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。
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X 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
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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