大学物理实验报告-测量单缝衍射的光强分布

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单缝衍射的光强分布测量

3—7 测量单缝衍射的光强分布衍射和干涉都是波动的重要特征，波在传播的过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边缘前进，这种偏离直线传播的现象称为波的衍射现象。

光在通过小孔或狭缝时，将出现明显衍射的现象，说明光具有波动性。

本实验旨在通过测量单缝夫琅和费衍射的光强分布，学会怎样用光电检测仪器测量相对光强的实验方法，进而加深对单缝衍射现象的理解。

一、[实验仪器]光具座、氦氖激光器及其电源、小灯泡、硅光电池、可调狭缝、灵敏检流计、白屏。

二、[实验原理]1．单狭缝夫琅和费衍射公式成立条件平行光的衍射称为夫琅和费衍射，它的特点是只用简单的计算就可以得出准确的结果，便于和实验比较和实用。

如图3—7—1所示，从光源S 发出经透镜L 1形成的平行光束垂直照射到狭缝AB 根据惠更斯—菲涅耳原理，狭缝上各点可以看成是新的波源。

新波源向各方向发出球面波，次波在透镜L 2的后焦面叠加形成一组明暗相间的条纹。

和狭缝平面垂直的衍射光束会聚与屏上P 。

处，是中央亮纹的中心，其光强度设为0I 。

与OP 0成θ角的衍射光束则会聚于屏上θP 处。

计算得出θP 处的光强度220sin u u I I =θ，λθπsin a u = （3-7-1）其中a 为狭缝宽度，λ为单色光的波长。

当0=θ时，0=u ，这时光强最大，称为主极强。

主极强的强度决定于光源的亮度，还和狭缝宽a 的平方成正比。

当ak λθ=sin ，（ 3,2,1±±±=k ）时，πk u =，则有0=θI ，也就是暗条纹。

实际上θ往往是很小的，因此可以近似地认为暗纹在ak λθ=处。

由此可见，主极强两侧暗纹之间aλθ2=∆，而其他相邻暗纹之间aλθ=∆。

除了中央主极强以外，两相邻暗纹之间都有一次极强。

数学计算得出，这些次极强在下列位置：aλθθ43.1sin ~±=，aλ46.2±， aλ47.3± （3-7-2）这些次极强的相对强度a46.2- a43.1-a43.1a46.2θ图3—7—2S P θP 0 图3—7—1008.0,017.0,047.00=I I θ（3-7-3）以上是单缝夫琅和费衍射的主要结果。

大学光强分布实验报告

一、实验目的1. 理解光强分布的基本原理，掌握光强分布的测量方法。

2. 观察并分析单缝衍射和多缝衍射的光强分布规律。

3. 利用衍射光强分布公式计算单缝的缝宽。

二、实验原理光的衍射是指光波遇到障碍物或通过狭缝时，发生偏离直线传播的现象。

根据衍射光束与障碍物或狭缝的距离关系，衍射现象可分为夫琅禾费衍射和费涅耳衍射。

本实验主要研究夫琅禾费衍射。

1. 单缝衍射当单缝的宽度与光的波长大致相等时，光通过单缝后会发生衍射，形成明暗相间的衍射条纹。

单缝衍射的光强分布公式为：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin \beta}{\beta} \right)^2 \]其中，\( I \) 为衍射条纹的光强，\( I_0 \) 为中央亮条纹的光强，\( \beta \) 为衍射角。

2. 多缝衍射当多缝的宽度与光的波长相比很小时，光通过多缝后会发生多缝衍射，形成明暗相间的衍射条纹。

多缝衍射的光强分布公式为：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin \beta}{\beta} \right)^2 \left( \frac{\sin\beta_1}{\beta_1} \right)^2 \left( \frac{\sin \beta_2}{\beta_2}\right)^2 \ldots \]其中，\( I \) 为衍射条纹的光强，\( I_0 \) 为中央亮条纹的光强，\( \beta \) 为衍射角，\( \beta_1, \beta_2, \ldots \) 为各缝的衍射角。

