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1
单丝夫琅禾费衍射实验报告
单丝夫琅禾费衍射实验报告引言夫琅禾费衍射是一种研究光在物体上衍射现象的实验方法。
在本次实验中,我们将使用一根细丝进行夫琅禾费衍射实验,通过观察衍射图案,了解光的波动性质以及细丝的衍射特性。
本报告将会详细介绍实验装置、实验过程、结果和讨论。
实验装置- 激光器:用于产生单色、单向的激光光源。
- 狭缝:用于产生狭缝光源。
- 透镜:用于聚焦光线。
- 金属细丝:作为夫琅禾费衍射的衍射物。
- 探测屏:用于观察衍射图案的屏幕。
- 光电二极管:用于接收并测量光的强度。
实验过程1. 将激光器对准狭缝,调整狭缝宽度和距离,使光线通过狭缝后尽可能平行。
2. 调节透镜位置,使得光线在细丝位置形成平行光束。
3. 将细丝放置在光路上,调整细丝位置和倾斜角度,使其与光轴垂直,并保持水平。
4. 使用探测屏记录衍射图案,并用光电二极管测量不同位置的光强度。
实验结果通过观察探测屏上的衍射图案,我们可以看到多个明暗相间的环形衍射条纹。
这些衍射条纹由于光的波动性质和细丝的衍射作用而形成。
衍射图案呈现出明暗相间的环状结构,实验结果与夫琅禾费衍射的理论预测相符。
同时,通过测量不同位置的光强度,我们可以观察到明暗条纹的变化。
明条纹对应光的干涉峰,而暗条纹对应光的干涉谷。
通过测量不同位置的光强度,我们可以得到明暗条纹的分布规律,从而进一步分析光的波动性质和细丝的特性。
结果分析从实验结果中我们可以得出以下结论:1. 光具有波动性质:明暗相间的衍射条纹表明光具有波动性质,可以进行干涉和衍射现象。
2. 细丝具有衍射特性:细丝通过光的衍射作用,产生了明暗相间的衍射图案。
3. 衍射条纹与细丝性质相关:衍射条纹的形状和间距与细丝的宽度和间距相关,可以通过衍射图案推测细丝的特性。
结论本次实验通过夫琅禾费衍射实验,观察到了明暗相间的衍射图案,并通过测量光强度分布分析了光的特性和细丝的衍射特性。
实验结果与理论预测相符,证明了光的波动性质和细丝的衍射特性。
参考文献[1] "夫琅禾费衍射实验原理与操作步骤", 人教版物理教材[2] "夫琅禾费衍射实验教学视频", 网络资源[3] "Diffraction and Interference", University of Colorado Boulder, Physics Department。
夫琅和费单缝衍射实验报告
夫琅和费单缝衍射实验报告夫琅和费单缝衍射实验报告夫琅和费单缝衍射实验是光学领域中的一项重要实验,它揭示了光的波动性质。
本文将介绍夫琅和费单缝衍射实验的原理、实验装置和实验结果,并探讨其对光学理论的贡献。
一、实验原理夫琅和费单缝衍射实验是基于光的波动性质而进行的。
当光通过一个狭缝时,光波会发生衍射现象,即光波会弯曲并扩散到周围空间。
夫琅和费单缝衍射实验利用单缝的特性来观察光的衍射现象,从而揭示光的波动性。
二、实验装置夫琅和费单缝衍射实验的装置相对简单,主要包括光源、单缝、屏幕和测量仪器。
光源可以使用激光器或者单色光源,确保光的单色性。
单缝通常是一个细长的狭缝,可以是金属制成。
屏幕用于接收光的衍射图样,可以是白色的墙壁或者特制的屏幕。
测量仪器可以是尺子或者显微镜,用于测量衍射图样的尺寸。
三、实验过程实验开始时,将光源对准单缝,并调整光源的位置和角度,使得光线垂直射向单缝。
然后,在屏幕上观察到的光的衍射图样。
根据实验需要,可以调整单缝的宽度和光源的强度,观察不同条件下的衍射现象。
四、实验结果夫琅和费单缝衍射实验的结果是一系列明暗相间的条纹,称为衍射图样。
衍射图样的中央区域亮度最高,称为中央极大。
中央极大两侧是一系列暗条纹,称为暗纹。
暗纹两侧又是一系列亮条纹,称为亮纹。
亮纹和暗纹的宽度和间距与单缝的宽度和入射光的波长有关。
五、实验分析夫琅和费单缝衍射实验的结果可以用光的波动理论解释。
当光通过单缝时,光波会向前传播,并在缝后形成球面波。
这些球面波相互干涉,形成衍射图样。
中央极大对应光波的相干增强,而亮纹和暗纹对应光波的相干减弱。
夫琅和费单缝衍射实验的结果还验证了赫兹斯普龙光波理论。
