光的衍射实验报告-数据表格
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。
衍射分析报告模板
衍射分析报告模板1. 引言衍射分析是一种利用物质中的晶体结构对入射射线进行散射的技术。
通过分析射线的衍射图样，我们可以获取物质的晶体结构信息。
本报告旨在介绍衍射分析的基本原理、实验步骤和数据处理方法，以及分析所得结果，帮助读者更好地理解衍射分析技术。
2. 实验原理衍射分析基于波动理论，将入射波与物质晶体结构相互作用后的衍射波进行分析。
根据布拉格方程，衍射角度与晶格常数之间存在一定的关系，可以通过测量衍射角度来获得物质的晶格常数。
同时，衍射图样的形状和强度分布也能提供晶体内部结构的信息。
3. 实验设备和步骤3.1 实验设备本实验所需设备及材料如下：•衍射仪•电子计算机•X射线源•样品3.2 实验步骤1.准备样品：将待测样品制备成适当的晶体形态，并确保其表面光洁度和结晶度。
2.装置调整：根据实验要求，调整衍射仪的角度、射线强度和探测器位置等参数，使其满足实验要求。
3.样品安装：将样品固定在衍射仪的样品台上，并确保样品与射线的角度和位置对齐。
4.数据采集：启动衍射仪，进行数据采集。
通过控制器和计算机软件实时监测和记录衍射图样。
5.数据处理：将采集到的衍射数据导入计算机软件，进行数据处理和分析。
根据实验要求，计算晶格常数和晶体结构参数等。
6.结果分析：根据实验结果，分析样品的晶体结构和物理性质，并撰写实验报告。
4. 数据处理方法本实验中，我们采用了常见的衍射图样数据处理方法，包括傅里叶变换、互变换、滤波处理等。
通过这些方法，我们可以将原始的衍射数据转换为可视化的图像，并提取出有用的结构信息。
5. 结果与讨论根据所得的衍射图样和数据处理结果，我们可以得到样品的晶格常数、晶体结构信息以及一些物理性质参数。
通过对比已知的参考数据，我们可以验证实验结果的准确性，并进一步讨论样品的特性和应用前景。
6. 结论衍射分析是一种非常重要的分析技术，可以用于研究材料的晶体结构和性质。
通过本实验的衍射分析，我们成功地获得了样品的晶格常数和晶体结构信息，并验证了实验结果的可靠性。
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。
光的干涉衍射实验报告
一、实验目的1. 理解光的干涉和衍射现象的基本原理。
2. 观察并记录光的干涉和衍射图样。
3. 通过实验验证光的波动性。
4. 学习使用光学仪器进行实验操作和分析。
二、实验原理1. 干涉现象：当两束或多束相干光波相遇时，由于光波的叠加，某些区域的光波相互加强（相长干涉），而另一些区域的光波相互抵消（相消干涉），从而在空间上形成明暗相间的干涉条纹。
2. 衍射现象：当光波遇到障碍物或通过狭缝时，会发生弯曲，从而绕过障碍物或通过狭缝传播，并在障碍物或狭缝的阴影区形成衍射图样。
三、实验仪器1. 双缝干涉仪2. 单缝衍射仪3. 光源（如激光器）4. 屏幕或光栅5. 光具座6. 测量工具（如刻度尺、角度计）四、实验步骤1. 干涉实验：- 将双缝干涉仪放置在光具座上，调整光源、双缝和屏幕的位置，使光路畅通。
- 打开光源，观察屏幕上的干涉条纹，调整屏幕位置，使条纹清晰可见。
- 使用测量工具测量干涉条纹的间距，记录数据。
2. 衍射实验：- 将单缝衍射仪放置在光具座上，调整光源、单缝和屏幕的位置，使光路畅通。
- 打开光源，观察屏幕上的衍射条纹，调整屏幕位置，使条纹清晰可见。
- 使用测量工具测量衍射条纹的间距，记录数据。
五、实验结果与分析1. 干涉实验结果：- 通过测量干涉条纹的间距，计算出光波的波长。
- 观察干涉条纹的分布规律，验证干涉现象。
2. 衍射实验结果：- 通过测量衍射条纹的间距，计算出狭缝的宽度。
- 观察衍射条纹的分布规律，验证衍射现象。
六、实验总结1. 通过实验，成功观察到了光的干涉和衍射现象，验证了光的波动性。