三、实验仪器与设备1. 激光器：提供单色光源。

2. 单缝衍射装置：包括狭缝、透镜、光屏等。

3. 多缝衍射装置：包括狭缝、透镜、光屏等。

4. 自动光强记录仪：记录衍射光强分布。

5. 计算机及软件：处理实验数据。

四、实验步骤1. 将激光器、单缝衍射装置和光屏放置在光学导轨上，调整光路，使激光束垂直照射到单缝上。

2. 打开激光器，观察单缝衍射条纹的形状、亮暗程度及间距。

单缝衍射光强的分布测量实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除单缝衍射光强的分布测量实验报告篇一：衍射光强分布测量衍射光强分布测量***，物理学系摘要：本实验利用激光为光源研究激光经过单缝与单丝时的衍射光强度分布情况。

激光的高准直性符合夫琅和费远场条件，且高单色性保证测量时没有不同波长光的叠加影响。

光感应器方面使用光栅尺与电脑连接做0.02毫米/点的高精度自动扫描。

通过巴比涅原理迂回得到了没有直射光时单丝的衍射光强分布，完整验证了运用衍射光强分布来测量小微物体的长度的方法和可行性，并实际运用此法测量了铜丝和头发丝的直径。

关键词：衍射分布巴比涅原理单缝直径测量ThemeasurementoftheDistributionofLightDiffraction YixiongKeYiLin,DepartmentofphysicsAbstarct：Thisexperimentmadeuseoflaserasthelightsourcetoverif yaseriesofdiffractionpatternsof633nmlaserviadiffere ntsingleslitsandmonofilaments.Thecollimationfeature ofthelasermeetstheconditionofFraunhoferdiffraction, themonochromicfeatureoflaserprovideabetterexperimen talenvironmentthatthediffractionpatternwon`tbeinter ferebythelightofotherwavelength.weuselinearencorder connectedtopcviauLI(universalLaboratoryInterface)as thesensortoautomaticallyscanthediffractionpatternwi ththeratioof0.02mmperdot.weusebabinet’sprincipletogetthediffractionpatternofamonofilament p letelyverifiedthemethodandfeasibilityofmeasuringati nyobjectwithitsdiffractionpattern.Inaddition,wetryt omeasurethediameterofacopperwireandpeople’shairinthiswayKeywords:Diffractiondistributionbabinet`sprinciplesingleslitsmeasureDiameterofthewire1一、引言衍射是波遇到障碍物时便利直线传播的现象。

大学物理实验报告-测量单缝衍射的光强分布

得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：实验六测量单缝衍射的光强分布学院：物理科学与技术专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：2011年4月11日实验报告提交时间：2011年4月18日1、实验目的_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 2、实验原理_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 3、实验仪器仪器名称组号型号量程△仪4、试验内容与步骤_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 5、数据记录本底读数（出读数）：_________________表一X(衍射图像的位置)( ) i（检流器电流）( )12345678910表二L( ) b( )12345平均表三单位：_________1 2 3 4 5 平均a真6、数据处理根据表一描绘出单缝衍射的相对光强分布图。

单缝衍射光强的分布测量实验报告

单缝衍射光强的分布测量实验报告实验名称：单缝衍射光强的分布测量实验目的：1. 了解单缝衍射现象及其规律；2. 掌握测量单缝衍射光强的方法和步骤。

实验器材：1. 单缝光源2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数字多道分析器5. 电脑与连接线6. 实验支架7. 高精度尺子实验原理：当光传播到单缝上时，由于光的波动性，出现了衍射现象。

在单缝前方远离缝的一定距离处，出现一系列亮暗的条纹，即衍射图样。

衍射图样反映了波阵面在缝后的衍射情况，通过测量这些条纹的亮度，可以得到单缝衍射光强的分布。

实验步骤：1. 将实验装置搭建好，确保光路正常且稳定。

2. 将光电探测器放置在远离单缝的一定距离处，调整其位置使其刚好能接收到衍射光。

3. 将电脑与数字多道分析器连接。

4. 打开数据采集软件，设置好采集参数。

5. 开始采集数据，持续一段时间，确保得到足够多的数据点。

6. 关闭数据采集软件，保存数据并进行数据分析。

7. 根据采集到的数据绘制单缝衍射光强分布图。

实验结果分析：根据采集到的数据，可以得到每个位置上的光强数值。

通过绘制光强与位置的关系图，可以观察到一系列亮暗条纹的分布。

根据衍射理论可以推导出单缝衍射的光强分布公式：I(x) = (I_0 * sin(β)/β)^2 * (sin(α)/α)^2其中，I(x)为位置x处的光强，I_0为中央最大光强，β为sin(β) = (π* b * sin(α))/λ，b为单缝宽度，α为入射光与垂直方向的夹角，λ为入射光波长。