根据赫兹斯普龙光波理论,光波可以看作是一系列波长和振幅不同的波组成的。
夫琅和费单缝衍射实验的结果与赫兹斯普龙光波理论预测的衍射图样相吻合,进一步证明了光的波动性。
六、实验应用夫琅和费单缝衍射实验的结果在实际应用中有着广泛的应用。
夫琅禾费衍射实验报告
[实验题目]
夫琅禾费衍射的定量研究
[实验目的]
1、掌握在光学平台上组装、调整光路的基本方法; 2、观察并定量测定不同衍射元件产生的光衍射图样; 3、学习微机自动控制和测量衍射光强的分布及其相关参量。
[实验内容]
1、掌握在光学平台上组装、调试产生夫琅禾费衍射的光路; 2、 定量研究单缝衍射图样分布规律 (光强比、 对称性、 缝宽等) , 统一取第二排第四列的单狭缝(缝.宽 b=175μm) ; 3、定量研究三缝衍射光强分布,计算缝间距和缝宽(缝宽 b=40 μm,缝间距 d=90μm),定性分析干涉和衍射的相互关系; 4、定性观察 10 个不同衍射屏衍射的光强分布。
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
一、单缝衍射 计算光强比: 背景光: I p
I 3 I 4 4 15 9.5 2 2
I1 I 2 175 172 1.83%( 10%) . 对称性要求: I I 172 175 1 2 Ip 9.5 2 2
4
主极强位置与缝数目 N 无关,但 N 越大,主极强宽度越小;相 邻主极强之间有 N-1 个暗纹和 N-2 个次极强;光强分布的外部轮廓 (包络线型)与单缝衍射的形状相同,这是单缝衍射因子的作用。
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1
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2020年春季大学物理实验单缝夫琅禾费衍射专业班级:学号:姓名:日期:实验名称:单缝夫琅禾费衍射实验目的:观察激光通过单缝后的夫琅禾费衍射现象,测量出单缝宽度参考时,麻烦注意数据和格式的替换,楼主也是学生党,这是我自己的实验报告实验仪器材料:激光笔、书本、墙壁、皮尺、胶水、直尺实验方案设计:1.设单缝宽度AB=a,单缝到接收屏之间的距离是L,衍射角为Ф的光线聚到屏上P 点,P点到中央明纹中心距离X K,那么A、B出射光线到P点的光程差则为asinФ2.当光程差是半波长的偶数倍时形成暗纹,由于Ф很小,asinФ≈aX K /L,即当aX K /L=kλ时,出现暗纹,由此得到单缝宽度:a=LKλ/ X K实验过程:参考时,麻烦注意数据和格式的替换,楼主也是学生党,这是我自己的实验报告1. 用两张银行卡自制狭缝,并用书本固定,激光笔发出红光,照射狭缝,调整远处墙壁可初步观察到明显的夫琅禾费衍射现象2. 测量狭缝和墙壁的距离L,测量暗环中心到中央明纹中心的距离X K,可选择第1级(K=±1)或第2级(K=±2)暗纹,共测量5次,取平均值3. 通过上述公式计算出狭缝宽度,激光波长参考:红光650nm问题:手持激光笔摇晃严重,增加测量难度;办法:用胶水固定激光笔数据分析处理:参考时,麻烦注意数据和格式的替换,楼主也是学生党,这是我自己的实验报告将上述实验数据代入公式a=LKλ/ X K,可以得到K=1时,计算得到狭缝的宽度为0.455mm;K=2时,计算得到狭缝的宽度为0.456mm K=3时,计算得到狭缝的宽度为0.455mm综上,测量得到狭缝的宽度为0.455mm实验小结:激光笔红光波长与参考值存在误差;狭缝和墙壁的距离L因皮尺精度有限,读数不准虽然大学物理的课程未涉及本次实验知识,但通过这次实验也让我对光学相关知识有了更深层次的了解,提高了兴趣-全文完-。
夫琅和费单缝衍射实验报告
夫琅和费单缝衍射实验报告实验报告:
夫琅和费单缝衍射实验
一、实验目的:
通过夫琅和费单缝的衍射现象,验证光的波动性质。
二、实验器材:
激光器、双缝板、单缝板、衍射板、光屏、尺子、直尺、三角板。
三、实验原理:
夫琅和费单缝衍射实验是利用激光经过一个或两个缝孔,辐射到一个屏上的现象,表现出光的波动性质。
激光经过双缝板、单缝板后,发生衍射现象,在衍射板上生成干涉条纹,实现波向斑点的转换。