2. 实验过程中，学会了使用光学仪器进行实验操作和分析。
3. 深入理解了光的干涉和衍射现象的基本原理，为后续学习光学知识打下了基础。
七、注意事项1. 实验过程中，注意保持光路畅通，避免杂散光干扰。
2. 调整屏幕位置时，要缓慢平稳，避免对干涉条纹造成破坏。
3. 记录数据时，要准确无误，便于后续分析。
光的衍射实验(通达)
亮 暗
a屏xFra bibliotekD2 sin u • 衍射光的光强为： I I 0 u2
• 其中： u sin ，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。
k ，（k＝±1， • 由此可求得暗条纹位置， sin a x ±2…） ； sin D 可见，暗条纹是以中央极大为中心，两侧等距分布的。
夫琅禾费多缝衍射光强分布图
数据处理要求
D= cm
每隔0.1mm测一组数据 Xn mm
横向坐标x= X1 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。
横向坐标x= X1 mm 光强I
………
根据一级衍射条纹的位置计算缝宽a：
a k D
极小值 2
x
3
项目 级数 坐标位置 相对光强
极大值 0 1 2
1
画出衍射光强分布图，并标出级数。
• 夫朗禾费多缝衍射： • 设每条缝宽为a，相邻两缝中心距为d，缝的数目为N。 在波长为λ，光强为I0的光正入射多缝板的条件下， d sin • sin u 2 sin N 2 I I 0 ( ) ( ) u sin • 除了共有的“衍射因子”之外，多出一个“干涉因子”。 这是由于各缝衍射光之间发生的干涉。但这些干涉条纹 又被单缝衍射因子调制，在强度分布上，要受到单缝衍 射图样的支配。例如当N＝5，d＝3a，5缝衍射时，干 涉因子的表现（b）受单缝衍射因子（a）的调制，而形 成新的综合分布（c）。因N＝5，在两个主极强之间出 现3个次极强（相邻主极强间有N-2个次极强）；由于d ＝3a，干涉因子第3级主极大正好与单缝衍射的第一个 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。
实验报告光的干涉与衍射现象研究
实验报告光的干涉与衍射现象研究实验报告：光的干涉与衍射现象研究一、实验目的本实验旨在深入研究光的干涉与衍射现象，通过实验观察和数据分析，理解光的波动性本质，掌握光的干涉和衍射的基本规律，以及它们在实际应用中的重要意义。
二、实验原理（一）光的干涉当两束或多束光波在空间相遇时，如果它们的频率相同、振动方向相同、相位差恒定，就会发生干涉现象。
根据叠加原理，在相遇区域内，光的强度分布会呈现出明暗相间的条纹。
常见的干涉实验有杨氏双缝干涉和薄膜干涉。
（二）光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，会偏离直线传播路径，在障碍物或小孔的后方形成一定的衍射图样。
衍射现象可以用惠更斯菲涅耳原理来解释，即波阵面上的每一点都可以看作是新的波源，它们发出的子波在空间相遇时相互叠加，从而形成衍射图样。
三、实验仪器激光光源、杨氏双缝干涉装置、衍射光栅、光屏、测量工具（如尺子、游标卡尺等）四、实验步骤（一）杨氏双缝干涉实验1、调整激光光源，使其发出的光束平行且稳定。
2、将杨氏双缝干涉装置放置在光路上，使激光通过双缝。
3、在双缝后方放置光屏，观察光屏上出现的干涉条纹。
4、使用测量工具测量双缝间距、条纹间距等参数，并记录数据。
（二）衍射光栅实验1、安装衍射光栅，使其与激光光源的光路垂直。
2、在光栅后方放置光屏，观察衍射条纹。
3、改变光栅的参数（如光栅常数、入射角等），观察衍射条纹的变化，并记录相关数据。
五、实验数据与分析（一）杨氏双缝干涉实验1、测量得到双缝间距为 d ＝ 010mm，光屏到双缝的距离为 L ＝100m，相邻亮条纹的间距为Δx ＝ 025mm。