实验误差分析：1. 由于实验器材和环境的限制，实际测量中可能会存在一定的误差。

2. 光电探测器的位置调整可能不够精确，导致实际测量的位置与理论位置存在偏差。

3. 光源的稳定性对实验结果也有一定影响，光源的波动性会导致实际测量的数值偏差。

4. 数据采集时的误差也需要注意，包括噪声、干扰等。

实验结论：通过实验测量单缝衍射光强的分布，可以得到一系列亮暗条纹的分布情况。

单缝衍射的光强分布(完整版-空白打印版-真实实验数据)

深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号：指导教师：报告人：学号：实验时间：年月日星期实验地点科技楼 90 实验报告提交时间：理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域：La 82>>λ或82a L >>λ为狭缝与屏之间的距离；λ为入射光的波长。

的取值范围进行估算：实验时，若取m a 4101-⨯≤，入射光是应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽 λϕk a =sin k k L ϕtan = 很小，所以a kL L X k k /λ=Φ=激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为50cm 左右，本实验采用的是方向性很好，发散角rad 53101~101--⨯⨯的Ne He -激光作为光源，这样可满足夫琅和费衍射的远场条件，从而可省去单缝前后的透镜1L 和2L 。

；．点亮Ne He -激光器，使激光垂直照射于单缝的刀口上，利用小孔屏调好光路，须特别注意的是：观察时不要正对电源，以免灼伤眼睛。

WJH 接上电源开机预热15min ，将量程选择开关置I 档，衰减旋钮置校准为止（顺时针旋到底，即灵敏度最高）。

调节调零旋钮，使数据显示器显示“-000”（负号闪烁）。

以后在测量过深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号： B7 指导教师：报告人：学号：实验时间： 201 年月日星期实验地点科技楼 90 实验报告提交时间：单缝衍射相对光强度曲线图。

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。

单缝衍射光强分布实验报告

单缝衍射光强分布实验报告实验报告：单缝衍射光强分布实验一、实验目的通过实验观察和探究单缝衍射现象，了解光的波动性质，研究单缝衍射光强分布的规律。

二、实验原理单缝衍射是指当光线通过一个狭缝时，由于光的波动性质，光波会发生衍射现象，即光线会向周围扩散。

根据夫琅禾费衍射公式，单缝衍射光强分布的规律可以通过以下两个公式推导得出：1.衍射公式：θ=mλ/b其中，θ为衍射角，m为条纹的级次（m=0,±1,±2,...），λ为波长，b为狭缝宽度。

2. 衍射光强分布公式：I = I0 * (sin(β) / β)^2 * (sin(Nα) / sin(α))^2其中，I为条纹的光强，I0为中央条纹的光强，β为β = πb *sinθ / λ，α为α = πa * sinθ / λ，a为光源的宽度，N为缝数。

三、实验步骤1.将光源与被研究的缝隙间隔一定距离，并确保光源垂直照射缝隙。

2.使用光屏接收衍射光，并根据需要调整光屏距离缝隙的距离，以便更好地观察衍射条纹。

3.用CCD相机拍摄光屏上的衍射条纹，通过图像处理软件量化光强，得到光强分布曲线。

4.调整狭缝的宽度，观察并记录不同宽度下的光强分布情况。

5.重复实验多次，取平均值以减小误差。

四、实验结果与分析通过实验观察到的结果，我们可以得到以下结论：1.光强分布呈现明暗相间的条纹状，其中最中央的一条条纹最亮，两侧的条纹逐渐减弱。

2.随着波长λ的增大，条纹间距减小，光强分布也发生变化。

3.随着缝宽b的增大，条纹变得更为集中，光强分布呈现更明显的周期性变化。

4.当缝数N增加时，条纹的光强分布曲线会发生明显的变化，呈现出更多的衍射条纹。

五、实验注意事项1.实验过程中需要保证光源的稳定性，尽量避免光强波动引起的误差。

2.调整光屏与缝隙距离时，需注意确保垂直照射，并尽可能保持一定的距离以获得更清晰的图像。

3.使用CCD相机拍摄图像时，应注意调整曝光时间和对比度以获得最佳的图像质量。

单缝衍射的光强分布实验报告

#### 一、实验目的1. 理解单缝衍射现象及其光强分布规律。

2. 通过实验验证单缝衍射的光强分布公式。

3. 掌握使用光学仪器进行单缝衍射实验的方法。

#### 二、实验原理单缝衍射是光波通过狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹现象。

根据夫琅禾费衍射理论，单缝衍射的光强分布可以由以下公式描述：\[ I(\theta) = I_0 \left( \frac{\sin\left(\frac{\pi a\sin\theta}{\lambda}\right)}{\frac{\pi a \sin\theta}{\lambda}} \right)^2 \]其中，\( I(\theta) \) 是与光轴成 \( \theta \) 角度的光强，\( I_0 \) 是中心亮条纹的光强，\( a \) 是狭缝宽度，\( \lambda \) 是入射光的波长。