四、实验步骤:
1. 使用双缝板调整激光水平,使激光垂直射向光屏。
2. 改变双缝板缝隙宽度,观察干涉条纹的变化。
3. 更换单缝板进行实验,比较单缝板和双缝板的差异。
4. 改变激光入射角度,观察干涉条纹的变化。
5. 用三角板测量干涉条纹的间距、夹角等。
6. 用尺子测量双缝板、单缝板等器材参数。
五、实验结果:
1. 通过观察干涉条纹,验证了光的波动性质。
2. 在双缝板和单缝板的实验中,发现干涉条纹的变化规律不同。
3. 据测量数据,计算出光波长和光的速度等参数。
六、结论:
夫琅和费单缝衍射实验验证了光的波动性质,同时也进一步探
索了光的相关参数和特性。
实验结果表明,激光经过双缝板和单
缝板后,出现了不同的衍射现象,干涉条纹呈现出明显的变化规律。
通过修正和分析实验数据,成功计算出了光波长和光的速度
等参数。
实验的成功实现将为进一步深入研究和应用光学提供了
重要基础和方向。
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
夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射班级:物理1903 姓名:王高文 学号:41721176 同组人员:修为轩实验目的:测量单缝衍射的光强分布,验证光强分布理论;观察几类夫琅禾费衍射现象,加深对光的衍射现象和理论的理解。
实验原理:A 单缝衍射光强分布 202sin uI I u ,其中sin a u;a 为单缝宽度, 为光波波长,为衍射角。
当 =0时,u=0,此时光强为最大,这是中央零级亮条纹,称为主级强。
当sin ka时,u k ,这时 I =0,出现暗条纹。
实际上 很小,可以认为sin ,即暗条纹在ka的位置出现。
其他的亮条纹所在位置:sin 1.43, 2.46 3.47a a a,,,,次级强相对于主级强的强度分别为0.047,0.017,0.008...I I B 矩形孔衍射光强分布 22022sin sin I ,I,其中sin sin a b a b;,a 和b 为矩形孔边长, 为光波波长,a 和b 为衍射角。
C 圆孔衍射光强分布 2102J u I I u,式中, 1J u 为一阶贝塞尔函数;2sin a u;a 为圆孔半径, 为光波波长, 为衍射角。
根据贝塞尔函数的性质,当u=0时,即 =0时, 00I I I .这说明圆孔衍射的中心始终是一个亮点,并且强度取最大值,其他各级次强度极大值位置:'''123sin 0.819,sin 1.333,sin 1.84a a a,,,极小值位置123sin 0.610,sin 1.116,sin 1.619a a a,,,次级强相对主级强的相对强度分别为0.0175,0.0042,0.0016...I I D 双缝或双孔夫琅禾费衍射设狭缝宽度或圆孔半径为a,两狭缝或两圆孔的间距为d,双缝 220sin ()cos u I I u ,式中sin sin a b;, 为光波波长,为衍射角。
双孔 2120'2cos 'J I I,式中 1'J 为一阶贝塞尔函数;2sin 'a,sin b, 为光波波长, 为衍射角。
夫琅和费衍射实验报告
夫琅和费衍射实验报告夫琅和费衍射实验报告夫琅和费衍射实验是一项经典的光学实验,由英国科学家夫琅和费和费衍射实验而得名。
这个实验对于研究光的性质和行为具有重要的意义。
本文将对夫琅和费衍射实验进行详细介绍和分析。
夫琅和费衍射实验是通过光的衍射现象来研究光的性质。
在实验中,一束单色光通过一个狭缝,然后照射到一个屏幕上。
屏幕上会出现一系列明暗相间的条纹,这就是衍射条纹。
通过观察和分析这些衍射条纹,我们可以了解光的波动性质。
在实验中,我们可以改变狭缝的宽度和光的波长来观察衍射条纹的变化。
当狭缝的宽度很大时,衍射现象几乎不会发生,屏幕上只会出现一个亮点。
但当狭缝的宽度逐渐减小,衍射现象就会变得明显起来,屏幕上出现一系列的明暗条纹。
这是因为光通过狭缝后会发生衍射,光的波动性质使得光的传播方向发生改变,从而形成了衍射条纹。
衍射条纹的宽度和间距与狭缝的宽度和光的波长有关。
