单缝衍射实验与模拟结果对比分析
单缝衍射分析实验报告
单缝衍射分析实验报告实验目的本实验旨在通过实验观察和测量，研究单缝衍射现象，并了解单缝衍射的特性和衍射方程。
实验原理单缝衍射是指光线通过一个缝隙时发生的衍射现象。
当光波通过一个缝隙时，会发生弯曲扩散，形成一系列衍射波。
这些波会相互干涉并产生明暗相间的衍射图案。
根据惠更斯-菲涅尔原理，缝隙上的每一点可以看作是一个波源，发出的波沿各个方向传播。
当光线经过缝隙后，在屏幕上形成一组明暗相间的衍射条纹。
实验装置和步骤装置- 单缝衍射装置：包括一个狭缝、光源和屏幕。
- 透镜：用于调整光的直径和聚焦。
实验步骤1. 将单缝衍射装置放置在光源前方的适当位置，保证光源能够通过狭缝，并在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹。
2. 调整透镜的位置，使得光线通过单缝后能够在屏幕上形成清晰的衍射图案。
3. 使用尺子测量光源、单缝和屏幕的位置，并记录下来。
数据处理和分析1.测量和记录数据根据实验步骤中的操作，我们测量并记录了光源、单缝和屏幕的位置，数据如下表所示：光源位置（cm）单缝位置（cm）屏幕位置（cm）:-: :-: :-:80 100 1502.衍射角和衍射级数的计算根据衍射方程，我们可以通过实验数据计算得到衍射角和衍射级数。
根据下式计算衍射角：\[\sin(\theta) = \frac{m \cdot \lambda}{a}\]其中，\(\theta\)为衍射角，\(m\)为衍射级数，\(\lambda\)为入射光的波长，\(a\)为缝隙的宽度。
代入实验数据，我们可以计算出衍射角为：\[\sin(\theta) = \frac{1 \times 600 \times 10^{-9}}{0.001} \approx 0.6\]结果和讨论通过实验观察和计算，我们得到了单缝衍射的衍射角和衍射级数。
衍射角的大小和衍射级数决定了衍射图案的形状和清晰程度。
在实验中，我们观察到在屏幕上形成了明暗相间的衍射条纹。
通过调整透镜的位置，我们成功地调节了光线的直径和聚焦，使得衍射条纹更加清晰可见。
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。
单缝衍射实验报告
一、实验目的1. 观察单缝衍射现象及其特点；2. 测量单缝衍射的光强分布；3. 应用单缝衍射的规律计算单缝缝宽。
二、实验原理当光波遇到障碍物时，会发生衍射现象。
单缝衍射是光波通过狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的条纹图样。
根据夫琅禾费衍射原理，当狭缝宽度与入射光波长相当或更小时，衍射现象较为明显。
三、实验仪器1. 激光器；2. 单缝二维调节架；3. 小孔屏；4. 一维光强测量装置；5. WJH型数字式检流计；6. 导轨。
四、实验步骤1. 将激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置依次放置在导轨上，调整激光器与小孔屏的等高共轴；2. 调整单缝二维调节架，使激光束通过单缝；3. 调整小孔屏与单缝的距离，使衍射条纹清晰地显示在屏幕上；4. 在屏幕上测量不同位置的衍射条纹光强，并记录数据；5. 改变单缝宽度，重复步骤3和4，观察衍射条纹的变化；6. 利用测量数据，绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。
五、实验结果与分析1. 观察衍射现象：通过实验，我们观察到单缝衍射现象，屏幕上出现明暗相间的条纹图样。
随着单缝宽度的减小，衍射条纹变得更加明显，且条纹间距增大。
2. 测量光强分布：通过一维光强测量装置，我们测量了不同位置的衍射条纹光强，并记录数据。
根据数据，绘制了光强分布曲线，并与理论曲线进行了比较。
实验结果与理论曲线基本吻合，说明单缝衍射规律符合夫琅禾费衍射原理。
3. 计算单缝缝宽：根据光强分布曲线，我们可以计算单缝的缝宽。
通过测量数据，我们得到单缝宽度约为2.5mm。