#### 三、实验仪器1. 激光器2. 单缝狭缝板3. 光学导轨4. 屏幕板5. 光电传感器6. 数据采集系统7. 计算机软件#### 四、实验步骤1. 将激光器、单缝狭缝板、光学导轨、屏幕板和光电传感器依次安装在光学导轨上。

2. 调节激光器，使其发出的激光束垂直照射到单缝狭缝板上。

3. 将光电传感器放置在屏幕板上，确保其与屏幕板平行。

4. 打开数据采集系统，记录光电传感器接收到的光强数据。

5. 调节单缝狭缝板的宽度，重复步骤4，记录不同缝宽下的光强数据。

6. 改变光电传感器与屏幕板之间的距离，重复步骤4和5，记录不同距离下的光强数据。

7. 根据记录的数据，绘制光强分布曲线，并与理论公式进行比较。

#### 五、实验结果与分析1. 实验结果表明，随着缝宽的减小，衍射条纹的宽度增加，主极大值的光强降低。

2. 实验结果与理论公式基本吻合，说明单缝衍射的光强分布符合夫琅禾费衍射理论。

3. 通过实验验证了单缝衍射光强分布公式，加深了对单缝衍射现象的理解。

#### 六、实验总结本次实验成功观察到了单缝衍射现象，并验证了单缝衍射的光强分布规律。

单缝衍射的光强分布实验报告

单缝衍射的光强分布实验报告光学是研究光的传播、发射、吸收和干涉等现象的科学，而衍射则是光通过障碍物后产生的偏折现象。

单缝衍射实验是光学实验中的经典实验之一，通过实验可以观察到光在通过单缝时的衍射现象，进而研究光的传播规律和特性。

本实验旨在通过实验观察和数据分析，探究单缝衍射的光强分布规律，为光学理论提供实验依据。

实验装置及原理：本实验采用的实验装置主要包括，光源、单缝装置、准直透镜、光强测量仪等。

光源通过准直透镜后，射入单缝装置，经过单缝后形成衍射光斑，最后被光强测量仪测量光强分布。

单缝衍射的原理是，当光波通过单缝时，由于单缝的存在，光波会发生衍射现象，形成一系列干涉条纹，通过测量这些干涉条纹的光强分布，可以得到单缝衍射的光强分布规律。

实验步骤及数据处理：1. 调整光源和准直透镜，使光线垂直射入单缝装置；2. 通过光强测量仪，测量不同角度下的光强分布；3. 记录实验数据，绘制光强分布曲线；4. 根据实验数据，分析单缝衍射的光强分布规律。

实验结果及分析：通过实验数据处理和分析，我们得到了单缝衍射的光强分布曲线。

实验结果表明，单缝衍射的光强分布呈现出明显的周期性变化，且中央最亮，两侧逐渐减弱的规律。

这与衍射现象的理论预期相符合，进一步验证了光的波动性和衍射现象的存在。

结论：通过本实验，我们成功观察到了单缝衍射的光强分布规律，实验结果与理论预期相符合。

这为光学理论的研究提供了实验依据，也为光学应用提供了重要的参考。

同时，本实验也展示了光学实验的重要性和实验方法的重要性，为光学实验教学提供了有力支持。

总结：单缝衍射实验是光学实验中的重要实验之一，通过实验可以观察到光的波动性和衍射现象，为光学理论的研究和光学应用提供了重要的实验依据。

本实验通过实验观察和数据分析，成功得到了单缝衍射的光强分布规律，实验结果与理论预期相符合。

这为光学理论研究和实验教学提供了重要参考，也为光学应用提供了重要支持。

希望通过本实验的学习，可以更好地理解光学原理，提高实验技能，为光学领域的发展贡献自己的力量。

单缝衍射光强分布实验报告

单缝衍射光强分布【实验目的】1.定性观察单缝衍射现象和其特点。

2.学会用光电元件测量单缝衍射光强分布，并且绘制曲线。

【实验仪器】【实验原理】光波遇到障碍时，波前受到限制而进入障碍后方的阴影区，称为衍射。

衍射分为两类：一类是中场衍射，指光源与观察屏据衍射物为有限远时产生的衍射，称菲涅尔衍射；一类是远场衍射，指光源与接收屏距衍射物相当于无限远时所产生的衍射，叫夫琅禾费衍射，它就是平行光通过障碍的衍射。