当狭缝的宽度越小,衍射条纹的宽度就越宽,间距也越大。
当光的波长越长,衍射条纹的宽度也越宽,间距也越大。
这是因为波长越长,光的波动性质越明显,衍射现象就越明显。
夫琅和费衍射实验不仅可以用来研究光的波动性质,还可以用来研究物体的尺寸。
通过观察衍射条纹的变化,可以计算出物体的尺寸。
这是因为衍射条纹的宽度和间距与物体的尺寸成正比。
通过测量衍射条纹的宽度和间距,可以计算出物体的尺寸。
除了研究光的波动性质和物体的尺寸,夫琅和费衍射实验还可以应用于光学仪器的设计和制造。
在光学仪器中,我们常常需要通过光的衍射来实现对光的控制和调节。
通过研究衍射现象,我们可以设计出更加精确和高效的光学仪器,提高仪器的性能和功能。
总结起来,夫琅和费衍射实验是一项重要的光学实验,通过观察和分析光的衍射现象,可以研究光的性质和行为。
实验中的衍射条纹可以用来计算物体的尺寸,也可以应用于光学仪器的设计和制造。
通过深入研究夫琅和费衍射实验,我们可以更好地理解光的波动性质,并且为光学技术的发展做出贡献。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告一、实验目的本实验旨在通过夫琅禾费衍射实验的操作,观察光通过狭缝后的衍射现象,并验证夫琅禾费衍射公式的正确性。
二、实验原理d*sin(θ)=m*λ其中,d为狭缝的宽度,θ为衍射角度,m为衍射级次,λ为光的波长。
三、实验材料和仪器1.光源:白炽灯或激光器2.光屏:用于接收光的屏幕3.单缝光栅:用于产生夫琅禾费衍射4.单缝测量尺:用于测量狭缝的宽度5.拉尺:用于测量光屏和狭缝的距离6.实验台:用于支撑实验器材7.其他辅助器材:如夹子、调节螺钉等四、实验步骤1.将光源放置在实验台的一侧,将单缝光栅放置在另一侧。
2.使用拉尺测量光屏和单缝光栅之间的距离,并记录。
3.使用单缝测量尺测量单缝的宽度,并记录。
4.调整光源和单缝光栅的位置,使得光能够通过单缝。
5.将光屏放置在光源和单缝光栅的中间位置,使得光可以被光屏接收。
6.打开光源,调整光源的强度和角度,使得能够在光屏上观察到衍射图样。
7.观察光屏上的衍射图样,并用眼睛或相机记录下来。
五、实验结果根据实际操作和观察,得到了一系列衍射图样,并记录了光源的强度和角度。
根据实验的结果,我们可以得到不同衍射级次对应的衍射角度。
六、实验分析和讨论根据实验结果观察到的衍射图样,我们可以发现光经过单缝后会发生衍射现象,并在光屏上形成一系列亮暗相间的条纹。
这些条纹的出现正是通过夫琅禾费衍射公式可以解释的。
通过实验结果的分析,我们可以验证夫琅禾费衍射公式的正确性。
我们可以根据实验中测得的狭缝宽度和衍射角度,计算出光的波长。
实验中可能存在的误差可以通过减小实验中的系统误差和增加实验的重复次数来减小。
此外,选择更好的光源和提高实验仪器的精度也可以提高实验结果的准确性。
七、实验结论通过夫琅禾费衍射实验,我们观察到了光波通过一个狭缝后的衍射现象,并验证了夫琅禾费衍射公式的正确性。
实验结果表明,光的波长可以通过夫琅禾费衍射公式计算得出。
实验中还发现,狭缝的宽度和光的波长对夫琅禾费衍射的现象有重要影响。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、实验结果及分析五、误差分析六、结论一、实验目的本次夫琅禾费衍射实验的主要目的是通过观察衍射现象,验证光具有波动性质,并掌握夫琅禾费衍射的基本原理与方法。
二、实验原理1. 光的波动性质在物理学中,光既可以被看做是一种电磁波,也可以被看做是由一系列粒子组成的光子。
然而,在某些情况下,光表现出了明显的波动性质,例如在经过一个狭缝或者一个孔洞时会发生衍射现象。
2. 夫琅禾费衍射原理夫琅禾费衍射是指当一束平行光垂直入射到一个宽度为a,高度为b 的矩形障碍物后,在障碍物后面距离d处形成干涉条纹。
这些条纹由于不同位置处相干光线叠加而形成。
3. 衍射公式夫琅禾费衍射公式为:sinθ=(mλ)/a其中,θ为衍射角度,m为衍射级数,λ为光波长,a为矩形障碍物的宽度。
三、实验步骤1. 准备实验装置:将激光器放在实验桌中央,并将矩形障碍物放置在激光器前方。