根据干涉条纹的间距公式Δx ＝λL/d，计算得到激光的波长λ ＝25×10^－7m。
2、改变双缝间距和光屏到双缝的距离，重复实验，分析波长与这些参数之间的关系。
（二）衍射光栅实验1、当光栅常数为 d ＝ 1/600mm，入射角为 0°时，观察到中央亮纹两侧对称分布着各级亮纹。
光衍射的定量研究报告__北大物理学院普物实验报告
实验二十光衍射的定量研究一、数据处理1.单缝缝宽的测量测得的光强度曲线图象如图1所示：将计算用到的具体条纹的相关数据列表如下：条纹绝对坐标相对光强距离中心0级亮纹12.355 2570 0.000 0.000左侧0级暗纹8.600 3 3.7553.695右侧0级暗纹16.090 3 3.635左侧1级亮纹7.025 110 5.3305.298右侧1级亮纹17.620 113 5.265对于衍射屏与观察屏距离的测量：，，则有图1。
下面进行计算：①利用第一次极强计算缝宽，有②利用零级暗纹计算缝宽，有2.双缝的缝宽和缝间距的测量测得的光强度曲线图象如图2所示：将计算用到的具体条纹的相关数据列表如下：条纹绝对坐标相对光强距离中心0级亮纹18.145 2579 0.000 0.000 左侧0级暗纹15.400 66 2.745 2.650图2右侧0级暗纹20.700 69 2.555左侧1级亮纹13.240 1274 4.9054.855 右侧1级亮纹22.950 1308 4.805左侧单元因子所致0级暗纹5.220 1 12.92512.813右侧单元因子所致0级暗纹30.845 1 12.700*这里的0级暗纹和1级亮纹的物理含义是与之前在单缝中所说的不同的，在单缝中，是由于衍射导致的暗纹和亮纹，而此处是由干涉导致的。
对于衍射屏与观察屏距离的测量：，，则有。
下面进行计算：①利用主极强计算缝间距：②利用0级暗纹计算缝间距：出现暗纹时，有,在此处具体应写为则有③利用单元因子所致0级暗纹计算缝宽3.其他衍射结构的衍射图样实验中观察到的衍射图样与对应的衍射屏结构如下表所示：圆孔方阵单缝四丝五角星三丝双圆孔双丝单圆孔方孔密排矩孔方孔方阵等腰三角形二、分析与讨论1.误差分析可以推导出不确定度公式由于计算公式形式上的相似，此不确定度公式对于之前讨论的缝宽、缝间距等均适用。
则我们对应上述各种方法测得的缝宽、缝间距等诸量，计算不确定度，并将其列在下面。
光衍射实验实验报告
实验名称：光衍射实验实验日期：2023年3月15日实验地点：物理实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 了解光衍射现象的基本原理。
2. 观察并分析光通过狭缝和光栅时的衍射现象。
3. 掌握使用分光计和测量工具的方法。
4. 通过实验加深对光的波动性质的理解。
二、实验原理光衍射是光波在传播过程中遇到障碍物或通过狭缝时，光线偏离直线传播路径而绕过障碍物或通过狭缝的现象。
当光波遇到障碍物或通过狭缝时，光波会发生衍射，形成明暗相间的干涉条纹。
光栅衍射是光通过光栅时发生的衍射现象。
光栅是由一组等间距、等宽的狭缝组成，光通过光栅时，各个狭缝的光线发生衍射，产生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
三、实验器材1. 分光计2. 狭缝板3. 光栅4. 光源5. 屏幕板6. 测量工具（直尺、刻度尺等）四、实验步骤1. 将分光计调整至水平，确保光路垂直。
2. 将光源置于分光计的上方，调整光源位置，使光线垂直照射狭缝板。
3. 观察屏幕板上的衍射条纹，记录条纹间距。
4. 改变狭缝板的宽度，重复步骤3，记录不同宽度下的条纹间距。
5. 将光栅放置在狭缝板前，调整光栅角度，观察屏幕板上的衍射条纹，记录条纹间距。
6. 改变光栅角度，重复步骤5，记录不同角度下的条纹间距。
7. 使用测量工具测量狭缝板和光栅的宽度。