夫琅禾费单缝衍射光强;其中 λ；a 为缝宽，为衍射角，λ为入射光波长。

上图中为衍射角，a 为缝宽。

【实验内容】（一）定性观察衍射现象1.按激光器、衍射板、接收器（屏）的顺序在光节学导轨上放置仪器，调节光路，保证等高共轴。

衍射板与接收器的间距不小于1m。

2.观察不同形状衍射物的衍射图样，记录其特点。

（二）测量单缝衍射光强分布曲线1.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。

2.测量缝到屏的距离L。

3.以为横坐标，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。

【实验步骤】1.摆好实验仪器，布置光路如下图顺序为激光器—狭缝—接收器—数字检流计，其中狭缝与出光口的距离不大于10cm，狭缝与接收器的距离不小于1m。

2.调节激光器水平，即可拿一张纸片，对准接收器的中心，记下位置，然后打开激光器，沿导轨移动纸片，使激光器的光点一直打纸片所记位置，即光线打过来的高度要一致。

3.再调节各光学元件等高共轴，先粗调，即用眼睛观察，使得各个元件等高；再细调，用尺子量取它们的高度(狭缝的高度，激光器出光口的高度，接收器的中心)，调节升降旋钮使其等高，随后用一纸片，接到光源发出的光，以其上的光斑位置作为参照，依次移动到各个元件前，调节他们的左右(即调节接收器底座的平移螺杆，狭缝底座的平移螺杆)高低，使光线恰好垂直照到元件的中心。

4.调节狭缝宽度，使光束穿过，可见衍射条纹，调节宽度，使条纹中心亮纹的宽度约为5mm，且使得条纹最亮，而数字检流计的读数最大，经过上述调节后，上述任何一个旋钮的改变都会使读数变小。

光强分布测量实验报告

实验名称：光强分布测量实验实验目的：1. 了解光强分布的基本原理和测量方法。

2. 通过实验，掌握光强分布的测量技术。

3. 分析光强分布的特点，验证相关理论。

实验原理：光强分布是指光在空间中的强度分布，它是描述光传播特性的一种重要参数。

本实验采用单缝衍射原理，通过测量不同位置的光强，分析光强分布规律。

实验仪器：1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数据采集系统5. 计算机实验步骤：1. 将激光器发出的光束通过单缝衍射装置，调节单缝宽度，使衍射光束照射到光电探测器上。

2. 使用数据采集系统实时采集光电探测器接收到的光强信号。

3. 改变光电探测器的位置，记录不同位置的光强数据。

4. 分析光强分布规律，绘制光强分布曲线。

实验结果与分析：1. 光强分布曲线：实验得到的单缝衍射光强分布曲线如图1所示。

从图中可以看出，光强分布具有以下特点：（1）光强分布呈中心亮、两侧暗的规律，形成一系列明暗相间的条纹。

（2）光强分布存在明暗条纹的周期性变化，即光强分布呈现周期性变化。

（3）明暗条纹的间距随着距中心位置的增加而增大。

2. 光强分布规律：根据单缝衍射原理，可以推导出光强分布的公式：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin(\theta)}{\theta} \right)^2 \]其中，\( I \)为光强，\( I_0 \)为中心光强，\( \theta \)为衍射角。

通过实验测量得到的光强分布曲线与理论公式吻合较好，验证了单缝衍射原理的正确性。

3. 影响光强分布的因素：（1）单缝宽度：单缝宽度越小，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。

