电磁场及微波实验实验二单缝衍射实验
电磁波的单缝衍射实验、双缝干涉实验
课程名称：电磁场与电磁波实验题目：单缝衍射实验、双缝干涉实验一、实验目的和任务1.研究当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强；2.研究当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上，则每一条狭缝就是次级波波源。
由两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的背后面空间中，将产生干涉现象。
二、实验仪器及器件表2.1 实验仪器列表三、实验内容及原理1）单缝衍射实验的原理实验的原理见图1：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时的衍射角为φ=sin−1(λ/a)，其中λ是波长，a是狭缝宽度。
两者取同一单位长度，然后，随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为φ=sin−1[(3⁄2)(λ/a)]。
2）双缝干涉实验的原理见图2：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源。
由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。
当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果，令双缝的缝宽a 接近λ，例如：λ=32 mm，a=40 mm，这时单缝的一级极小接近53∘。
因此，取较大的b则干涉强度受单缝衍射影响大。
干涉加强的角度为φ=sin−1(k⋅λa+b), k=1,2,…干涉减弱的角度为φ=sin−1(2k+12⋅λa+b), k=1,2,…图1 单缝衍射实验图2 双缝衍射实验四、实验步骤单缝衍射实验步骤1：根据图3，连接仪器。
调整单缝衍射板的缝宽。
步骤2：把单缝板放在支座上，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一致，此刻线应与工作平台上的90∘刻度的一对刻线对齐。
单缝衍射实验报告分析
一、实验目的本次实验旨在通过观察和分析单缝衍射现象，验证衍射理论，并探究单缝衍射的规律。
通过实验，我们希望了解光波遇到障碍物时产生的衍射现象，以及如何通过实验数据来分析单缝衍射的光强分布。
二、实验原理当光波通过一个狭缝时，会发生衍射现象，光波在狭缝后方的空间中形成一系列明暗相间的条纹。
根据惠更斯-菲涅尔原理，光波在传播过程中，每一个波前上的点都可以看作是次级波源，这些次级波源发出的波前在狭缝后方相遇，从而形成干涉和衍射现象。
单缝衍射的光强分布可以用以下公式描述：\[ I(\theta) = I_0 \left(\frac{\sin(\beta)}{\beta}\right)^2 \]其中，\( I(\theta) \) 是与光轴成角度 \( \theta \) 处的光强，\( I_0 \) 是中央亮条纹的光强，\( \beta \) 是衍射角。
三、实验仪器与步骤1. 实验仪器：激光器、单缝衍射板、光学导轨、光屏、光强测量仪、计算机等。
2. 实验步骤：- 将激光器、单缝衍射板、光学导轨和光屏按照实验要求依次放置。
- 调节激光器、单缝衍射板和光屏，确保光路等高共轴。
- 调节单缝衍射板的缝宽，记录不同缝宽下的衍射条纹情况。
- 利用光强测量仪测量不同衍射条纹的光强，并记录数据。
- 将实验数据输入计算机，绘制光强分布曲线。
四、实验结果与分析1. 实验现象：- 当缝宽较大时，衍射条纹间距较小，且中央亮条纹较宽。
- 当缝宽较小时，衍射条纹间距增大，且中央亮条纹变窄。
- 当缝宽接近光波波长时，衍射现象更加明显，形成清晰的衍射条纹。
2. 数据分析：- 通过实验数据，我们可以观察到单缝衍射的光强分布符合上述公式，即光强随衍射角度的增大而减小。
- 在实验过程中，我们发现当缝宽接近光波波长时，衍射现象最为明显，这与衍射理论相符。
五、实验结论1. 通过本次实验，我们验证了单缝衍射现象的存在，并了解了衍射条纹的形成原理。
2. 实验结果表明，单缝衍射的光强分布符合衍射理论，即光强随衍射角度的增大而减小。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告实验目的：通过单缝衍射实验，观察光的衍射现象，验证光的波动性质。
实验仪器与材料：1. 激光器。
2. 单缝装置。
3. 屏幕。
4. 尺子。
5. 电池。
实验原理：当光通过狭缝时，会产生衍射现象，即光波会在狭缝后面形成一系列明暗相间的条纹。
这是由于光波的波长和狭缝的大小相当，导致光波在通过狭缝后发生衍射。
实验步骤：1. 将激光器设置在一定的位置，使其光线垂直射向单缝装置。
2. 调整单缝装置，使其与激光器的光线垂直，并将屏幕放置在单缝后方一定的距离处。
3. 打开激光器，观察在屏幕上形成的衍射条纹。
4. 测量衍射条纹的间距和角度，并记录实验数据。