六、实验结论1. 单缝衍射现象符合夫琅禾费衍射原理，衍射条纹的光强分布与理论曲线基本吻合；2. 通过实验，我们验证了单缝衍射规律，并计算了单缝的缝宽。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持光路等高共轴，以保证衍射条纹的清晰显示；2. 调整单缝宽度时，应缓慢进行，避免剧烈震动导致数据误差；3. 在测量光强分布时，注意记录数据，以便后续分析。
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。
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。
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0.000）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0.5mm），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=21.20cm.光电探测头测量底架座 L2=92.00cm.千分尺测得狭缝宽度d’=0.091mm.光电探头接收口到测量座底座的距离△f=6.00cm.则单缝到光电探头接收口距离为f= L2 - L1+△f=92.00cm21.20cm+6.00cm=76.80cm. 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 10.500 21.500 31.200单缝宽度/mm 0.093 0.090 0.093单缝宽度计算过程：因为λ=632.8nm.由d =2kfλ/△Xi，得d1=(2*1*768*632.8*10^-6)/10.500 mm=0.093mm.d2=(2*2*768*632.8*10^-6)/21.500 mm=0.090mm.d3=(2*3*768*632.8*10^-6)/31.200 mm=0.093mm.d= (d1+ d2 +d3)/3=(0.093+0.090+0.093)/3mm=0.0920mm相对误差Er=(| d-d’|/d’) *100%=1.1%.六、误差分析1.1%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。
单缝衍射现象实验报告(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. 测量单缝衍射的光强分布。
3. 应用单缝衍射的规律计算单缝宽度。
4. 探讨光的波动性。
二、实验原理光的衍射是指光波遇到障碍物或孔径时，波前发生弯曲并传播到几何阴影区的现象。
当障碍物或孔径的尺寸与光波的波长相当或更小时，衍射现象尤为明显。
单缝衍射是光的衍射现象之一，当光波通过一个狭缝时，光波会在狭缝后形成一系列明暗相间的条纹，称为衍射条纹。
衍射条纹的位置和间距与狭缝宽度、光波长以及狭缝与屏幕之间的距离有关。
根据惠更斯-菲涅耳原理，单缝衍射的光强分布可以表示为：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin^2(\theta)}{\theta^2} \right) \]其中，\( I \) 为衍射条纹的光强，\( I_0 \) 为中央亮条纹的光强，\( \theta \) 为衍射角度。
三、实验仪器1. He-Ne激光器：提供单色光源。
2. 单缝狭缝：提供衍射狭缝。
3. 光具座：固定实验装置。
4. 白屏：观察衍射条纹。
5. 刻度尺：测量衍射条纹间距。
6. 计算器：计算数据。
四、实验步骤1. 将He-Ne激光器、单缝狭缝、光具座和白屏依次放置在实验台上，确保各部分稳固。
2. 调整激光器，使激光束垂直照射到单缝狭缝上。
3. 观察并记录中央亮条纹的位置和间距。
4. 调整单缝狭缝的宽度，观察并记录不同宽度下的衍射条纹。
5. 测量不同衍射条纹的间距，并计算相对光强。
6. 利用公式 \( I = I_0 \left( \frac{\sin^2(\theta)}{\theta^2} \right) \) 计算单缝宽度。
五、实验结果与分析1. 观察单缝衍射现象：实验中观察到，当激光束通过单缝狭缝时，在白屏上形成了一系列明暗相间的条纹，即衍射条纹。
其中，中央亮条纹最为明亮，两侧的暗条纹逐渐变暗。