（2）入射光波长：入射光波长越长，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。

（3）探测器位置：探测器位置不同，光强分布曲线形状不同。

实验结论：1. 本实验通过单缝衍射原理，成功测量了光强分布，验证了光强分布规律。

2. 实验结果表明，单缝衍射光强分布具有周期性变化，且与理论公式吻合较好。

单缝衍射的光强分布实验报告

单缝衍射的光强分布实验报告实验报告：单缝衍射的光强分布一、实验目的通过实验，观察单缝衍射现象，了解其光强分布规律。

掌握光衍射实验的基本理论和实验方法。

二、实验原理单缝衍射是指当光线通过一块缝隙时，由于衍射作用，其出射光线方向发生偏转并交叉干涉形成衍射花样。

根据夫琅禾费衍射公式，单缝衍射中，d*sinθ=mλ，其中d为缝宽，θ为衍射角度，m为衍射级次，λ为光波长。

单缝衍射的光强分布可表示为I=I0 * sinc^2 (πd*sinθ/λ)，其中I0为中央亮度，sinc函数可由幅度衍射公式推导得出。

三、实验器材单色光源，光源支架，单缝，屏幕，卡尺。

四、实验步骤1. 将单色光源与单缝放置于透镜下方和光源支架上方，保持缝隙垂直于光路并尽量减小其宽度。

2. 将屏幕置于光源和单缝的正中央，在光路上设法使靠近光源的两侧与单缝对齐。

调整屏幕与单缝垂直，注意观察光芒的衍射现象。

3. 逐渐加宽缝隙的宽度，并观察光芒的衍射现象。

每增加一级，观察对应的条纹的亮度情况，记录下来。

4. 用卡尺测量两侧衍射花样亮条的距离，并计算衍射角度θ。

5. 用实验数据计算出衍射光强分布的函数图像。

五、实验结果当单缝宽度较小时，衍射现象并不显着。

随着单缝宽度的增加，衍射花样逐渐清晰，呈现出多级衍射的现象。

同时，每个级次的亮度会随着衍射角度的增大而逐渐减小。

最大亮度出现在中央，且亮度以一定规律逐渐减小。

通过记录和计算数据，得出了单缝衍射的光强分布函数图像。

六、实验结论通过单缝衍射实验，我们观察到了光线通过缝隙发生的衍射现象，并了解了其衍射级次、光强分布规律等基本知识。

实验结果表明，单缝衍射的亮条数目、亮条宽度、亮度以及衍射角度与单缝宽度、光波长等参数密切相关，通过计算可以得出与实验现象相符的衍射光强分布函数。

此外，通过实验还可以了解干涉、衍射、散射等基本光学现象，掌握基本的光学实验方法，有助于对光学知识的深入理解。

七、参考文献1. 杨生彦、齐玉福.《光学基础实验》. 北京：科学出版社，2015.2. 翁和兴、施永权.《光学实验讲义》. 北京：高等教育出版社，2014.。

单缝衍射的光强分布实验报告

单缝衍射的光强分布实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过实验方法，观察单缝衍射的光强分布规律，验证光的波动性质，并掌握单缝衍射实验的基本原理和方法。

