光强分布

缝），使之在小孔屏上形成衍射光斑。
• （3）调节单缝的宽度，使它由宽变窄，再由窄变宽，重复数 次，观察在调节过程中出现的各种现象和变化情况
2、测量单缝衍射的相对光强分布
• • （1）对检流计进行调零，并将测量线连接其输入孔与光电探头。 （2）移去小孔屏，调整光电探头中心与激光束高低一致，移动方向 与激光束垂直，其始位置适当；开始测量，转动手轮，使光电探头 沿衍射图象展开方向（X轴）单向平移，以等间隔的位移（0.5mm） 对衍射图象的光强进行逐点测量记录位置坐标X和对应的检流计所指 示的光电流值读数I，要特别注意衍射光强的极大值和极小值所对应 的坐标的测量。 • （3）在光具座上测出狭缝到光电池的距离L，以便计算狭缝的宽度。
光学导轨上有油，请勿用手触摸
仪器需要预热，把仪器打开
禁止直视激光
济南大学物理实验教学中心
精密测量在自动化控制的领域里一 直扮演着重要的角色，其中光电测量因 为有较好的精密性与准确性，加上轻巧、 无噪音等优点，在测量的应用上常被采 用。
一、实验目的
• 观察单缝衍射现象，归纳总结衍射现象的 规律和特点。 • 测量单缝衍射相对光强分布和衍射角。 • 学会用衍射法测量微小量。
夫ห้องสมุดไป่ตู้禾费衍射：
A
a


f
O
I
B
L
当衍射角=0时，所有衍射光线从缝面AB到会聚点0都 经历了相同的光程，因而它是同位相的振动。
在其它位置： 设一束衍射光 会聚在屏幕上某点P，a 它距屏幕中心o 点 为x，对应该点的衍 射 角 为 。
A
f

C

o
B
L
a sin
P
由惠更斯·菲涅耳原理可推得，单缝衍射 图象的光强分布规律为：
I I0
sin 2

2
单缝衍射光强分布图
，
三、实验仪器
半导体激光（λ ＝650nm)、导轨、光具座、狭 缝、光电探头、数字检流计
四、实验内容
1、观察单缝衍射现象 • （1）按夫琅禾费衍射的要求，在光具座上布置和调整各光学
元件，用小孔屏调整光路，使出射的激光束与导轨平行。调节
激光器、狭缝、光电探头等高共轴。 • （2）调节单缝，对准激光束中心（注意入射光垂直照射单
六、注意事项
• 1.所有光学仪器调成共轴，入射光要垂直照射单缝；
•
•
2. 禁止激光直接照射进光电探头内或照射人员眼睛；
3.禁止用手直接触摸小孔狭缝板或者光栅板，以免损坏镀 膜；
•
4.测量过程中要注意换档，以免超出量程损坏检流计。
二、实 验 原 理
光的衍射分为： 菲涅耳衍射 和 夫琅禾费衍射 菲涅耳衍射： 也叫近场衍射 衍射孔与光源和接收屏的间距为 有限远
S
夫琅禾费衍射：
即为平行光的衍射
衍射孔与光源和接收屏的间距 为 无限远
L1
S
L2
在实验室条件下，以激光作为光源
激光的光束细、方向性好、亮度高，可看作是 平行光，将观察屏放在较远处(使其与缝的距离 远远大于缝宽)，就可以满足夫琅禾费的远场条 件。
五、数据处理
• • 1、总结单缝衍射的特点 2 、测量单缝衍射图象的相对光强分布 绘制衍射光的相对强度I/I0与位置坐标X的关系曲线。由于光的强度 与检流计所指示的电流读数成正比，因此可用检流计的光电流的相对强 度代替衍射光的相对强度I/I0，此即相对光强分布曲线。 • 3、从分布曲线可得各光强极小值，其中测出第一级衍射暗条纹的位置b， 利用所测得的距离L值计算相应的单缝宽度。 • 4、由光强分布曲线确定各级明条纹光强次极大的位置，计算出单缝宽 度，并与标准值相比较得出其相对误差。