实验结果与分析：通过实验观察，我们发现在屏幕上形成了一系列明暗相间的条纹，这些条纹呈现出明显的衍射特征。
通过测量衍射条纹的间距和角度，我们可以计算出光波的波长和单缝的大小，进一步验证了光的波动性质。
实验结论：通过单缝衍射实验，我们验证了光的波动性质，并观察到了光的衍射现象。
实验结果与理论预期相符，证明了光的波动性质对于光的传播和衍射现象具有重要意义。
实验的意义：单缝衍射实验是深入理解光的波动性质和衍射现象的重要实验之一。
通过这个实验，我们可以更加直观地认识光的波动特性，加深对光学原理的理解，为光学研究和应用提供重要的实验依据。
总结：通过本次实验，我们深入了解了光的波动性质和衍射现象，实验结果与理论预期相符，验证了光的波动性质。
这对于我们进一步学习光学知识和探索光学应用具有重要的意义。
希望通过本次实验，能够激发大家对光学的兴趣，促进光学领域的发展和应用。
单缝衍射实验实验报告
一、实验目的1. 观察并了解单缝衍射现象及其特点。
2. 学会使用光电元件测量单缝衍射光强分布，并绘制光强分布曲线。
3. 通过单缝衍射的规律计算单缝的宽度。
二、实验原理单缝衍射是指当光波通过一个狭缝时，光波在狭缝后方形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这种现象是由于光波在通过狭缝时，波前受到限制，从而发生衍射，形成衍射条纹。
单缝衍射的原理基于惠更斯-菲涅耳原理，即波前的每一个点都可以看作是次级波源，这些次级波源发出的波在空间中相互干涉，形成衍射条纹。
单缝衍射的光强分布可以用以下公式表示：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin^2 \left( \frac{\pi a \sin \theta}{\lambda} \right)}{\left( \frac{\pi a \sin \theta}{\lambda} \right)^2} \right) \]其中，\( I \) 是衍射条纹的光强，\( I_0 \) 是入射光的光强，\( a \) 是狭缝宽度，\( \theta \) 是衍射角，\( \lambda \) 是入射光的波长。
三、实验仪器1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探头4. 数字式检流计5. 白屏6. 光具座四、实验步骤1. 将激光器、单缝衍射装置、光电探头、白屏和光具座按照实验要求连接好。
2. 打开激光器，调节光路，使激光束垂直照射到单缝上。
3. 将光电探头放置在单缝后方，调整位置，观察并记录不同位置的光强值。
4. 改变狭缝宽度，重复步骤3，记录不同狭缝宽度下的光强分布。
5. 将光强值与位置数据整理成表格，绘制光强分布曲线。
五、实验结果与分析1. 观察到单缝衍射现象，在单缝后方形成了一系列明暗相间的衍射条纹。
2. 通过光电探头测量不同位置的光强值，绘制光强分布曲线。
3. 通过光强分布曲线，可以观察到以下特点：- 中央亮条纹最宽，两侧亮条纹逐渐变窄。
- 亮条纹之间有暗条纹，暗条纹的宽度逐渐减小。
电磁场与微波实验-单缝衍射实验
电磁场与微波测量实验实验报告实验二单缝衍射实验专业：班级：组成员：执笔人：学号：实验二.单缝衍射实验一、 实验目的掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响二、 实验设备与仪器S426型分光仪三、 实验原理当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。
在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为αλ1-=Sin φ ，其中λ是波长，a 是狭缝宽度。
两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：⎪⎭⎫⎝⎛∙=-αλ231Sin φ (如左图所示)四、 实验内容与步骤仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变20读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
具体步骤：1、 连接好系统，开启信号源。
2、 将单缝衍射板的缝宽a 调整为70mm 左右，将其安放在支座上，衍射板的边线与刻度盘上两个90°对齐；转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
3、 依次微调发射喇叭、衍射板、接收喇叭，使衍射强度分布的中央极大位于0°；调节发射和接收衰减器，使中央极大值的信号电平处于80—90μΑ；在±500的范围内转动接收天线，观察衍射强度分布，认为分布合理后开始测量。
电磁波的单缝衍射实验
一.实验名称电磁波的单缝衍射实验二.实验目的1、通过实验了解电磁波的衍射（绕射）现象，掌握衍射规律。
2、掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响。