二、实验仪器与设备。

1. He-Ne 激光器。

2. 单缝衍射装置。

3. 透镜。

4. 光电探测器。

5. 光强测量仪。

6. 旋转支架。

7. 直尺。

8. 电脑。

三、实验原理。

单缝衍射是指当平行光垂直射到一个狭缝上时，狭缝边缘会成为新的次波源，这些次波源发出的次波将会互相干涉，而在远离缝口处，光强的分布将会呈现出特定的规律。

四、实验步骤。

1. 将He-Ne激光器置于实验台上，并调整使其垂直射向单缝装置。

2. 调整单缝装置，使其与激光束垂直，同时调整透镜位置，使得透镜的焦点与单缝处于同一平面上。

3. 将光电探测器固定在旋转支架上，并将支架放置在离单缝装置一定距离的位置。

4. 通过旋转支架，使光电探测器依次测量不同角度下的光强。

5. 将光强测量仪连接至电脑，记录并分析实验数据。

五、实验数据与分析。

通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出单缝衍射的光强分布图。

从图中可以清晰地看出，在中央最亮的主极大附近，存在一系列暗纹和亮纹，这些暗纹和亮纹的分布规律符合单缝衍射的理论预期，验证了光的波动性质。

六、实验结论。

通过本次实验，我们成功观察到了单缝衍射的光强分布规律，验证了光的波动性质。

同时，我们掌握了单缝衍射实验的基本原理和方法。

这对于我们进一步深入理解光的波动性质，以及在实际应用中具有重要的意义。

七、实验注意事项。

1. 在实验过程中，要注意激光的安全使用，避免直接照射眼睛。

2. 调整实验装置时，要小心操作，避免损坏设备。

3. 实验结束后，要做好实验装置的清理和归还工作。

八、参考文献。

1. 《大学物理实验教程》。

2. 《光学实验指导书》。

以上就是本次单缝衍射的光强分布实验报告，希望对大家有所帮助。

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。

大学物理实验报告实验27应用计算机测定单缝衍射的光强度分布

大学物理实验教案实验名称：应用计算机测定单缝衍射的光强度分布 1 实验目的：A 了解单缝衍射现象及其应用；B 学会用计算机及传感器测定光强度分布；C 培养学会运用计算机来进行综合物理实验的能力。

2 实验仪器半导体激光器、单缝装置、科学工作室500型接口及软件、光传感器、旋转位移传感器、光具座、计算机 3 实验原理及方法当一束波长为λ的平行光垂直射向一宽度为a 的单缝时，将产生光的衍射现象。

由惠更斯-菲涅耳原理可以推出单缝衍射图像中沿垂直于入射光方向的光强度分布规律。

其中产生暗纹的条件为（k=±1，±2，±3，…）；产生明纹的条件为（k=0，±1，±2，±3，…），式中θk 为k 级条纹的衍射角。

图1示出了单缝衍射及光强度分布。

图1 单缝衍射光路及光强度分布图中D k 表示第k 级暗纹之间的距离，L 为单缝到衍射屏的距离，由于实际上往往L>>D k，可近似地认为k k tg θθ≈sin 。

于是若可由暗纹的产生条件，解出单缝缝宽a ，即（k=±1，±2，±3，…）；同理，若已知第k 级明纹之间的距离为D k ，则也可由明纹的产生条件解得缝宽a ，即（k=0，±1，±2，±3，…）。

本实验采用已知波长为λ的单色光来测量单缝缝宽的方法。

实验装置如图22)12(sin λθ+=k a k 22sin λθk a k =kD L k a λ2=kD Lk a λ)12(+=所示。

由半导体激光器发出的单色光通过单缝装置产生衍射现象，调整透光屏及光传感器的位置（位置调整可旋转装在光传感器下的旋转位移传感器），通过计算机实时观测光衍射明、暗条纹的光强分布图并测量第±k 级的衍射明、暗条纹间距D k ，衍射距离L 由光具座上的标尺读数。

根据上述公式即可求出缝宽a 。

大学物理实验--单缝衍射实验报告

大学物理实验报告
实验题目：
单缝衍射实验
学姓名
号
1．观察单缝衍射现象，了解其特点。
实 2．测量单缝衍射的相对光强分布。验 3．利用单缝衍射相对光强分布图形计算单缝宽度。目 4．掌握光功率计定量测量光强的方法。的
实验日期
衍射分为两类：菲涅尔衍射：光源，观察屏到狭缝的距离有限，称近场衍射；夫琅禾费衍射：光源，观察屏到狭缝的距离为无穷远，称远场衍射。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：
其中 b 即为所求的单缝宽度 d，保留四位小数。光电探头是光电转换元件。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。 1. 观察单缝衍射的衍射图形 2. 测定单缝衍射的光强分布
实
3. 利用光强分布图形计算单缝宽度。
验内容
数据处理
思考题：什么是夫琅禾费衍射？为什么单缝衍射要离光源远些？
答：夫琅禾费衍射也叫远场衍射，是光源，观察屏到狭缝的距离为无穷远，称远场衍射，相应的菲涅
耳衍射，也叫近场衍射，单缝要离光源远点，目的是保证入射光是平行光，这样衍射图样可以解出明
误
（ MiMgM
X 为暗纹中心在接受屏上的 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。
实验原理
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图中的即为公式中的。

单缝衍射光强的分布测量实验报告

单缝衍射光强的分布测量实验报告一、实验目的1、观察单缝衍射现象，加深对光的波动性的理解。

2、测量单缝衍射的光强分布，验证衍射理论。

3、掌握光强测量的基本方法和数据处理技巧。

二、实验原理当一束平行光通过宽度为 a 的单缝时，会在屏幕上产生衍射条纹。

根据惠更斯菲涅尔原理，衍射光强分布可以用下式表示：＼I ＝ I_0 ＼left(＼frac{＼sin\beta}｛＼beta}＼right)＾2\其中，＼（I_0\）是中央明纹中心的光强，＼（＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin\theta}｛＼lambda}＼），＼（＼theta\）是衍射角，＼（＼lambda\）是光波波长。