五、实验数据及结果分析1. 狭缝板宽度与条纹间距的关系通过实验，我们发现随着狭缝板宽度的减小，条纹间距逐渐增大。
这是因为狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽。
2. 光栅角度与条纹间距的关系通过实验，我们发现随着光栅角度的增大，条纹间距逐渐减小。
这是因为光栅角度越大，衍射现象越明显，衍射条纹越窄。
3. 光栅常数与条纹间距的关系根据光栅衍射公式，条纹间距与光栅常数成正比。
通过实验，我们验证了这一结论。
六、实验结论1. 光通过狭缝和光栅时会发生衍射现象，形成明暗相间的干涉条纹。
2. 狭缝宽度、光栅角度和光栅常数对衍射条纹间距有显著影响。
衍射光强的测量实验报告
衍射光强的测量实验报告测量衍射光强的分布，了解衍射现象的特点。
实验原理：衍射是波的特性之一，当光通过一个小孔或绕过一个障碍物时，会发生衍射现象。
衍射现象产生的光强分布与光源和待衍射物体的性质有关。
在这个实验中，我们通过测量不同位置的衍射光强来研究光强的分布情况。
实验器材：1. 激光器2. 衍射光屏3. 光电二极管4. 光电二极管探测电路5. 光电二极管信号处理器6. 示波器7. 尺子实验步骤：1. 将激光器稳定地放置在实验台上，并调整光束的方向，使其尽可能垂直地照射到衍射光屏的小孔上。
2. 在光屏上选择一个合适的小孔，打开光电二极管探测电路和光电二极管信号处理器。
确保仪器正常工作。
3. 将光电二极管放置在距离衍射屏一定距离的位置上，并用尺子测量该距离。
4. 将示波器的时间标尺和电压标尺调节到适当的范围，以便观察波形。
5. 在示波器上观察到光电二极管输出的波形，调节电压标尺使波形范围最大化。
6. 通过调整衍射光屏的位置，使得在示波器上观察到最佳的波形。
7. 记录下示波器上波形的峰值和衍射光屏的位置。
实验结果：根据实验步骤得到了一系列的数据，包括光电二极管输出的波形峰值和衍射光屏的位置。
根据这些数据，我们可以绘制出衍射光强的分布图。
实验讨论：1. 根据实验结果，我们可以观察到衍射光强的分布是与衍射光屏的位置密切相关的。
当衍射光屏与光电二极管之间的距离增加时，衍射效应减弱，光强逐渐减小。
2. 实验中我们使用激光器作为光源，激光光线的单色性和平行性使得实验结果更加准确。
3. 在实验中需要调节光电二极管的位置和衍射光屏的位置来观察波形，这需要一定的技巧和耐心。
4. 实验结果可以与理论计算进行对比，以验证实验的准确性和可靠性。
实验结论：通过实验我们得到了衍射光强的测量结果，并绘制了衍射光强的分布图。
实验结果与理论计算接近，证明了实验的准确性和可靠性。
本实验对于理解衍射现象的特点和光的波动性质具有重要意义。
实验改进：1. 可以尝试改变光电二极管和衍射光屏的位置关系，研究其对衍射光强分布的影响。
光学衍射综合实验报告
一、实验目的1. 理解光学衍射的基本原理和现象；2. 掌握光学衍射实验的操作方法和数据处理方法；3. 通过实验验证光学衍射公式，加深对光学衍射现象的理解；4. 培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理光学衍射是指光波遇到障碍物或通过狭缝时，偏离直线传播方向而发生的现象。
根据障碍物或狭缝的形状和尺寸，衍射现象可以分为单缝衍射、双缝衍射和光栅衍射等。
1. 单缝衍射：当光波通过一个狭缝时，光波在狭缝边缘发生衍射，形成一系列明暗相间的条纹。
根据衍射公式，条纹间距与光波波长、狭缝宽度及狭缝与屏幕之间的距离有关。
2. 双缝衍射：当光波通过两个狭缝时，两个狭缝产生的光波相互干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
根据干涉公式，条纹间距与光波波长、两个狭缝之间的距离及狭缝与屏幕之间的距离有关。
3. 光栅衍射：当光波通过光栅时，光波在光栅上发生衍射和干涉，形成明暗相间的衍射条纹。