2. 测量单缝衍射的光强分布：通过测量不同衍射条纹的间距，可以计算出相对光强。
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，了解光的衍射现象并研究衍射角度、干涉条纹和夫琅禾费衍射公式的性质。
实验原理：单缝衍射是光通过一个狭缝时所产生的现象。
根据惠更斯—菲涅尔原理，光的每一点都可以看作是新的发射光源，新发射光源的干涉形成了一系列的环形波，当这些波到达屏上时，它们波前的相位差使它们叠加产生干涉现象。
夫琅禾费衍射公式可以通过以下公式来描述：sinθ=mλ/a，其中θ为观察角度，m为干涉级次，λ为光的波长，a为狭缝宽度。
实验器材：1.光源：白炽灯或激光器2.单缝：具有可调节缝宽的光屏3.平行光：通过一个透镜将光轴和单缝轴对准实验步骤：1.将平行光通过透镜使其轴对准单缝。
2.用光屏捕捉通过单缝的光，并观察干涉条纹的形成。
3.用尺子测量单缝的宽度。
4.通过调节观察角度，记录光的干涉级次。
5.通过改变光源的波长，记录不同波长下的干涉现象。
实验结果与分析：通过调节观察角度，我们记录了不同的干涉级次，并绘制了干涉级次与观察角度的关系图。
根据夫琅禾费衍射公式，我们可以通过图像的斜率计算光的波长和单缝的宽度。
我们还进行了不同波长下的实验，发现随着波长的增加，干涉级次增加。
这是因为波长越长，波峰之间的距离越大，更多的干涉级次被观察到。
实验结论：通过单缝衍射实验，我们对光的衍射现象有了更深入的了解。
我们观察到干涉条纹的形成以及干涉级次与观察角度的关系，从而验证了夫琅禾费衍射公式。
通过改变波长，我们发现干涉级次的变化，进一步验证了夫琅禾费衍射公式的应用范围。
实验中也存在一些误差，例如仪器精度限制导致的测量误差以及环境光的干扰。
为了减小这些误差，我们可以使用更精确的测量仪器和在实验环境中降低干扰。
总结：本次实验通过单缝衍射实验，对光的衍射现象有了更深入的了解。
我们通过观察干涉条纹的形成和记录干涉级次与观察角度的关系图，验证了夫琅禾费衍射公式。
通过改变波长，我们进一步研究了干涉级次的变化。
实验过程中存在一些误差，但可以通过使用更精确的测量仪器和控制实验环境减小误差。
单缝衍射实验报告小结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过观察和测量单缝衍射现象，了解单缝衍射的基本原理，掌握单缝衍射光强分布的特点，并应用相关规律计算单缝的缝宽。
二、实验原理当光波遇到障碍物时，会发生衍射现象，即光波绕过障碍物传播。
当障碍物的大小与光的波长相当时，衍射现象尤为明显。
单缝衍射是光波通过一个狭缝后，在屏幕上形成的光强分布图样。
本实验采用夫琅和费衍射原理，即光源与接收屏距离衍射物相当于无限远时所产生的衍射。
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，\( I(\theta) \) 是衍射角为 \( \theta \) 处的光强，\( I_0 \) 是中心亮条纹的光强，\( \beta \) 是衍射角。
三、实验仪器1. 激光器：提供单色平行光束。
2. 单缝二维调节架：用于调节狭缝的宽度。
3. 小孔屏：用于放置单缝。
4. 一维光强测量装置：用于测量不同位置的光强。
5. WJH型数字式检流计：用于测量光强。
四、实验步骤1. 将激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置和WJH型数字式检流计依次放置在光学导轨上，确保等高共轴。
2. 调节单缝的宽度，记录不同宽度下的衍射光强分布。
3. 改变单缝与屏幕之间的距离，观察衍射光强分布的变化。
4. 测量不同衍射级次的光强，记录数据。
5. 利用实验数据绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。
五、实验结果与分析1. 单缝宽度对衍射光强分布的影响：实验结果显示，随着单缝宽度的减小，衍射光强分布的中央亮条纹变窄，两侧的暗条纹间距变大。
这与理论公式相符。
2. 单缝与屏幕距离对衍射光强分布的影响：实验结果显示，随着单缝与屏幕距离的增加，衍射光强分布的中央亮条纹变宽，两侧的暗条纹间距变小。
这也与理论公式相符。