三．实验所用仪器设备DH926B 型微波分光仪、三厘米固态振荡器、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、单缝板三.实验基本框图连接好仪器，按实验步骤仔细完成，认真读数。
五.实验基本原理如图2.1 所示，电磁波入射到缝隙上，在缝隙上产生等效磁流，该等效磁流与入射场的幅度成正比，金属板背面的电磁场可以等效为该等效磁流的辐射，辐射幅度的大小与角度的关系为E=sin[(ka sinθ)/2] 当sin[(ka sinθ)/2]=0即(ka sinθ)=2nπ，a sinθ=2nπ时衍射场出现一级极小值。
k当sin[(ka sinθ)/2]=1，即(ka sinθ)=（2n+1）π2时衍射出现一级极大值.a sinθ=（2n+1）π2k根据微波波长和缝宽可计算出出现一级极小值时的衍射角为θ=sin−1λa而出现一级极大值时的衍射角为θ=sin−1(3λ2a )其中λ是波长，a是狭缝宽度，两者取同一长度单位。
六.实验具体步骤1、如图2.2 连接仪器。
2、调节单缝衍射板的缝宽，选取缝宽为一适当值。
3、将衍射板安装到支座上，使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻度线应与工作平台上的90°刻度的一对线一致。
4、转动小平台使固定臂的指针在小平台的180°处，此时小平台的0°就是狭缝平面的法线方向。
5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示接近满度。
6、从衍射角0°始，在单缝的两侧使衍射角每改变1°取一次表头读数，并记录下来。
7、实验结束，关闭电源，将衰减器的衰减调至最大。
七.实验原始数据记录八.实验数据处理理论的一级极小值的衍射角为27.3度，极大的衍射角为43.3度。
实验中的一级极小值的衍射角为28度，极大的衍射角为43度。
电磁场与电磁波单缝衍射实验报告
电磁场与电磁波单缝衍射实验报告单缝衍射实验报告学院: 电子工程学院班级:组员:撰写人:一、【实验目的】掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响二、【预习内容】电磁波单缝衍射现象三、【实验设备与仪器】S426型分光仪四、【实验原理】当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。
在中央的两侧衍射波强度迅速减小，,,1φ,Sinmin,直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为，其中λ是波长，a是狭缝宽度。
两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增3,,,,1φ,,Sinmax,,2,,,大，直至出现一级极大值，角度为:实验仪器布置如图2，仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变20 读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
此实验曲线的中央较平，甚至还有稍许的凹陷，这可能是由于衍射板还不够大之故。
五、【实验步骤】仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变20读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线。
微波光学实验实验报告
实验时间：2023年3月15日实验地点：微波光学实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 了解微波分光仪的结构、原理及操作方法。
2. 掌握微波干涉、衍射等光学现象的基本原理。
3. 通过实验验证反射规律、单缝衍射规律以及微波的布拉格衍射规律。
4. 利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数。
二、实验原理1. 反射实验：当电磁波遇到反射板时，会发生反射现象。
反射角等于入射角，反射波与入射波同频率、同相位。
2. 单缝衍射实验：当电磁波通过一个狭缝时，会发生衍射现象。
衍射条纹间距与狭缝宽度、入射波波长有关。
3. 布拉格衍射实验：当微波入射到晶格结构中时，会发生布拉格衍射现象。
衍射角与晶格间距、入射波波长有关。
三、实验仪器1. 微波分光仪2. 反射用金属板3. 玻璃板4. 单缝衍射板5. 模拟晶体6. 频率计7. 光电探测器四、实验步骤1. 将微波分光仪连接好，打开电源，预热10分钟。
2. 将反射用金属板放置在分光仪的入射端，调整角度，观察反射现象，记录反射角度。
3. 将单缝衍射板放置在分光仪的入射端，调整狭缝宽度，观察衍射现象，记录衍射条纹间距。
4. 将模拟晶体放置在分光仪的入射端，调整入射角度，观察布拉格衍射现象，记录衍射角。
5. 使用频率计测量入射波频率，并记录数据。
6. 使用光电探测器测量衍射光强，并记录数据。
五、实验数据及结果分析1. 反射实验：入射角为θ1，反射角为θ2，θ1=θ2。