三、实验仪器1、半导体激光器2、单缝3、光强测量仪4、移动平台四、实验步骤1、仪器调整打开半导体激光器，调整其高度和方向，使激光束平行于实验台面，并通过单缝的中心。

将光强测量仪的探头放置在合适的位置，确保能够接收到衍射光。

2、测量光强分布移动光强测量仪的探头，从中央明纹中心开始，沿衍射方向逐点测量光强，并记录数据。

测量范围应包括中央明纹和若干级次的暗纹和明纹。

3、改变单缝宽度，重复测量更换不同宽度的单缝，重复上述测量步骤。

五、实验数据以下是在不同单缝宽度下测量得到的光强分布数据（单位：相对光强）：｜衍射角（度）｜单缝宽度 a ＝ 01mm ｜单缝宽度 a ＝02mm ｜单缝宽度 a ＝ 03mm ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜－15 ｜ 002 ｜ 0005 ｜ 0002 ｜｜－12 ｜ 005 ｜ 001 ｜ 0005 ｜｜－9 ｜ 01 ｜ 002 ｜ 001 ｜｜－6 ｜ 02 ｜ 005 ｜ 002 ｜｜－3 ｜ 04 ｜ 01 ｜ 005 ｜｜ 0 ｜ 10 ｜ 02 ｜ 01 ｜｜ 3 ｜ 04 ｜ 01 ｜ 005 ｜｜ 6 ｜ 02 ｜ 005 ｜ 002 ｜｜ 9 ｜ 01 ｜ 002 ｜ 001 ｜｜ 12 ｜ 005 ｜ 001 ｜ 0005 ｜｜ 15 ｜ 002 ｜ 0005 ｜ 0002 ｜六、数据处理与分析1、绘制光强分布曲线以衍射角为横坐标，光强为纵坐标，分别绘制不同单缝宽度下的光强分布曲线。

《光的衍射》大学物理实验报告(有数据)

3.5光的衍射一、实验目的（1）观察单缝衍射现象（2）测定单缝衍射的相对光强分布（3）应用单缝衍射的分布规律测定单缝的宽度二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台（配有光具座、氦氖激光器及电源、狭缝、光电转换器、观察屏、数字式灵敏检流计等）。

三、实验原理（1）光的衍射：光在传播的过程中遇到障碍物会绕过障碍物继续传播，到达沿直线传播所不能到达的区域，并形成明暗条纹。

只有当障碍物的线度和光波的波长可以相比拟时，衍射现象才明显地表现出来。

（2）根据光源和观察屏到障碍物的距离的不同可以把衍射现象分为两大类。

菲涅尔衍射/近场衍射：光源与观察屏之间的距离或光源与障碍物之间的距离是有限的；夫琅禾费衍射/远场衍射：光源到障碍物的距离及观察屏到障碍物之间的距离都为无限大，即平行光入射、平行光出射。

单缝衍射光强分布图四、实验步骤1.观察夫琅禾费单缝衍射现象安排实验光路，调节各光学元件至等高同轴，是激光束垂直照射单缝，调节单缝的宽度和观察屏到单缝的距离使观察屏上出现清晰明显的衍射条纹，然后进行以下操作：（1）改变单缝宽度，观察并记录衍射条纹的变化规律（2）改变单缝到观察屏之间的距离，观察并记录衍射条纹的变化规律（3）移去观察屏，换上光电转换器，是数字是灵敏检流计与之相连。

调节光电转换器的移位螺钉，测出中央极大光强I o和k=∓1,∓2,∓3级的次级大光强=0.047,0.017,0.008。

I k,检验理论结果I kI o（4）观察夫琅禾费圆孔衍射现象。

理论结果表明，夫琅禾费单缝衍射的∓1级次级大光强还不到主极大光强的百分之五。

当数字式灵敏检流计的数字显示为“1”时，表示此时已超出检流计量程，需减小单缝的宽度或者让光电转换器远离单缝。

2.观察菲涅尔单缝衍射现象安排好实验光路，在激光与单缝之间插入一扩束镜使激光束发散后照射单缝产生菲涅尔衍射。

调节单缝宽度和观察屏到单缝的距离使观察屏上出现清晰明显的衍射条纹，然后进行：（1）改变缝宽，观察并记录衍射条纹的变化规律。