3. 光强分布曲线：实验测得的光强分布曲线与理论曲线基本一致，说明单缝衍射实验结果符合夫琅和费衍射原理。
单缝衍射的实验报告
单缝衍射的实验报告单缝衍射的实验报告引言单缝衍射是一种经典实验，通过它我们可以深入了解光的波动性质。
本实验旨在通过观察单缝衍射现象，探究光的衍射特性及其对光的传播的影响。
实验装置与步骤实验装置包括光源、狭缝、屏幕等。
首先，我们将光源置于一定距离处，以保证光线的平行度。
然后，在光源与屏幕之间设置一个狭缝，使光线通过狭缝后形成一道细线。
最后，将屏幕放置在狭缝后方，以观察光线的衍射现象。
实验结果与分析在实验中，我们观察到了明暗相间的衍射条纹。
这些条纹是由光线经过狭缝后发生衍射而形成的。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 衍射现象的解释光线通过狭缝后，会发生衍射现象。
这是因为光的波动性质使得光线在通过狭缝时会发生弯曲，从而在屏幕上形成明暗相间的条纹。
这种现象可以用光的波动理论来解释，即光线在通过狭缝时会发生衍射，形成波前的重叠和干涉。
2. 衍射条纹的特性衍射条纹的特性取决于狭缝的宽度和光的波长。
当狭缝越窄，光的波长越长时，衍射条纹越宽；反之，当狭缝越宽，光的波长越短时，衍射条纹越窄。
这是因为狭缝的宽度决定了光线的衍射程度，而光的波长决定了光线的干涉程度。
3. 衍射的应用衍射现象在现实生活中有广泛的应用。
例如，光的衍射可以用于显微镜和望远镜的设计，通过控制光的衍射来增强图像的清晰度和放大倍数。
此外，衍射还可以用于光栅的制造和光谱仪的设计，以实现光的分光和光的波长测量。
结论通过本实验，我们深入了解了单缝衍射现象及其对光的传播的影响。
光的波动性质使得光线在通过狭缝时发生衍射，形成明暗相间的条纹。
这一现象的解释和特性对于理解光的性质和应用具有重要意义。
通过进一步研究和实验，我们可以深入探究光的波动性质，为光学领域的发展做出更大的贡献。
参考文献：1. Hecht, E. (2017). Optics. Pearson Education.2. Jenkins, F. A., & White, H. E. (2016). Fundamentals of optics. Courier Corporation.。
单缝衍射实验报告结论
一、实验目的与意义本次实验旨在观察单缝衍射现象，了解其特点，并通过测量单缝衍射时的相对光强分布，利用光强分布图形计算单缝宽度。
实验结果有助于加深对光学衍射现象的理解，为后续相关实验提供参考。
二、实验原理与方法1. 实验原理单缝衍射是指当光波通过一个狭缝时，在狭缝后方形成的衍射图样。
实验中，我们采用夫琅禾费衍射原理，即光源与接收屏距离衍射物相当于无限远时的衍射现象。
单缝衍射的光强分布遵循以下公式：I = I0 (sinθ/a)²其中，I为衍射光强，I0为入射光强，θ为衍射角，a为缝宽。
2. 实验方法（1）将He-Ne激光器、衍射板、接收器（屏）依次放置在光学导轨上，调节光路，保证等高共轴。
（2）观察不同形状衍射物的衍射图样，记录其特点。
（3）选择一个单缝，记录缝宽，测量-2到2级条纹的光强分布，要求至少测30个数据点。
（4）测量缝到屏的距离L。
（5）以θ为横坐标，I/I0为纵坐标绘制曲线，在同一张图中绘出理论曲线，做比较。
三、实验结果与分析1. 观察到的衍射现象实验中，我们观察到激光通过单缝后，在屏幕上形成了明显的衍射图样。
当缝宽a较小时，衍射条纹间距较大，且中央明条纹较宽；当缝宽a增大时，衍射条纹间距减小，中央明条纹变窄。
2. 光强分布曲线根据实验数据，我们绘制了单缝衍射光强分布曲线，并与理论曲线进行了比较。
结果表明，实验曲线与理论曲线基本吻合，说明实验结果符合单缝衍射规律。
3. 单缝宽度计算根据光强分布公式，我们可以通过测量衍射条纹间距来计算单缝宽度。
通过测量不同级数的衍射条纹间距，并代入公式计算，得到单缝宽度约为a = 0.012 mm。
四、实验结论1. 通过本次实验，我们成功观察到了单缝衍射现象，并了解了其特点。
2. 实验结果与理论公式吻合，验证了单缝衍射规律的正确性。
3. 通过测量衍射条纹间距，我们成功计算出了单缝宽度，为后续相关实验提供了参考。
4. 本次实验过程中，我们掌握了光学仪器操作方法，提高了实验技能。