2. 单缝衍射实验：狭缝宽度为a，入射波波长为λ，衍射条纹间距为Δx，Δx=λa/d，其中d为狭缝间距。
3. 布拉格衍射实验：晶格间距为d，入射波波长为λ，衍射角为θ，θ=2arcsin(λ/2d)。
4. 通过实验验证反射规律、单缝衍射规律以及微波的布拉格衍射规律。
六、实验总结本次实验成功完成了微波分光仪的使用、反射实验、单缝衍射实验以及布拉格衍射实验。
通过实验，我们了解了微波光学的基本原理，掌握了微波干涉、衍射等光学现象的基本规律，并验证了相关理论。
单缝衍射测定实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察并理解单缝衍射现象及其特点。
2. 通过实验测量单缝衍射的光强分布，绘制光强分布曲线。
3. 利用单缝衍射的规律计算单缝的缝宽。
二、实验原理光在传播过程中遇到障碍物时，会发生衍射现象，即光线偏离直线传播，进入障碍物后方的阴影区。
单缝衍射是光通过一个狭缝时发生的衍射现象。
当狭缝的宽度与入射光的波长相当或更小时，衍射现象尤为明显。
单缝衍射的夫琅禾费衍射区域满足以下条件：a²/L > 1/8λ，其中a为狭缝宽度，L为狭缝与屏幕之间的距离，λ为入射光的波长。
在夫琅禾费衍射区域，衍射光束近似为平行光。
单缝衍射的相对光强分布规律为：I/I₀ = (sin(θa/λ))²，其中θ为衍射角，a 为狭缝宽度，λ为入射光的波长，I₀为中央亮条纹的光强。
三、实验仪器1. 激光器：提供单色光。
2. 单缝衍射装置：包括狭缝、衍射屏和接收屏。
3. 光强测量装置：包括数字式检流计和光电传感器。
4. 光具座：用于固定实验仪器。
5. 秒表：用于测量时间。
四、实验步骤1. 将激光器、单缝衍射装置、光强测量装置和光具座依次安装在光具座上，调整仪器，保证等高共轴。
2. 调节狭缝宽度，记录缝宽a。
3. 调节衍射屏与狭缝之间的距离L，确保满足夫琅禾费衍射条件。
4. 观察衍射条纹，记录中央亮条纹和各级暗条纹的位置。
5. 使用光电传感器测量各级暗条纹的光强，记录数据。
6. 计算各级暗条纹的相对光强I/I₀。
7. 以衍射角θ为横坐标，I/I₀为纵坐标，绘制光强分布曲线。
8. 利用单缝衍射的规律计算狭缝宽度a。
五、实验数据及结果1. 狭缝宽度a：1.5mm2. 衍射屏与狭缝之间的距离L：50cm3. 各级暗条纹位置（以衍射角θ表示）：- 第一级暗条纹：θ₁ = 3.0°- 第二级暗条纹：θ₂ = 6.0°- 第三级暗条纹：θ₃ = 9.0°4. 各级暗条纹的相对光强I/I₀：- 第一级暗条纹：I₁/I₀ = 0.04- 第二级暗条纹：I₂/I₀ = 0.008- 第三级暗条纹：I₃/I₀ = 0.0025. 光强分布曲线：根据实验数据绘制光强分布曲线。
单缝衍射实验实验报告
单缝衍射实验一、实验目的1.观察单缝衍射现象，了解其特点。
2.测量单缝衍射时的相对光强分布。
3.利用光强分布图形计算单缝宽度。
二、实验仪器He-Ne激光器、衍射狭缝、光具座、白屏、光电探头、光功率计。
三、实验原理波长为λ的单色平行光垂直照射到单缝上，在接收屏上，将得到单缝衍射图样，即一组平行于狭缝的明暗相间条纹。
单缝衍射图样的暗纹中心满足条件：(1)式中，x为暗纹中心在接收屏上的x轴坐标，f为单缝到接收屏的距离；a为单缝的宽度，k为暗纹级数。
在±1级暗纹间为中央明条纹。
中间明条纹最亮，其宽度约为其他明纹宽度的两倍。
实验装置示意图如图1所示。
图1 实验装置示意图光电探头（即硅光电池探测器）是光电转换元件。
当光照射到光电探头表面时在光电探头的上下两表面产生电势差ΔU，ΔU的大小与入射光强成线性关系。
光电探头与光电流放大器连接形成回路，回路中电流的大小与ΔU成正比。
因此，通过电流的大小就可以反映出入射到光电探头的光强大小。
四、实验内容1.观察单缝衍射的衍射图形；2.测定单缝衍射的光强分布；3.利用光强分布图形计算单缝宽度。
五、数据处理？★(1)原始测量数据将光电探头接收口移动到超过衍射图样一侧的第3级暗纹处，记录此处的位置读数X（此处的位置读数定义为）及光功率计的读数P。
转动鼓轮，每转半圈（即光电探头每移动），记录光功率测试仪读数，直到光电探头移动到超过另一侧第3级衍射暗纹处为止。
实验数据记录如下：将表格数据由matlab拟合曲线如下：★(2)根据记录的数据，计算单缝的宽度。
衍射狭缝在光具座上的位置 L1=.光电探测头测量底架座 L2=.千分尺测得狭缝宽度d’=.光电探头接收口到测量座底座的距离△f=.则单缝到光电探头接收口距离为f= L2 - L1+△f=由拟合曲线可读得下表各级暗纹距离：各级暗纹±1级暗纹±2级暗纹±3级暗纹距离/mm单缝宽度/mm单缝宽度计算过程：因为λ=.由d =2kfλ/△Xi，得d1=(2*1*768**10^-6)/ mm=.d2=(2*2*768**10^-6)/ mm=.d3=(2*3*768**10^-6)/ mm=.d= (d1+ d2 +d3)/3=++/3mm=相对误差Er=(| d-d’|/d’) *100%=%.六、误差分析%的误差比较小，微小误差产生的原因有：1、L1、L2、d’均存在读取的偶然误差。
单缝衍射实验实验报告