2. 调整实验装置:调整激光器的位置和方向,使得平行光垂直入射到矩形障碍物上,并且能够看到衍射条纹。
3. 测量数据:使用测量工具测量矩形障碍物的宽度和距离d,并记录下来。
4. 计算结果:根据夫琅禾费衍射公式计算出衍射角度θ,并根据公式计算出光波长λ。
5. 分析结果:观察并分析衍射条纹的特征和规律,并进行误差分析。
四、实验结果及分析通过本次实验,我们观察到了明显的夫琅禾费衍射现象。
在调整好实验装置后,我们能够清晰地看到由于不同位置处相干光线叠加而形成的干涉条纹。
我们使用测量工具测量了矩形障碍物的宽度和距离d,并根据夫琅禾费衍射公式计算出了光波长λ。
在观察衍射条纹时,我们发现随着距离d的增加,条纹的间距也随之增大。
这是因为夫琅禾费衍射公式中sinθ=(mλ)/a中,a是一个固定值,而λ则是一个常数。
因此,当距离d增加时,sinθ也会增加,从而导致条纹间距变大。
五、误差分析在进行实验时,可能会存在一些误差。
例如,在测量矩形障碍物宽度和距离d时可能存在一定的误差。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验是一项重要的光学实验,通过这个实验可以观察到光的衍射现象,验证光的波动性质。
夫琅禾费衍射实验由法国物理学家夫琅禾费于1815年首次进行,他用一条细缝让光通过,观察到了光的衍射现象,从而证实了光的波动性质。
本实验报告将对夫琅禾费衍射实验进行详细的介绍和分析。
首先,我们需要准备实验所需的材料和设备,光源、狭缝、准直透镜、衍射光栅、接收屏等。
在实验中,我们需要将光源经过准直透镜后,通过狭缝,然后再通过衍射光栅,最终在接收屏上观察衍射图样。
在实验过程中,需要注意保持实验环境的稳定,避免外界光线的干扰。
接下来,我们将详细描述实验的步骤和观察结果。
当光通过狭缝后,会产生衍射现象,形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这些条纹的分布规律与狭缝的宽度、光的波长以及衍射光栅的参数有关。
通过观察这些条纹的位置和间距,我们可以计算出光的波长和狭缝的宽度,从而验证光的波动性质。
在实验中,我们还可以改变狭缝的宽度和衍射光栅的参数,观察衍射条纹的变化,从而进一步验证光的波动性质。
通过对实验数据的分析和处理,我们可以得出结论,光具有波动性质,而夫琅禾费衍射实验可以用来验证光的波动性质,并且可以用来测量光的波长和狭缝的宽度。
总结而言,夫琅禾费衍射实验是一项重要的光学实验,通过这个实验可以验证光的波动性质,测量光的波长和狭缝的宽度。
通过实验,我们可以更深入地了解光的性质和行为,对光学理论有更深入的认识。
希望本实验报告可以对夫琅禾费衍射实验有一个清晰的介绍和分析,对读者有所帮助。
实验一夫琅和费单缝衍射实验
实验一 夫琅和费单缝衍射实验1实验目的1)观察单缝夫琅和费衍射现象,加深对夫琅和费衍射理论的理解。
;2)会用光电元件测量单缝夫琅和费衍射的相对光强分布,掌握单缝夫琅和费衍射图样的特点及规律;3)探讨利用夫琅和费单缝衍射规律对狭缝缝宽等参数进行测量。
2实验仪器1)GDS-Ⅱ型光电综合实验平台主机;2) 650nm波长半导体激光光源;3)可调宽度的狭缝;4)50mm焦距的凸透镜;5)二维调整架;6)通用磁性表座;7)接收屏;8)衰减片;9)硅光电池及A/D转换装置、CCD3实验原理光束通过被测物体传播时将产生“衍射”现象,在屏幕上形成光强有规则分布的光斑。
这些光斑条纹称为衍射图样。
衍射图样和衍射物(即障碍物或孔)的尺寸以及光学系统的参数有关,因此根据衍射图样及其变化就可确定衍射物(被测物)的尺寸。
按光源、衍射物和观察衍射条纹的屏幕三者之间的位置可以将光的衍射现象分为两类:菲涅耳衍射(有限距离处的衍射);夫琅和费衍射(无限远距离处的衍射)。
若入射光和衍射光都是平行光束,就好似光源和观察屏到衍射物的距离为无限远,产生夫琅和费衍射。
由于夫琅和费衍射的理论分析较为简单,所以先论夫琅和费衍射。
半导体激光器发出相当于平行单色光的光束垂直照射到宽度为b的狭缝AB,经透镜在其焦平面处的屏幕上形成夫琅和费衍射图样。
