。
θ角叫做衍射角，它也是考察点P 对于透镜中心的角位置。
沿θ角传播的各个子波到P点的光程并不相同，它们之间有光程差，这些光程差将最终决定P点叠加后的光强。
从上图中容易看出，单缝的两端A 和B 点发出的子波到P 点的光程差最大，在图中为线段AC 的长度，我们称它为缝端光程差（或最大光程差），等于：sin AC a θ= ①单缝夫琅和费衍射明纹、暗纹条件： sin (21)2a K λθ=±+ 明纹sin a K θλ=± 暗纹②中央明纹宽度：中央明纹的宽度为次级条纹的两倍。
在屏中心O 点，会聚在此点的所有子波光程相等，振动同相，叠加时相互加强，使O 点成为衍射条纹中最亮的中央明纹的中心。
- 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)。
实验八光的衍射光作为一种电磁波即有衍射现象，一般衍射分为单缝衍射、多缝衍射和光栅衍射。
而根据狭缝形状又有矩形孔衍射和圆形孔衍射之说。
所以不同的衍射光，其光强分布特性也不一样。
实验要求利用现代计算机技术与物理原理分析和研究各种衍射光的强度分布特性。
【实验目的】1．掌握各种衍射光的产生机理。
2．研究夫琅和费衍射的光强分布，加深对衍射理论的了解。
3．观察各种衍射光的衍射现象，学会利用计算机分析和研究。
【实验原理】光的衍射现象是指光遇到障碍物时偏离直线传播方向的现象。
衍射现象一般分两类：菲涅尔衍射和夫琅和费衍射。
其中夫琅和费衍射是指光源和观察者屏离开衍射物体都为无穷远时的衍射。
但因为实际做不到无穷远，所以一般要求满足光源和观察屏离开衍射物体之间的距离 S 都远大于 a2 /λ就能观察到夫琅和费衍射现象。
其中 a 为衍射物体的孔径，λ为光源的波长。
衍射光强的大小和形状是研究衍射光的主要特性。
而不同的衍射物体其衍射光强的大小和形状都不一样。
下面是几种衍射光的强度分布公式和原理简介。
1．单缝的夫琅和费衍射单缝的夫琅和费衍射是指衍射物体为一条狭小的可调节的缝，当单色光通过该狭缝时因为光的波粒二性而发生衍射现象。
从而形成明暗相间的衍射条纹，条纹的宽窄和强弱与狭缝的大小有关，为了使衍射条纹清晰可见，狭缝大小不能太大，否则各级衍射条纹分辨不清；也不能太小，否则衍射光太弱，难以被光电管接收到。
如下图 1 所示，设 a 为单缝的宽度， Z、 P 间距为 S，θ为衍射角，其在观察屏上的位移为X ， X 离开屏中心 O 的距离为 S×θ，光源的波长为λ。
所以由惠更斯—菲涅尔原理可得单缝的夫琅和费衍射的光强公式为：I I 0( sin u )2(1)uu = π asinθ /λ(2)—式中 I θ是中心处的光强，它与狭缝宽的平方成正比。
图 2 就是单缝衍射的相对光强（ Iθ /I 0）曲线，中心为主级强，相对强度为1。
除主级强外，次级强出现在d( sin u )20 du u的位置，他们是超越方程u tanu 的根，以sin为横坐标，其数值为：u =± 1.43л，± 2.46л，± 3.47л（ 3）对应的 sinθ值为：sinθ = ± 1.43λ /a ，± 2.46λ /a ，± 3.47λ /a（ 4）因为衍射角θ很小，sin θ ≈θ ,所以在观察屏上的位置0X 可近似为：OX = θ S= ±1.43S（λ /a ），± 2.46S（λ /a ），± 3.47S（λ /a ）（ 5）次级强度为：I 1≈ 4.7%I， I2≈ 1.7%I ， I3≈ 0.8%I（ 6）由（ 6）式可知，次级强的强度比主级强的强度要弱的多。
一般来说次级强的位置和强度可近似地表示为：a = ±（ K+1/2 ），I K=±[（K+1/2）] -2 I 0。
(7)其中： K = 1 、 2、 3···2．矩形孔衍射设矩形孔的X 方向的边长为 a， Y 方向的边长为b, 观察点 P 在 X 方向的角度为θ1，在Y方向的角度为θ2，则P点的强度为：I （P） = I0（sinu/u）2(sinβ/ β ) 2(8)u =asin θ / λβ=bsin θ / λ(9)21由（ 8）和（ 9）式可知，矩形孔的衍射光的相对强度I （P） / I0 是两个单缝衍射因子的乘积。
3．圆形孔的衍射圆形孔的衍射强度公式为：I（θ） = I 0 [2J 1（X ） /X] 2（ 10）X = （ D/ λ） sinθ(11)式中 D 为圆孔的直径，θ为衍射角，λ为波长。
J1（ X ）是一阶贝塞尔函数，是一个特殊函数，其数值可在数学手册中查到。
圆孔衍射因子 [2J1（ X ） /X] 2的曲线中极大值和零点的数值见如下表。