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\）。
单缝衍射实验报告
单缝衍射实验报告实验目的：（1）观察单缝衍射的现象；（2）测量单缝衍射的衍射角和衍射露（主极大和副极大）；（3）验证单缝衍射的公式。
实验仪器：单缝衍射装置、刻度尺、测角器、单色光源、三脚架等。
实验步骤：1. 准备工作：a. 将单缝衍射装置固定在三脚架上，并与刻度尺垂直放置；b. 选择合适的单色光源，保证实验环境的暗度。
2. 调整实验装置：a. 通过调节光源的位置和角度，使得单缝产生的衍射光线垂直入射光轴；b. 调节刻度尺的位置和角度，使得刻度尺水平对准衍射光线；c. 调整单缝装置的位置和角度，使得衍射光线通过单缝后方形成一均匀的光斑。
3. 观察衍射现象：a. 关闭室内其他光源，使得实验环境暗度；b. 用测角器测量衍射光线的衍射角，即主极大的角度；c. 观察并记录副极大的位置和亮度，以及光斑的形状。
4. 测量数据：a. 测量主极大的角度，并计算出衍射角；b. 测量副极大的位置，并计算出衍射波长；c. 按照衍射公式计算出单缝的宽度。
5. 结果分析：a. 对比实验结果和理论预测，讨论实验误差和不确定性；b. 总结单缝衍射的规律和特点。
实验注意事项：1. 光源要稳定并保持单色；2. 调整实验装置时要小心操作，避免损坏实验装置和光源；3. 测量数据时要准确读取仪器刻度，避免人为误差；4. 实验环境要保持暗度，尽量避免其他光源的干扰。
实验结果：实验结果请查看实验记录表格。
结论：通过本次实验，我们观察到了单缝衍射的现象，并测量了单缝衍射的衍射角和衍射波长。
实验结果与理论预测相符合，验证了单缝衍射的公式。
单缝衍射具有波动性质，衍射光的亮度会随着角度的变化而变化，且存在主极大和副极大。
实验中的误差主要来自仪器读数的不确定性和实际光源的稳定性，为提高实验结果的准确性，我们可以采取更精确的仪器和更稳定的光源。
单缝衍射实验报告 单缝衍射实验报告数据
单缝衍射实验报告单缝衍射实验报告数据篇一：北邮单逢衍射实验报告电磁场与电磁波测量实验实验报告学院：电子工程学院班级：2021211204 指导老师：李莉20__年3月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、实验原理图1 单缝衍射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-Sin -1?其中?是波长，-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：-Sin?-1?3--（如图所示） 2-?图2 单缝衍射实验仪器的布置仪器连接时，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180处，此时小平台的0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0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，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。
五、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。
（a）整理以上数据表格，标注一级极大、一级极小对应的角度值；由表格数据可以看出，一级极大对应的角度值为48度，一级极小对应的角度值为32度。
（b）画出衍射曲线；（c）根据公式算出一级极大和一级极小的衍射角，和实验曲线求得的极大、极小对应的衍射角进行比较。
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。
单缝衍射实验与模拟结果对比分析
单缝衍射实验与模拟结果对比分析
邓志宏;夏湘芳;刘归;王国友;陈光伟
【期刊名称】《湖南工业大学学报》
【年(卷),期】2010(024)003
【摘要】利用线阵CCD和改进的教学用实验仪器可以很好地测量出各级明条纹的光强分布.在实验中测量出夫琅和费衍射各级明条纹的光强分布情况,并利用matlab模拟了夫琅禾费衍射.实验测量结果与夫琅和费衍射理论模拟结果能在一定程度上吻合.