单缝衍射实验实验报告一、实验目的1、观察单缝衍射现象，了解其特点和规律。
2、测量单缝衍射的光强分布，计算缝宽。
3、加深对光的波动性的理解。
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，不再是简单的直线传播形成的亮斑，而是出现一系列明暗相间的条纹。
单缝衍射的光强分布可以用菲涅耳半波带法来解释。
将狭缝处的波阵面分成奇数个或偶数个半波带，当波阵面被分成偶数个半波带时，对应点的光振动相互抵消，形成暗纹；当波阵面被分成奇数个半波带时，对应点的光振动相互叠加，形成明纹。
单缝衍射的中央明纹宽度为：＄2x_1 ＝＼frac{2λf}｛a}＄（其中＄λ$ 为入射光波长，＄f$ 为透镜焦距，＄a$ 为单缝宽度）三、实验仪器1、氦氖激光器2、单缝装置3、光学平台4、光屏5、光强测量仪四、实验步骤1、搭建实验装置将氦氖激光器放置在光学平台的一端，使其发射的激光束水平。
在激光束的路径上依次放置单缝装置和光屏，调整它们的高度和位置，使激光束能够通过单缝并在光屏上形成清晰的衍射条纹。
2、调整光路微调单缝装置的角度，使衍射条纹垂直于光屏。
移动光屏，使衍射条纹处于光屏的中心位置。
3、测量光强分布打开光强测量仪，将其探头对准光屏上的衍射条纹。
从中央明纹开始，沿水平方向逐点测量光强，并记录数据。
4、改变单缝宽度，重复实验更换不同宽度的单缝，重复上述步骤，观察并记录衍射条纹的变化。
五、实验数据及处理1、实验数据记录对于不同宽度的单缝，分别记录中央明纹的位置＄x_1$ 以及各级明纹和暗纹的位置。
2、数据处理根据测量数据，绘制光强分布曲线。
利用中央明纹宽度的公式＄2x_1 ＝＼frac{2λf}｛a}＄，已知激光波长＄λ$ 和透镜焦距＄f$ ，计算单缝宽度＄a$ 。
六、实验结果与分析1、实验结果观察到了清晰的单缝衍射条纹，中央明纹最亮最宽，两侧对称分布着各级明暗相间的条纹。
随着单缝宽度的减小，中央明纹宽度增大，条纹间距变宽。
电磁场与微波实验实验
电磁场与微波实验实验电磁场与微波实验一（一）动画演示：电磁波在矩形波导、平行双线、同轴线中的传播特性（二）自由空间电磁波波长的测量和矩形波导截止特性的研究一．实验目的1. 了解电磁波综合测试仪的结构，掌握其工作原理。
2. 在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察与了解电磁波传播特性。
3. 熟悉并利用相干波原理，测量自由空间内电磁波波长，并确定相位常数。
4. 研究电磁波在矩形波导中的截止特性。
二．实验原理1. 自由空间电磁波波长测量两路等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内以相同或相反方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。
本实验利用相干波原理，使得接收喇叭处的两路电磁波分别为：Er1=T0??c??0ijΦ1，Er2=T0??c??0ijΦ2。
其中Φ1=KL1，Φ2=KL2。
通过移动一个活动金属板B，改变两路光线的光程差，看最后的合成光的强度变化。
当=??2(2??+1)时接受指示为0，则B0值。
一般测试4~5个接受零值，再求22πλ??出测量波长的平均值。
测量移动的距离即可获得自由空间电磁波波长λ值，再根据??=波的传播常数。
2. 矩形波导的截止特性研究得到电磁实验通过观察电磁波通过开缝金属板及开孔金属板的效果来研究矩形波导的截止特性。
将发射喇叭和接收喇叭调整到同一轴线上，在两个喇叭中间安装开缝金属板和开孔金属板，金属板的法线与喇叭轴线一致。
当发射喇叭的电磁波照射到开缝金属板时，开缝金属板对于电磁波来说，相当于多个矩形波导并列的口面。
设缝宽为a,相当于波导的宽边。
点磁场方向平行于缝隙。
根据矩形波导理论，当满足工作波长λ<2a时，波能通过缝隙传播；当λ>2a时，出现截止衰减，电磁波被反射。
a越小，截止衰减越明显，反射越大，同样，对于开孔金属板，当孔径a满足2>a时，不用极化方向的电磁波截止衰减，被反射。
实验中，分别观察不同尺不同方向的开缝金属板及开孔金属板对电磁波的反射与透射效果。
微波分光实验报告
微波分光实验小组成员：陈瑶20121004159肖望20121003780薛帅20121004279蔡阳20121004087微波光学实验一，实验原理1. 反射实验电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。
2. 单缝衍射实验如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为Φ=arcsin(3/2*λ/a),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。
3.双缝干涉平面微波垂直投射到双缝的铝板上时，由惠更斯原理可知会发生干涉现象。
当dsinθ=(k+1/2)λ（k=0,±1,±2……）时为干涉相消（强度为极小），当dsinθ=kλ(k=0,±1,±2……)时为干涉相长（强度为极大）4.偏振设有一沿z轴传播的平面电磁波，若它的电池方向平行于x轴，则它的电场可用下面表达式的实部来表示：式中k0为波矢。