若衍射角为ϕ的一束平行光经透镜后聚焦在屏幕上P点,如图4.9-1所示,图中AC垂直BC,因此衍射角为ϕ的光线从狭缝A、B两边到达P点的光程差,即它们的两条边缘光线之间的光程差为ϕBC=(1)bsinp点干涉条纹的亮暗由BC值决定,用数学式表示如下:图2 单缝夫琅和费衍射图样⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+±=±=〈〈−2)12(sin 22sin sin λϕλϕλϕλk b k b b (2) 式中的±号表示亮暗条纹分布于零级亮条纹的两侧;,......2,1=k 相应为第一级,第二级,……等亮(或暗)条纹。
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验是一项经典的物理实验,通过这个实验可以直观地观察到单缝衍射现象,验证光的波动性质。
在本次实验中,我们使用了一束激光作为光源,通过单缝进行衍射,观察到了清晰的衍射条纹,得到了有意义的实验结果。
以下将对实验过程和结果进行详细的报告。
首先,我们准备了一台激光器作为光源,保证光线的单色性和平行性。
然后,我们利用微米级的细缝装置,制备了单缝装置。
在实验过程中,我们需要保证光线垂直射向缝隙,并且尽量减小其他杂散光的干扰。
在实验过程中,我们发现了一些问题,比如光源的稳定性、缝隙的制备等,但通过反复调整和实验,最终得到了可靠的实验结果。
在观察实验结果时,我们发现了清晰的衍射条纹,这些条纹的间距与光的波长有关,这验证了光的波动性质。
通过测量条纹间距和光源波长的比值,我们可以得到比较准确的光的波长数据。
此外,我们还观察到了衍射条纹的明暗变化规律,这也与单缝衍射理论相符合。
通过本次实验,我们深刻地理解了夫琅禾费单缝衍射现象,加深了对光的波动性质的认识。
同时,我们也意识到了实验中一些细节对结果的影响,比如光源的稳定性、缝隙的制备等,这些都需要我们在今后的实验中加以注意和改进。
总的来说,夫琅禾费单缝衍射实验是一项非常有意义的物理实验,通过这个实验,我们可以直观地观察到光的波动性质,验证了光的波动理论。
同时,实验过程中也锻炼了我们的实验操作能力和问题解决能力。
希望通过今后的学习和实验,我们可以更深入地理解光的波动性质,并将这些知识运用到实际生活和工作中。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告
定律禾费衍射又叫伽罗比定律,是光学实验中被广泛使用的一种定律。
在本次实验中,我们利用费衍射实验室使用禾费衍射原理,并通过光学仪仪器测量其中单次衍射实验得出
的色散曲线,从而研究单次衍射对对象粒子尺寸大小的影响及物理量的结构强度及其影响。
实验步骤:
首先,打开费衍射实验仪,根据要求连接光源、光探头以及显示器等十字光学仪器,
准备实验样品。
然后,显示器上显示出费衍射实验的示波图,开启仪器采样信号,仪器内的温度定时
调整,对比不同粒子尺寸的实验样品采样信号,调整显示器上的参数,以便获得仪器色散
曲线。
最后,根据测量得到的仪器色散曲线,运用定律禾费衍射,计算样品粒子尺寸大小和
光学衍射强度。
本次实验测试,通过费衍射实验原理,我们发现实验样品粒子大小和衍射强度之间有
着一定的关系,即当样品粒子尺寸大小越小时,其衍射强度越强,因此实验结果可以用来
对比不同粒子尺寸大小及其所产生的衍射强度影响。
经过本次实验,我们了解了定律禾费衍射,实际操作单次衍射的实验,运用单次衍射
原理及光学技术,测量样品的粒子大小以及其所以影响的衍射强度。
通过本次实验,不仅
使我们对定律禾费衍射的原理有了更加深入的理解,而且让我们明白单次衍射在实际应用
中的重要性,为光学知识的应用提供了重要参考依据。
夫琅禾费单缝衍射实验报告
夫琅禾费单缝衍射实验报告夫琅禾费单缝衍射实验报告夫琅禾费单缝衍射实验是一项经典的物理实验,它揭示了光的波动性质以及光的传播中的干涉现象。
在这个实验中,我们使用一束单色光通过一个细缝,观察光的衍射现象,并记录下实验结果。
实验装置主要包括一束单色光源、一个细缝和一个屏幕。
在实验开始前,我们首先要保证实验环境的稳定性,排除干扰因素。
然后,我们调整光源的位置,使其与细缝保持适当的距离。