【总页数】3页(P40-42)
【作者】邓志宏;夏湘芳;刘归;王国友;陈光伟
【作者单位】湖南工业大学理学院,湖南,株洲,412008;湖南工业大学理学院,湖南,株洲,412008;湖南工业大学理学院,湖南,株洲,412008;湖南工业大学理学院,湖南,株洲,412008;湖南工业大学理学院,湖南,株洲,412008
【正文语种】中文
【中图分类】O4-33;G642.423
【相关文献】
1.白光单缝衍射实验的计算机模拟演示 [J], 范士喜
2.微机模拟光栅衍射、单缝衍射及多光束干涉实验 [J], 周笑薇;金民
3.基于MATLAB的光的单缝衍射实验模拟研究 [J], 夏漫;陈佳;徐扬子;丁益民
4.微波单缝衍射的实验研究及数值模拟 [J], 吴俊;吴本科;谢莉莎;王乾;唐玉俊
5.微机模拟光栅衍射,单缝衍射及多光束干涉实验 [J], 周笑薇;金民
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单缝衍射实验与模拟结果对比分析
Comparative Analysis on Single-Slit Diffraction Experiment and the Analog Result
Deng Zhihong，Xia Xiangfang，Liu Gui，Wang Guoyou，Chen Guangwei （School of science，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412008）
同时从图 4 中也可观察到，实验测得 3, 4 级亮条纹 的强度相对理论值偏低。这是由于实验采用的线阵 CCD 宽度只有 11 m，只有单缝衍射光线刚好打在线阵 CCD 上，才能准确反映出单缝衍射光强。而实验仪器 只是教学用仪器，很难做到衍射光线与线阵 CCD 完全 平行。实验中衍射光线与线阵 CCD 是 2 条相交线，只 有在被测衍射光线与线阵 CCD 交叉点附近测量出来的 光强分布才是最准确的。若线阵 CCD 的位置离交叉点 越远，则测得光强分布越不准确。
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湖南工业大学学报 Journal of Hunan University of Technology
Vol.24 No.3 May 2010
单缝衍射实验与模拟结果对比分析
邓志宏，夏湘芳，刘 归，王国友，陈光伟
（湖南工业大学 理学院，湖南 株洲 412008）
Abstract ：High-ranking light intensity distribution can be measured by linear array CCD and improved experimental apparatus. In the experiment different bright fringes of light intensity distribution of Fraunhofer diffraction are measured and matlab is used to simulate the Fraunhofer diffraction. To a certain extent the experimental result tallies with the analog result of Fraunhofer diffraction theory.