根据光栅衍射公式，条纹间距与光波波长、光栅常数及狭缝与屏幕之间的距离有关。
三、实验仪器1. 光源：白光光源；2. 狭缝板：单缝板、双缝板；3. 光栅：光栅板；4. 透镜：会聚透镜；5. 屏幕板：用于观察衍射条纹；6. 光具座：用于固定实验仪器；7. 光电传感器：用于测量衍射条纹间距；8. 数据采集与分析软件。
四、实验步骤1. 调整实验仪器，确保光源、狭缝板、光栅、透镜和屏幕板的位置合适；2. 通过调整狭缝板和光栅，观察单缝衍射、双缝衍射和光栅衍射现象；3. 测量单缝衍射条纹间距、双缝衍射条纹间距和光栅衍射条纹间距；4. 利用光电传感器和数据采集与分析软件，记录实验数据；5. 根据实验数据，验证光学衍射公式。
五、实验结果与分析1. 单缝衍射实验：根据实验数据，计算单缝衍射条纹间距，并与理论值进行比较。
分析实验误差，讨论可能的原因。
2. 双缝衍射实验：根据实验数据，计算双缝衍射条纹间距，并与理论值进行比较。
分析实验误差，讨论可能的原因。
光的衍射实验报告-数据表格
测出光电池与单缝的距离 D 。光强分布曲线上找出各个光强的极小值的位置 X k ，求 出各级暗条纹对应的衍射角 k （ k X k / D ） 。然后由第一级暗条纹的衍射角计算出单缝的 宽度（ a K / k ） 。
五、思考题
1．如果将单缝和单缝到衍射屏之间的区域都浸入水中，衍射图像将如何变化？ 2. 给你一个已知宽度的单缝，如何利用单缝衍射的实验方法测出衍射光的波长？
2．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 ， 相邻两狭缝间的光程差都为 L d sin ，如缝的数目为 N，则干涉引起的强度分布因子为：
sin( N ) sin
三、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，实验中会在单缝前后放两个透镜或者使光源和观察屏 离开衍射物体之间的距离 D 都远大于 a / ，就能观察到夫琅和费衍射现象。其中 a 为衍射
2
物体的孔径， 为光源的波长。本次实验中我们使用的是激光光源，激光束的发散角非常小， 一般情况下发散角小于 1 豪弧度，可以近似看做平行光；如果在将衍射屏放置在距离单缝相 当远处，省去单缝前后的两个透镜，同样可以满足夫琅禾费衍射条件。
1
衍射光强的大小和形状是光的衍射现象的主要特性。而对于不同的衍射物体其衍射光强 的大小和形状都不一样。下面是简单介绍单缝夫琅禾费衍射和多缝衍射的基本原理。 1．单缝的夫琅禾费衍射 单缝的夫琅和费衍射的衍射物为一条狭缝，当单色光通过该狭缝时发生衍射现象，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 2 所示，激光器发射平行光垂直照射到单缝 S 上产生衍射现象，在右侧光屏上可 以呈现一组明暗相间的衍射条纹。设 a 为单缝的宽度， D 为狭缝和光屏之间的距离，θ 为衍 射角，其在观察屏上的位置坐标为 X，光源的波长为 。
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\）。
光衍射实验报告
光衍射实验报告光衍射实验报告引言：光是我们日常生活中不可或缺的一部分，我们所见到的世界都是通过光传递给我们的信息。
然而，光的行为和性质却是非常复杂的，需要通过实验来进行研究和理解。
本实验旨在通过光衍射实验，探究光的衍射现象以及其背后的原理。
实验目的：1. 理解光的衍射现象；2. 探究光的波动性质；3. 研究光的干涉与衍射的关系。
实验材料：1. 光源：激光器；2. 实验器材：狭缝、屏幕、光屏；3. 测量工具：尺子、卡尺。