X0 1.220 1.635 2.233 2.679 3.2381）/X]2100.017500.00420[2J（ X与单缝衍射曲线相比较，圆孔衍射的零级衍射的角半径大于单缝衍射的零级衍射的角半径。
而次级衍射的强度也小于单缝衍射的。
当然两者的衍射花样是绝对不一样的。
圆孔衍射的花样是同心圆，而单缝衍射的衍射花样是线条。
4．多缝衍射设多缝衍射的每条缝的宽度为a，两条缝的中心距为d，每个单缝的衍射强度仍与式（1）和（2）一致。
多缝与单缝衍射的最大差别在于每条缝之间存在干涉。
如对相同的衍射角θ，相了邻两狭缝间的光程差都为△ L=d× sin θ，如缝的数目为 N，则干涉引起的强度分布因子为：sin( N )称为干涉因子，其中，d sinsin。
欢迎下载37干涉因子曲线见图（3）。
它有两大特点：其一是主级强的位置与缝的数目N 无关，只要β=K (K=0,± 1,± 2··· )，即满足下式时出现主级强。
sinθ = K λ /d(13)此时 sinN β =0， sin β =0，但是 sinN β / sinβ =N。
其二是次级强的数目等于N-2 。
当 sinN β =0，sin β≠ 0 时， sinN β / sinβ =0，即出现强度为零的点，就满足下式：β =（K+（m/N））×，sinθ =（K+（m/N））×λ /d （14）其中K=0 ，± 1，± 2，··· ； m=1， 2， 3，··· N-1。
任一 K 内共有 N-1 个零点，即有N-2 个次级大，式（ 14）也说明 N 越大，主级强的角度越小，峰越锐。
sin图3多缝衍射的强度受单缝衍射和多缝干涉的相互影响，所以其强度公式为：I θ = I 0（ sinu/u）2（ sinN β/ sin β）2（ 15）下图 4 为 N=5 ，d=3a 的 5 缝衍射强度分布图例。
其中图（1）为单缝衍射因子（sinu/u）2；图（ 2）为多缝干涉因子（ sinN β / sinβ）2，由于 N=5 ，所以两个主级强之间有 3 个次级强；图（ 3）为两个因子共同影响而得到的实际衍射强度。
干涉强度受到单缝衍射因子的调制。
由于 d=3a，当干涉因子出现第三级（K=3 ）极大值时（ sin θ=3λ /d），正好与单缝衍射的第一个零点（ sin θ =λ /d）重合，因此看不到此峰，称为缺级。
同理，所有K 为 3的倍数的级如± 3，± 6，···都缺级。
欢迎下载38图4【实验仪器】光的衍射实验系统主要由光源、狭缝器、控制箱、接收器和计算机组成。
1．实验总体装置图5图5 为整个衍射装置的方框图。
其工作过程如下：单色激光通过衍射元件在X 轴方向产生衍射条纹图形。
光电探测器在计算机的控制下在X 方向移动，移动范围约20cm 左右，移动步调为0.005mm— 1mm 可选。
在工作程序的控制下可以实现定点测量或在某一范围内的测量。
2．光栅线位移传感器接收器内主要由光栅线位移传感器组成。
光栅线位移传感器的功能是完成衍射光强的位移计数，光栅线位移传感器是用高精度光栅作为检测元件的密封式高精度传感器。
共由欢迎下载39两块光栅叠加为计量光栅。
一块称主光栅，用作标准器；另一块叫作指示光栅。
在保证适当的夹角和间隙的条件下就可以得到比光栅栅距更大的黑白相间的莫尔干涉条纹。
莫尔干涉条纹图案如下图 6 所示，其中 a 为两光栅栅距，θ为栅线的夹角， B 就是莫尔干涉条纹的宽度。
莫尔干涉条纹的放大倍数为：K = B/a。
莫尔干涉条纹具有平均光栅误差的作用，假定单个光栅距误差为ξ，接收区域内的刻线为X ，则终合误差为：3．光栅尺光栅尺是一种增量式的光学长度测量仪器。
其中主光栅是以a为增量的比较线纹尺，其光栅计算方程为： L=N·a ， L 为光栅有效刻划长度； N 为光栅线对数。
以主光栅作为标准器，对某物体进行比较图 6测量。
测量图例如下图7。
X = ab = ξ1+ Na + ξ2式中： a 为栅距； N 为 a、 b 之间栅线的对数；ξ 1、ξ 2 为a、b两端对应的小于一个栅距的小数。
所以光栅测量实际上是读取相对应的光栅栅线数N 和不足一个栅距的两个小数部分ξ1、ξ 2。
与普通测量相比光栅尺主要是读数方式不同。
4．软件图 7详见说明书。
【实验内容】1．调节衍射光强主机，启动计算机，观察衍射分光谱现象。
2．通过计算机定量研究和描绘各种衍射光的光强分布曲线。
【思考题】1．请解释影响衍射强度分布曲线不对称的主要因素。
2．狭缝大小调节多大最好？3．试画出椭圆孔衍射光强分布曲线。
欢迎下载40。