接下来,我们将光源打开,并将屏幕放置在光源的后方,以观察光的衍射现象。
当光通过细缝时,光的波动性质会导致光的传播方向发生改变,从而形成衍射现象。
在屏幕上,我们可以观察到一系列明暗相间的条纹,这些条纹被称为衍射条纹。
通过观察这些衍射条纹,我们可以得出一些有关光的性质的重要结论。
首先,我们可以观察到衍射条纹的中央区域最亮,这是因为在中央区域,光的传播方向发生的改变最小,光的干涉最强。
而在离中央区域越远的地方,光的干涉逐渐减弱,导致条纹变暗。
这一现象表明,光的波动性质使得光在传播过程中发生了干涉。
其次,我们还可以观察到衍射条纹的间距随着细缝的宽度减小而增大。
这是因为细缝的宽度决定了光的传播方向发生改变的程度。
当细缝宽度较大时,光的传播方向改变较小,导致衍射条纹的间距较小;而当细缝宽度较小时,光的传播方向改变较大,导致衍射条纹的间距较大。
通过这一现象,我们可以推断出光的波长与细缝宽度之间存在着一定的关系。
在实验过程中,我们还可以进一步探究夫琅禾费单缝衍射实验的一些特殊现象。
例如,当细缝的宽度非常小,接近光的波长时,我们可以观察到衍射条纹的中央区域出现明亮的中央峰。
这是因为在这种情况下,光的传播方向几乎没有发生改变,导致中央峰的亮度最大。
这一现象被称为夫琅禾费衍射。
除了夫琅禾费衍射外,我们还可以观察到衍射条纹的形状随着光源的波长变化而变化。
当光源的波长增大时,衍射条纹的间距也随之增大;而当光源的波长减小时,衍射条纹的间距也随之减小。
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。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告一、引言1.1 实验背景夫琅禾费衍射实验是一种经典的光学实验,它可以用来研究光的衍射现象。
夫琅禾费衍射通过环形光阑和紧贴光阑的屏幕上的狭缝来实现。
实验中,光通过光阑后,会发生衍射现象,并在屏幕上形成一系列亮暗交替的环形条纹。
这些条纹的形态和光的波长、光阑的尺寸以及屏幕与光阑的距离等因素有关。
1.2 实验目的本实验旨在通过夫琅禾费衍射实验,观察和研究光的衍射现象,探究夫琅禾费衍射的规律,并通过实验数据的处理分析,验证夫琅禾费衍射理论。
1.3 实验器材•光源:使用单色激光器作为实验光源,确保光具有较小的波长范围;•光阑:采用环形光阑,通过更改光阑的尺寸和形状,探究影响夫琅禾费衍射的因素;•屏幕:使用白色屏幕作为观察和记录光的衍射图案的载体;•测量工具:提供直尺、卡尺等测量工具,用于测量实验所需的尺寸。
二、实验方法2.1 实验步骤1.准备实验器材,搭建实验装置:将光源置于一定距离内,确保光线平行射出。
2.调整光阑位置和形状:通过调整环形光阑的距离和角度,使得光通过光阑后能够较为均匀地照射到屏幕。
3.观察并记录衍射图案:在屏幕上观察和记录夫琅禾费衍射的图案,注意保持屏幕与光阑的距离不变。
4.改变光阑参数:尝试改变光阑的尺寸和形状,观察衍射图案的变化。
5.测量实验数据:使用测量工具测量并记录实验所需的尺寸数据。
2.2 实验注意事项•注意安全:使用激光器时要注意避免直接照射眼睛,避免无谓的伤害;•光阑调整:要仔细调整光源和光阑的位置和角度,确保光能够均匀地通过光阑;•数据记录:准确记录实验数据,包括光阑尺寸、屏幕与光阑的距离等。
三、实验结果3.1 实验观察在本次实验中,我们观察到在屏幕上形成一系列亮暗交替的环形条纹。
这些条纹的亮暗程度、间距和形态发生了变化。
3.2 实验记录我们根据观察到的衍射图案,记录了不同参数下的实验数据,包括光阑尺寸、屏幕与光阑的距离等。
3.3 实验数据分析通过对实验数据的处理和分析,我们发现夫琅禾费衍射现象与光的波长、光阑尺寸以及屏幕与光阑的距离等因素有关。
夫琅禾费衍射实验报告
夫琅禾费衍射实验报告夫琅禾费衍射实验报告夫琅禾费衍射是一种经典的物理实验,由法国物理学家夫琅禾费于19世纪初提出。
这一实验通过光的衍射现象,揭示了光的波动性质,对于光的传播和干涉现象的研究有着重要的意义。
在本篇文章中,我们将介绍夫琅禾费衍射实验的原理、实验装置以及实验结果的分析。
