实验13微波迈克尔逊干涉与布拉格衍射

实验内容
测量波长调节旋钮测微头分别处于 2、3、4、5mm 时对应的微波波长。 首先调节仪器准直固定良好。打开电源，调节测微头分别处于 2、3、4、5mm。之后旋转手 轮使动反射板经过整个可动量程范围，并同时调节微波发射处的衰减旋钮使得最强信号刚好 接近满量程。单向移动反射板并每隔一毫米记录一次接收信号强度。数据如下结果：
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0
0
0
52
5
0
0
0
53
7
0
0
0
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7
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33
1
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0
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0
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40
74
测微头5mm
波长29.7mm
位移/mm 强度/uA
0
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1
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34
实验 13 微波迈克尔逊干涉与布拉格衍射
一、微波迈克尔逊干涉 实验目的
用麦克尔逊干涉的方法测量微博波长。
实验原理
如图所示，半透板将入射波分为两束并产生干涉。随着移动动反射板使一束波的波程改变， 当接收器功率指针从极大变到极小时，动反射板移动了四分之一波长的距离。测量微波干涉 过程中反射板移动距离与对应信号的强度关系可得微波波长。从表头测得 n+1 个极小值并 记录相应位移读书 L 则可测得波长 2L/n。
测微头 2mm
波长34.87mm
位移/mm 强度/uA
0
38
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2
6
3
0
4
0
5
1
6
4
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48
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13
78
14
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15
64
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3
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0
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0
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1
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5
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30
80
31
78
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0
0
0
100; 29.7
100
110; 29.7
100; 34.87
110; 34.87
80
60
(uA)
40
20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
(°)
考虑到衍射角度较小时接收器直接收到发射器发射的微波，产生的接收强度并非由衍射 引起，因而略去 15°附近的信号增强。根据其他峰值选择较强的进行计算。
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30
0
22
6
2
31
0
26
7
2
32
0
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33
0
18
2
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0
15
0
37
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0
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0
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0
0
0
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37
0
0
3
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0
0
0
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0
0
0
77
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0
0
0
66
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0
0
0
48
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0
0
0
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0
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0
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13
0
0
8
48
13
0
0
6
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10
0
0
4
50
7
0
0
0
51
100 晶面
d = 29.7mm ⋅1 = 43.42mm 2 sin 20°
d = 34.8mm ⋅1 = 46.05mm 2 sin 22.2°
110 晶面
d = 29.7mm ⋅1 = 28.83mm 2sin 31°
d = 34.8mm ⋅1 = 28.26mm 2 sin 38°
测量结果与模型晶体间距 4cm 左右有较大误差，考虑可能原因是模型晶格数量太小，表面 作用不可忽略，因而并不完全符合忽略表面效应的布拉格衍射方程。
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54
42
72
43
88
44
98
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102
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101
47
93
48
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49
53
50
28
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1
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0
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82
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91
62
94
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90
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79
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62
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70
0
5
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58
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25
60
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3
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0
63
0
64
0
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2
66
12
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30
68
52
69
66
70
74
二、布拉格衍射
实验目的
了解布拉格衍射规律，用布拉格衍射实验测量模拟晶体的晶格参数。
实验原理
模拟立方晶体晶面族的微波布拉格衍射,根据布拉格衍射公式，全部散射线相互干涉加 强条件为：
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87
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43
100
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96
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5433ຫໍສະໝຸດ 554656
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76
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0
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2
测微头3mm
波长32.67mm
位移/mm 强度/uA
0
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1
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6
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2d sin θ = kλ, k = 1,2,3.......
由麦克尔逊干涉已测得微波波长，可模拟通过测定散射角确定晶格常数的实验。 实验仪器如图所示
实验内容
对模拟晶体的 100 晶面、110 晶面，测定每个散射角对应的强度，并拟合找出峰值，改
变散射角从 15 度至 75 度。根据布拉格方程计算模拟晶体的晶格常数。
测量数据如下：
散射角/°
100；29.7
110；29.7
100；34.87
110；34.87
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0
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0
10
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20
86
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0
0
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0
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0
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38
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2
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0
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0
58
2
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60
27
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50
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32
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33
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35
3
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0
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0
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13
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32
测微头4mm
波长31.50mm
位移/mm 强度/uA
0
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2
0
3
0
4
4
5
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