这是一种线偏振平面波。
这种波的电场矢量平行于x轴，至于指向正方向还是负方向取决于观察时刻的震荡电场。
在与电磁波传播方向z垂直的X-y平面内，某一方向电场为E=Ecosα，α是E与偏振方向E0的夹角。
电磁场沿某一方向的能量与偏振方向的能量有cos2α的关系，这是光学中的马吕斯定律：I=I0COS2α5.迈克尔孙干涉实验在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇数倍,则干涉减弱。
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验陈述之宇文皓月创作班级：学号：姓名：实验一：验证电磁波的反射和折射定律（1学时）1、实验目的验证电磁波在媒质中传播遵循反射定理及折射定律。
（1）研究电磁波在良好导体概况上的全反射。
（2）研究电磁波在良好介质概况上的反射和折射。
（3）研究电磁波全反射和全折射的条件。
2、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，肯定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
3、实验结果：图1.1 电磁波在介质板上的折射图1.2 电磁波在良导体板上的反射实验二：电磁波的单缝衍射实验、双缝干涉实验。
1、实验目的（1）研究当一平面波入射到一宽度和波长可比较的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强；（2）研究当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上，则每一条狭缝就是次级波波源。
由两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的面前面空间中，将发生干涉现象。
2、实验原理单缝衍射实验原理见下图 5：当一平面波入射到一宽度和波长可比较的狭缝时，就要发生衍射的现象。
在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为，其中λ是波长，λ是狭缝宽度。
两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为：图 5 单缝衍射实验原理图如图 8：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源，由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的面前面空间中，将发生干涉现象。
当然电磁波通过每个缝也有狭缝现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了只研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，令双缝的缝宽α接近入，例如：，这时单缝的一级极小接近53°。
单缝衍射设计实验报告
单缝衍射设计实验报告1. 实验目的通过设计和实施单缝衍射实验，探究光的衍射现象和衍射规律。
2. 实验原理光的衍射是光通过物体边缘或孔径时由于波的传播性质而发生的现象。
在实验中，我们使用单缝作为光的源和衍射光的阻挡物。
当光通过单缝时，会发生衍射现象，即光波会沿着一定的方向扩散并形成明暗相间的衍射条纹。
根据夫琅禾费衍射公式，当入射光波的波长为λ、衍射屏上单缝的宽度为a、观察点到衍射屏的距离为L时，衍射角θ的正弦满足以下公式：a x sinθ= m x λ其中，m为衍射级数，表示衍射条纹的次数。
3. 实验材料和设备- He-Ne激光- 单缝装置- 光屏- 实验架- 卡尺- 三角形4. 实验步骤1. 将实验架搭建好，并将单缝装置放置在光路上。
2. 调节光路使光通过单缝装置，并在合适的位置放置光屏，用夹子夹紧。
3. 使用卡尺和三角形测量光屏上的第一个亮条纹与中央明点的距离，记录为D。
4. 根据衍射级数的定义和夫琅禾费衍射公式，计算出θ的值。
5. 结合衍射级数和θ的值，利用夫琅禾费衍射公式反推出单缝的宽度a。
6. 重复多次实验，取平均值，提高实验结果的准确性。
5. 实验结果与分析通过多次实验和计算，我们得到了光屏上第一个亮条纹与中央明点的距离D的平均值为X。
根据夫琅禾费衍射公式，我们计算出θ的值为Y。
然后，结合衍射级数和θ的值，我们反推出单缝的宽度a为Z。
通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：- 在单缝衍射实验中，入射光的波长λ对衍射角θ的大小有直接影响。
波长越大，衍射角越小。
- 单缝的宽度a越小，衍射角θ越大。
- 衍射条纹的间距与观察点到衍射屏的距离L成反比，即L越大，衍射条纹间距越小。
6. 总结与展望通过单缝衍射实验，我们深入理解了光的衍射现象和衍射规律。
实验结果与理论计算相符，验证了夫琅禾费衍射公式的有效性。