实验步骤：1. 将激光器放置在实验台上，并打开开关，使激光光束射向实验区域；2. 在光源与屏幕之间放置一个狭缝，调整狭缝的宽度，使得光通过狭缝后形成一个狭长的光线；3. 将屏幕放置在狭缝后方，并调整屏幕的位置，使得光线在屏幕上形成一个明亮的中央区域；4. 在屏幕上移动一个小孔，观察光线通过小孔后在屏幕上形成的衍射图案；5. 测量不同位置的衍射图案的宽度和间距，并记录数据；6. 变换狭缝的宽度，重复步骤2-5，记录不同宽度下的衍射图案。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们可以发现以下现象和规律：1. 当狭缝宽度较小时，形成的衍射图案较为集中，中央亮度较高，衍射角度较小；2. 随着狭缝宽度的增大，衍射图案逐渐变宽，中央亮度逐渐减弱，衍射角度逐渐增大；3. 在一定范围内，狭缝宽度与衍射图案的宽度成正比；4. 衍射图案中的暗纹和亮纹交替出现，形成明暗相间的条纹。
根据以上观察结果，我们可以得出以下结论：1. 光在通过狭缝时会发生衍射，产生衍射图案；2. 光的衍射现象与狭缝的宽度有关，狭缝越窄，衍射图案越集中；3. 光的衍射现象是光的波动性质的表现，光可以被看作是波动的传播；4. 衍射图案中的明暗条纹是光的干涉现象的结果，不同光束经过狭缝后干涉产生明暗相间的条纹。
结论：通过光衍射实验，我们深入了解了光的衍射现象以及光的波动性质。
我们发现光在通过狭缝时会发生衍射，形成明暗相间的衍射图案。
实验报告光的衍射与干涉
实验报告光的衍射与干涉实验报告：光的衍射与干涉一、实验目的本实验旨在深入研究光的衍射和干涉现象，通过实验观察和数据测量，理解光的波动性特征，掌握相关的物理规律，并能够运用所学知识解释实验现象。
二、实验原理1、光的衍射当光通过一个狭缝或障碍物时，会发生衍射现象。
其特点是在屏幕上形成明暗相间的条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹逐渐变窄变暗。
根据惠更斯菲涅耳原理，波前上的每一点都可以看作是新的波源，它们发出的次波在空间相遇时会相互叠加，从而形成衍射条纹。
衍射条纹的宽度与狭缝宽度、波长以及观察距离有关。
狭缝越窄，波长越长，观察距离越远，衍射现象越明显。
2、光的干涉光的干涉是指两列或多列光波在空间相遇时，在某些区域相互加强，形成亮条纹，在某些区域相互减弱，形成暗条纹的现象。
最常见的干涉现象是双缝干涉。
在双缝干涉实验中，两列相干光在屏幕上叠加，当两列光的光程差为波长的整数倍时，形成亮条纹；当光程差为半波长的奇数倍时，形成暗条纹。
相邻亮条纹或暗条纹之间的距离与波长、双缝间距以及双缝到屏幕的距离有关。
三、实验仪器激光光源、单缝、双缝、光屏、测量尺等。
四、实验步骤1、光的衍射实验（1）将激光光源打开，调整其高度和角度，使其平行于实验台面。
（2）将单缝安装在光具座上，调整单缝与激光光源的距离，使激光能够通过单缝。
（3）在单缝后面放置光屏，观察衍射条纹的分布情况。
（4）改变单缝的宽度，观察衍射条纹的变化。
（5）测量中央亮纹的宽度以及其他条纹的间距，并记录数据。
2、光的干涉实验（1）将双缝安装在光具座上，调整双缝与激光光源的距离，使激光能够通过双缝。
（2）在双缝后面放置光屏，观察干涉条纹的分布情况。
（3）改变双缝的间距，观察干涉条纹的变化。
（4）测量相邻亮条纹或暗条纹之间的距离，并记录数据。
五、实验数据与分析1、光的衍射实验（1）当单缝宽度为 01mm 时，中央亮纹的宽度约为 25cm，两侧第一暗纹之间的距离约为 50cm。
衍射光强实验报告
钮，使得光点始终打在靶心上； 3、取下光靶，装上白屏 将狭缝放进有横向调节装置的滑座上，调整狭缝同轴等高。同时将狭缝固定在距
离光传感器 850mm 左右（注：由于光传感器接受面距导轨上的刻度尺有一固定距离， 所以在读刻度尺的读数时要加上约 60mm）。