1. 实验原理夫琅禾费衍射实验基于光的波动性质,当光通过一个狭缝或者障碍物时,会发生衍射现象。
夫琅禾费衍射实验中,光通过一个狭缝,形成一系列的衍射波前,这些波前会相互干涉,形成明暗的条纹。
2. 实验装置夫琅禾费衍射实验的装置相对简单,主要包括光源、狭缝和屏幕。
光源可以是一束单色激光,也可以是一束白光通过光栅分解成单色光。
狭缝可以是一个细缝或者一组细缝,其宽度决定了衍射效果的大小。
屏幕用于接收和观察衍射图样。
3. 实验过程在进行夫琅禾费衍射实验时,首先需要将光源照射到狭缝上。
通过调节狭缝的宽度和光源的位置,可以得到不同的衍射图样。
然后,将屏幕放置在狭缝后方,观察并记录衍射图样。
可以通过调节屏幕的位置和角度,进一步改变衍射图样。
4. 实验结果分析夫琅禾费衍射实验的结果通常呈现出一系列的明暗条纹,这些条纹被称为衍射条纹。
根据实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:4.1 衍射条纹的间距与狭缝宽度成反比。
当狭缝越窄,衍射条纹的间距越大,反之亦然。
4.2 衍射条纹的明暗变化与波的干涉有关。
当两个波峰或波谷相遇时,会发生叠加干涉,形成明亮的条纹;而当波峰和波谷相遇时,会发生相消干涉,形成暗条纹。
4.3 衍射条纹的形状与狭缝形状有关。
当狭缝为矩形或者圆形时,衍射条纹呈现出不同的形状,可以观察到更为复杂的衍射现象。
5. 应用与意义夫琅禾费衍射实验的结果不仅仅是一种现象的观察,更是对光的波动性质的证明。
这一实验为后续的光学研究提供了重要的基础。
夫琅禾费衍射实验的原理和方法也被广泛应用于光学仪器的设计和制造中,如激光器、光栅等。
总结:夫琅禾费衍射实验是一项经典的物理实验,通过观察光的衍射现象,揭示了光的波动性质。
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)。
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
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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
2020年春季大学物理实验单缝夫琅禾费衍射
专业班级:学号:姓名:日期:实验名称:单缝夫琅禾费衍射
实验目的:观察激光通过单缝后的夫琅禾费衍射现象,测量出单缝宽度
参考时,麻烦注意数据和格式的替换,楼主也是学生党,这是我自己的实验报告实验仪器材料:激光笔、书本、墙壁、皮尺、胶水、直尺
实验方案设计:
1.设单缝宽度AB=a,单缝到接收屏之间的距离是L,衍射角为Ф的光线聚到屏上P 点,P点到中央明纹中心距离X K,那么A、B出射光线到P点的光程差则为asinФ
2.当光程差是半波长的偶数倍时形成暗纹,由于Ф很小,asinФ≈aX K /L,即当aX K /L=kλ时,出现暗纹,由此得到单缝宽度:a=LKλ/ X K
实验过程:
参考时,麻烦注意数据和格式的替换,楼主也是学生党,这是我自己的实验报告
1. 用两张银行卡自制狭缝,并用书本固定,激光笔发出红光,照射狭缝,调整远处墙壁可初步观察到明显的夫琅禾费衍射现象
2. 测量狭缝和墙壁的距离L,测量暗环中心到中央明纹中心的距离X K,可选择第1级(K=±1)或第2级(K=±2)暗纹,共测量5次,取平均值
3. 通过上述公式计算出狭缝宽度,激光波长参考:红光650nm
问题:手持激光笔摇晃严重,增加测量难度;办法:用胶水固定激光笔数据分析处理:
参考时,麻烦注意数据和格式的替换,楼主也是学生党,这是我自己的实验报告
将上述实验数据代入公式a=LKλ/ X K,可以得到
K=1时,计算得到狭缝的宽度为0.455mm;K=2时,计算得到狭缝的宽度为0.456mm K=3时,计算得到狭缝的宽度为0.455mm
综上,测量得到狭缝的宽度为0.455mm
实验小结:
激光笔红光波长与参考值存在误差;狭缝和墙壁的距离L因皮尺精度有限,读数不准
虽然大学物理的课程未涉及本次实验知识,但通过这次实验也让我对光学相关知识有了更深层次的了解,提高了兴趣
-全文完-。