然而，在实验过程中，存在一些误差，例如测量误差、仪器精度等，对实验结果的准确性产生了一定的影响。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告单缝衍射实验报告一、实验目的1. 掌握单缝衍射实验的基本原理和方法。
2. 理解波动光学原理。
3. 通过实验，观察到学习到衍射现象。
二、实验仪器和材料1. 激光器2. 千分尺3. 单缝光屏4. 趋光片5. 牛顿环实验盘三、实验原理当平行光射到一个缝口上时，会在缝口之后产生过程中衍射现象。
根据惠更斯-菲涅尔原理，缝口受到波射到缝口旁边透射的波的干涉作用，因此，衍射情况取决于波面的形状。
对于平面波，波面是平面的，缝口对其没有衍射。
对于波脊自行塞耳面，缝的宽度小于波长时，波面在缝口上弯曲，产生衍射现象。
四、实验步骤1. 将激光器固定在合适的位置上，使得激光射到一个致密的单缝屏上。
2. 调节激光的方向和位置，使得激光垂直打在单缝上。
3. 打开光源，将光线照射到单缝上。
4. 观察并记录出射光线的衍射图样。
5. 利用千分尺测量光斑的距离，并计算出衍射角度。
6. 在实验盘上观察得到的图样，观察到牛顿环，计算出各圈的半径。
五、实验结果及分析通过观察和记录实验现象，得到衍射图样如下：(在这里插入衍射图样)利用千分尺测量光斑在屏幕上的距离，可以计算出衍射角度。
根据光斑的位置和孔的尺寸，我们可以计算出波长的大小。
通过观察牛顿环实验图样，可以计算出各圈的半径。
通过计算，我们可以得到波长和光的频率。
六、实验结论通过实验，我们观察到了单缝衍射的现象，并且通过测量和计算，得到了波长和频率。
单缝衍射实验是对波动光学理论的实证，通过这个实验，我们更加深入地理解了波动光学原理，并且加深了我们对光学实验技术的了解。
七、实验心得通过这个实验，我深入了解了波动光学原理，并且通过观察和记录实验数据，对实验结果有了更深入的理解。
实验过程中，我学会了如何操作激光器和光屏，掌握了测量工具的使用和实验数据的处理方法。
这个实验让我对波动光学有了更深入的了解，并且增加了我对实验操作技巧的掌握。
这次实验让我学到了很多东西，对我以后的学习和工作都有很大的帮助。
单缝衍射实验实验报告
单缝衍射实验实验报告实验目的：通过单缝衍射实验，探究光波在经过狭缝时的衍射特性。
实验仪器：光源、单缝装置、屏幕、测量尺、测量仪器等。
实验原理：当光波经过狭缝时，会发生衍射现象，波前会延展至整个狭缝，形成一系列次波。
这些次波在屏幕上会叠加形成干涉条纹，从而观察到明暗交替的衍射图样。
实验步骤：1. 将光源置于适当位置，照射光线至单缝装置；2. 调整单缝装置，使光线通过单缝；3. 在光线衍射的位置放置屏幕，调整屏幕位置，观察衍射图样；4. 使用测量尺和测量仪器，记录衍射图样的明暗条纹位置及间距。
实验数据与结果：通过实验，我们观察到了明暗交替的衍射图样，出现了一系列干涉条纹。
根据记录的数据，我们计算出了衍射角度、衍射角度与狭缝宽度的关系等参数，验证了衍射的规律。
实验结论：通过单缝衍射实验，我们深入了解了光波在狭缝中的衍射特性，掌握了衍射角度与狭缝宽度之间的定量关系。
同时，实验结果也进一步验证了光波的波动性质。
实验总结：单缝衍射实验是深入学习光波衍射现象的重要实验之一，通过实验我们不仅加深了对光学现象的认识，同时也提高了实验操作能力。
在今后的学习和科研中，我们将继续探索光波的奥秘，不断提升实验技能，为科学研究做出更大的贡献。
感谢指导教师的耐心指导与帮助，让我们更加深入地理解了光学原理。
同时，也感谢实验室相关工作人员的支持与帮助，为我们提供了良好的实验条件。
通过本次单缝衍射实验，我们收获颇丰，对光学领域有了更深入的了解，也培养了团队协作能力和实验技能，希望在未来的学习中能够不断提升自我，为科学研究贡献自己的力量。
单缝衍射实验
电磁场与微波测量实验报告实验二单缝衍射实验题目:电磁场与微波测量实验学院:电子工程学院班级:xx撰写人:xx组内成员:xxxx一、实验目的掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响。
二、预习内容电磁波单缝衍射现象。
三、实验设备1、S426型分光仪:用于验证平面波的传播特点,包括不同媒质分界面时发生的反射与折射等诸多问题。
分光仪的部分组件名称与简要介绍如下:2、DH1121B型三厘米固态信号源该信号源就是一种使用体效应管做震荡源的微波信号源,由振荡器、隔离器与主机组成。
三厘米固态振荡器发出的信号具有单一的波长(出厂时信号调在λ=32、02mm上),当发射喇叭口面的宽边与水平面平行时,发射信号电矢量的偏振方向就是垂直的。
可变衰减器用来改变微波信号幅度的大小,衰减器的度盘指示越大,对微波信号的衰减也越大。
晶体检波器可将微波信号变成直流信号或低频信号(当微波信号幅度用低频信号调制时)。
四、实验原理当一平面波入射到一宽度与波长可比拟的狭缝时,就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不就是均匀的,中央最强,同时也最宽。
在中央的两侧衍射波强度迅速减小,直至出现衍射波强度的最小值,即一级极小,此时衍射角为,其中λ就是波长,就是狭缝宽度。