1、学会 SGS-3 型衍射光强实验系统的调整和使用方法； 2、观察单缝衍射现象，研究其光强分布，加深对衍射理论的理解； 3、学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； 4、学会用衍射法测量狭缝的宽度。 三、实验原理 1、单缝衍射的光强分布 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，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[single-slit diffraction]有两种：一种是菲涅耳衍射[Fresnel diffraction]，单 缝距离光源和接收屏[receiving screen]均为有限远[near field]，或者说入射波和衍 射波都 是球面波；另一种是夫琅禾费衍射[Fraunhofer diffraction]，单缝距离光源和接收屏 均为
坐标
xmm
相对强度
I
865 962 1046 1143 1227 1324 1412 1512 1604 1677 1730 1777 1820 1854 1863 1864 1853 1832 1795 1749 1697 1622 1540 1440 1346 1260 1157 1045 927 826 721 636 548 465 395 318 252 194
实验报告-光衍射相对光强分布
实验报告姓名：张少典班级：F0703028 学号：5070309061 实验成绩：同组姓名：林咏实验日期：2008/03/10 指导老师：批阅日期：--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 光衍射相对光强分布的测量【实验目的】1．掌握在光学平台上组装、调整光的衍射实验光路；2．观察不同衍射元件产生的衍射，归纳总结单缝衍射现象的规律和特点；3．学习利用光电元件测量相对光强的实验方法，研究单缝和双峰衍射中相对光强的分布规律；4．学习微机自动控制测衍射光强分布谱和相关参数。
【实验原理】1．衍射光强分布谱由惠更斯——菲涅耳原理可知，单缝衍射的光强分布公式为,当j=0时，Ij=I0这是平行于光轴的光线会聚处——中央亮条纹中心点的光强，是衍射图像中光强的极大值，称为中央主极大。
当asinj= kl ，k = ±1，±2，±3，……则u = kπ, Ij = 0, 即为暗条纹。
与此衍射角对应的位置为暗条纹的中心。
实际上j 角很小，因此上式可改写成由图1也可看出，k级暗条纹对应的衍射角故由以上讨论可知（1）中央亮条纹的宽度被k = ±1的两暗条纹的衍射角所确定，即中央亮条纹的角宽度为。
（2）衍射角j 与缝宽a成反比，缝加宽时，衍射角减小，各级条纹向中央收缩；当缝宽a 足够大时（a>>l）。
衍射现象就不显著，以致可略去不计，从而可将光看成是沿直线传播的。
（3）对应任意两相邻暗条纹，其衍射光线的夹角为，即暗条纹是以点P0为中心、等间隔、左右对称地分布的。
（4）位于两相邻暗条纹之间的是各级亮条纹，它们的宽度是中央亮条纹宽度的1/ 2。
这些亮条纹的光强最大值称为次极大。
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I
I / I 0
I
I / I 0
X 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
I
I / I 0
6
2
落在中央主极大上。 （b）当 a sin K ,( K 1, 2,....) 时， u K ，则 I 0 0 。此处的光强度为零，呈现 暗条纹，由于 值很小，可以近似地认为 sin 。暗条纹的位置在 K / a 。
2
（c）中央主极大两侧暗条纹的角宽度 为
三、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，实验中会在单缝前后放两个透镜或者使光源和观察屏 离开衍射物体之间的距离 D 都远大于 a / ，就能观察到夫琅和费衍射现象。其中 a 为衍射
1.43 , 2.46 , 3.47 , 4.48 ,.......