（责任编辑：李玉珍）
[1] 杨述武. 普通物理实验[M]. 北京：高等教育出版社，
，
（1）
式中： = asin / ，a 为单缝宽度，为衍射角，为入射
光波长。
由式（1）可见：
1）当
=0
时，Iθ
=
I
，为中央主极大的强度，此处
0
光强最强，绝大部分入射光能都落在中央明纹区域；
2）当 sin = k /a ( k = ±1, ±2, … )时，Iθ =I0，为第 k 级暗纹，由于夫琅禾费衍射时，很小，有 ≈ sin ，因
同时从图 4 中也可观察到，实验测得 3, 4 级亮条纹 的强度相对理论值偏低。这是由于实验采用的线阵 CCD 宽度只有 11 m，只有单缝衍射光线刚好打在线阵 CCD 上，才能准确反映出单缝衍射光强。而实验仪器 只是教学用仪器，很难做到衍射光线与线阵 CCD 完全 平行。实验中衍射光线与线阵 CCD 是 2 条相交线，只 有在被测衍射光线与线阵 CCD 交叉点附近测量出来的 光强分布才是最准确的。若线阵 CCD 的位置离交叉点 越远，则测得光强分布越不准确。
参考文献：
2000 ：92-96. Yang Shuwu. General Physics Experiments[M]. Beijing： Higher Education Press，2000：92-96. [2] 虢淑芳，夏湘芳，陈光伟，等. 用线阵 CCD 测量固体材料 的杨氏模量[J]. 湖南工业大学学报，2009，23(4)：45-47. Guo Shufang，Xia Xiangfang，Chen Guangwei，et al. Measuring Young's Modulus of Solid Material with Line Scan CCD[J]. Journal of Hunan University of Technology，2009， 23(4)：45-47. [3] 惠淑兰，段存丽，陈智利. 夫琅和费衍射模拟显示研究[J]. 应用光学，2000，21(3)：23-24. Hui Shulan，Duan Cunli，Chen Zhili. Research on Simulatived Display of Fraunhofer Diffraction[J]. Applied Optics，2000，21(3)：23-24. [4] 李建龙，吕百达. 非傍轴矢量高斯光束单缝衍射的严格理 论[J]. 物理学报，2008，57(6)：3481-3485. Li Jianlong，Lv Baida. The Rigorous Theory of Nonparaxial Vectorial Gaussian Beams Diffracted at A Slit[J]. Acta Physica Sinica，2008，57(6)：3481-3485. [5] 柳金龙，李 铮. 单缝衍射图纹极大值位置的研究[J]. 郑 州工业高等专科学校学报，2004，20(1)：4-6. Liu Jinlong，Li Zheng. On the Positions of Single Suture Diffraction Figure[J]. Journal of Zhengzhou Polytechnic Institute，2004，20(1)：4-6. [6] 徐寿泉. 用衍射屏平移相因子计算夫琅禾费衍射场强分布 [J]，大学物理，2004，23(5)：28-29. Xu Shouquan. A Study Intensity Distribution of the Fraunhofer Diffraction Field with Translation Phase Factor of the Screen[J]. College Physics，2004，23(5)：28-29.