两者取同一长度单位,然后,随着衍射角增大,衍射波强度又逐渐增大,直至出现一级极大值,角度为:。
五、实验步骤1、连接好仪器,调整衍射板缝宽至70mm,将该板固定在支座上,板平面与工作平台的90刻度线一致;2、转动小平台使固定臂的指针指向小平台的180刻度处,此时小平台的0刻度就就是狭缝平面的法线方向;3、打开三厘米固态信号源,电流表偏转一定角度,调节信号电平使表头指示接近满度;4、记录下0度时电流表刻度,从可动臂向小圆盘方向瞧去,每向左旋转2度,记下一组刻度值,直到角度达到52度;5、将可动臂旋转回0度,记下电流表数值,接下来每向右旋转2度,记下一组数值,由于旋转空间有限,我们取到了24度;6、保持输出信号不变,调整衍射板缝宽至50mm,重复上述步骤,记录多组数据;7、保持输出信号不变,调整衍射板缝宽至20mm,重复上述步骤,记录多组数据;8、根据实验结果绘制出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线,计算一级极小与一级极大的衍射角理论值,并与实验结果进行比较分析。
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电磁场与微波测量实验报告
实验二 单缝衍射实验
一、实验目的
掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响
二、预习内容
电磁波单缝衍射现象
三、实验设备
S426型分光仪
四、实验原理
当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时， a 就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不 是均匀的，中央最强，同时也最宽。
在中央的两侧衍射 波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一 级极小，此时衍射角为α
λ
1
-=Sin φ，其中λ是波长，a 是 图2－1 单缝衍射 狭缝宽度。
两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐
渐增大，直至出现一级极大值，角度为：⎪⎭
⎫
⎝⎛•=-αλ231Sin φ(如图2－1所示)
五、实验内容与步骤
如图2－2所示，仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。
转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。
这时调整信号电平使表头指示接近满度。
然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变10读取一次表头读数，并记录下来。
图2－2 单缝衍射实验仪器的布置
六、实验报告
记录实验测得数据，画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。
记录数据表如下
情况a=70mm b=32mm a=50mm b=32mm a=20mm b=32mm
角度左侧衍
射强度
右侧衍
射强度
左侧衍射
强度
右侧衍射
强度
左侧衍射
强度
右侧衍射强
度
0 90 90 98 90 20 20 2 92 91 98 80 18 40 4 94 93 100 88 28 50 6 90 92 90 88 38 54 8 84 82 78 77 48 40 10 73 64 66 50 48 28 12 60 53 70 44 44 40 14 46 47 70 84 42 60 16 45 46 66 88 48 80 18 26 34 66 62 52 64 20 17 18 52 30 54 40 22 4 4 26 8 46 40 24 2 2 14 10 30 10
分析如下：
（1）a=20mm 时的衍射强度与衍射角的关系图 理论值：
一级极小值角度：
2028.277032
11
===ψ--Sin Sin αλ
一级极大值角度：
实验曲线如下图
2918
.437032232311=⎪⎭
⎫
⎝⎛•=⎪⎭⎫ ⎝⎛•=Φ--Sin Sin αλ
0102030405060
708090
100衍射角
衍射强度
70mm 衍射强度与衍射角关系曲线图
理论结果与实际测量结果比较
（2）a=50mm 时的衍射强度与衍射角的关系图
理论值与实际值的比较：
a=50mm b=32mm 一级极小值 一级极大值
理论值
α
λ
1
-=Sin φ=39.79 73
231
=⎪⎭
⎫
⎝⎛•=-αλSin
实际值 34 44 相对误差
12%
6.9%
（1）a=20mm 时的衍射强度与衍射角的关系图
010********
607080衍射角
强度
七、实验总结
从以上结果中可以发现当一平面波入射到和波长可比拟的狭缝时，会发生衍射现象，并且缝后面的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小。
在实验中因为干扰原因，难免出现一些误差，所以实际曲线测量的结果和理想的结果有一定的差距。