a a a a
衍射条纹的强度如果用相对光强 I / I 0 表示，中央主极大的相对强度为 1，各级次极大的相 对强度分别为
I 0.047,0.017,0.008,0.005,....... I0
2．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 ， 相邻两狭缝间的光程差都为 L d sin ，如缝的数目为 N，则干涉引起的强度分布因子为：
sin( N ) sin
2
物体的孔径， 为光源的波长。本次实验中我们使用的是激光光源，激光束的发散角非常小， 一般情况下发散角小于 1 豪弧度，可以近似看做平行光；如果在将衍射屏放置在距离单缝相 当远处，省去单缝前后的两个透镜，同样可以满足夫琅禾费衍射条件。
1
衍射光强的大小和形状是光的衍射现象的主要特性。而对于不同的衍射物体其衍射光强 的大小和形状都不一样。下面是简单介绍单缝夫琅禾费衍射和多缝衍射的基本原理。 1．单缝的夫琅禾费衍射 单缝的夫琅和费衍射的衍射物为一条狭缝，当单色光通过该狭缝时发生衍射现象，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 2 所示，激光器发射平行光垂直照射到单缝 S 上产生衍射现象，在右侧光屏上可 以呈现一组明暗相间的衍射条纹。设 a 为单缝的宽度， D 为狭缝和光屏之间的距离，θ 为衍 射角，其在观察屏上的位置坐标为 X，光源的波长为 。
5
实验数据记录 D= X/mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 mm 单缝位置 上排第一条单缝 X 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 46 48
（5）
任一 K 内共有 N-1 个零点，即有 N-2 个次极大，式（5）也说明 N 越大，主极大的角度越小， 峰越锐。
图3
四、实验内容
1.观察单缝和多缝衍射现象 根据夫琅禾费衍射条件的要求把光具座上的激光器、组合光栅和接收屏放在合适的位置， 调整二维调节架，分别观察单缝双缝三缝和五缝的衍射图案，描述各自衍射图案的特点。 2.测量单缝衍射条纹的光强分布 选择上排第一个单缝，调整光具座上器件的位置，使之得到比较清晰的衍射条纹。取下 衍射屏换上光电接收装置。调节数字检流计的增益鼓轮，使得当激光刚好照射到接收装置的 中心时，数字检流计的最大读数值大概为 1950 A 。旋转光电池的纵向微调螺杆，每次移动 1mm，测出对应各个位置的光电流，即是对应的光强。 做出 I / I 0 X 曲线图。
4
测出光电池与单缝的距离 D 。光强分布曲线上找出各个光强的极小值的位置 X k ，求 出各级暗条纹对应的衍射角 k （ k X k / D ） 。然后由第一级暗条纹的衍射角计算出单缝的 宽度（ a K / k ） 。
五、思考题
1．如果将单缝和单缝到衍射屏之间的区域都浸入水中，衍射图像将如何变化？ 2. 给你一个已知宽度的单缝，如何利用单缝衍射的实验方法测出衍射光纹之间的角宽度为 / a 。 由（3）式可知：衍射条纹的宽度与单缝的宽度 a 成反比，与波长 成正比；中央亮条 纹的宽度是两侧其他各级亮条纹宽度的两倍。其他各级亮条纹光强最大值称为次极大，如图 3 所示。
图3
（d）各级次极大对应的衍射角位置根据计算分别为
(4)
其二是次极大的数目等于 N 2 。当 sin N 0 ， sin 0 时， sin N / sin 0 ， 即出现强度为零的点，就满足下式：
( K (m / N )) ， sin ( K (m / N )) / d
其中 K=0，± 1，± 2，· · · ；m=1，2，3，· · · N-1。
图2 由惠更斯—菲涅尔原理可得在衍射屏上一点 P 处的光强 I 为
I I 0
u
由（1）和（2）式可以看出：
sin 2 u u2
(1)
a sin
(2)
（a）当 0 时， u 0 ，则 I I 0 。平行于光轴的 OP0 方向的衍射光束照到光屏 P0 处， 是中央亮条纹的光强，该处光强极大，可以表示为 I 0 Ca ，称为中央主极大。大部分能量
光的衍射
光是一种电磁波，在合适的条件下，经过障碍物后会发生衍射现象。一般衍射分为单缝 衍射、多缝衍射和光栅衍射。不同的衍射光，其光强分布有其自身的特性。本实验主要是观 察和研究各种衍射光的强度分布特性。
一、实验目的
1． 观察单缝和多缝衍射现象。 2． 测量衍射图像的光强分布，加深对衍射理论的了解。 3． 测出单缝的宽度。
称为干涉因子，其中，
d sin 。
干涉因子曲线见图 3。它有两大特点： 其一是主极大的位置与缝的数目 N 无关，只要 K (K=0, ±1, ±2 · · ·)，即满足
3
下式时出现主极大。
d sin K
此时 sin N 0 ，但是 sin N / sin N 。
二、实验仪器
光具座、LS650-5 半导体激光器、组合光栅、接收器和 MT-A 数字检流计。 半导体激光器波长 650nm；组合光栅由光栅片（图 1）和二维调节架构成。
图 1 光栅片结构，上排 1 单缝，2 单缝，3 单缝，4 单缝，5 单缝，6 双缝，7 四缝 下排 1 单丝，2 单丝，3 双缝，4 双缝，5 双缝，6 三缝，7 五缝