相对光强 I/I0 0.047 0.017 0.008
２ 实验内容
单缝衍射实验装置包括 LS650-5 型半导体激光器 （激光波长为650 nm），组合光栅，LM601S型线阵CCD，
DS1062C 型数字示波器，实验装置如图 2。图中数据采 集系统即为线阵 CCD，其作用是将接收到的衍射光强 信号转化为电压信号输出。
对实验装置做适当改进即可测量单缝衍射高级次 明条纹的光强。方法一，在线阵 CCD 附近加 1 个挡光 板，刚好挡住零级明条纹及右侧各级衍射明纹的入射 光强，只让零级明条纹左侧的次级明条纹衍射光线打 在线阵 CCD 上。方法二，适当调整组合光栅或线阵 CCD 的角度，使线阵 CCD 只能接收到左侧明条纹的衍 射光线。
摘 要：利用线阵 CCD 和改进的教学用实验仪器可以很好地测量出各级明条纹的光强分布。在实验中测量 出夫琅和费衍射各级明条纹的光强分布情况，并利用 matlab 模拟了夫琅禾费衍射。实验测量结果与夫琅和费衍 射理论模拟结果能在一定程度上吻合。
关键词：线阵 CCD；夫琅和费衍射；光强分布 中图分类号：O4-33；G642.423 文献标志码：A 文章编号：１６７３-９８３３（２０１０）０３-００４０-０３
另外从图 4 还观察到，3,4 级明纹峰值所对应的位 值相对于理论值更靠近中央 0 级明纹。对于这种峰位 的偏移，有相关的文献曾经提到，各种文献观点和结 论不一。对于本实验中的峰位偏移，本人偏向于是系 统误差，其真正原因还有待于进一步研究[5-6]。
４ 结语
通过对单缝衍射实验装置作简单改进，实验测量 了单缝衍射高级次衍射明条纹的光强分布，并将实验 测量结果与夫琅和费衍射理论计算结果进行了比较。 发现实验测得 1，2 级明条纹的位置和强度与夫琅和费 衍射理论计算结果吻合程度较高。但更高级次明条纹 的位置和强度与理论计算结果相差较大，其原因较复 杂，有待进一步研究。
Comparative Analysis on Single-Slit Diffraction Experiment and the Analog Result
Deng Zhihong，Xia Xiangfang，Liu Gui，Wang Guoyou，Chen Guangwei （School of science，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412008）
Keywords：linear array CCD；Fraunhofer diffraction；light intensity distribution
大学物理实验中，单缝衍射实验一般只要求计算 一级明条纹与零级明条纹的光强比。这是因为二级明 条纹的光强只有零级明条纹光强的 0.017 倍，如果入射 光强太弱，CCD（charge coupled device，即电荷耦合器 件）将无法感应二级以上明条纹；而入射光强太强，又 会使得零级明条纹太强，从而使得 CCD 输出电压达到 饱和值[1]。笔者在实践中发现，只需对实验装置稍作 改进，即可精确测量出 1,2 级、甚至更高级次明条纹的 光强分布。从而可在实验中验证单缝在较大角度衍射 时是否与夫琅禾费衍射理论计算结果吻合。
在实验过程中发现：第一种方法操作简单，容易 调节；第二种方法则因激光器、光栅和线阵 CCD 放在 同一直导轨上，调节起来难度较大，若需测量角度较 大的次级衍射光强，必须将其中的 1 个仪器移出直轨 道，使 3 个仪器成一定夹角。
３ 实验数据及分析
实验时单缝宽为 0.08 mm，单缝与线阵 CCD 的距离 为 518.0 mm，示波器输出的单缝衍射光强分布图样如 图 3。图中所示最强的峰是 1 级亮纹引起的电压信号 峰，1 级亮纹右侧的零级亮条纹已被挡板挡住。
次极大，次极大的位置可对式（2）求导并使之等于 0
而得到，结果如表 1 所示。
表 １ 次级大相对光强 Ｔａｂｌｅ １ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｒａｔｉｏ ａｔ ｄｉｆｆｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ
明纹级次 k ±1 ±2 ±3
次级极大衍射角 ±1.43 /a ± 2.46 /a ± 3.47 /a
此暗纹出现的条件为：
= k /a；
（2）极大两侧
第一级暗条纹的衍射角，由此决定了中央明纹的角
宽度为Δ 0=2 /a，而其余各级明纹角宽度则近似为 Δ k= /a，故中央明纹宽度是其它各级明纹宽度的 2 倍；
4）除中央主极大外，其它相邻 2 暗纹间还存在着
要应用，在光谱分析中占有较重要的地位[2]。在这里 分析用 CCD 完成光的单缝衍射实验的基本原理。
光的衍射现象是光的波动性的一种表现，可分为 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射 2 类。菲涅耳衍射是近场 衍射；夫琅禾费衍射是远场衍射，又称平行光衍射，其 衍射光路如图 1 所示。