最新微波布拉格衍射-伍
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角，已知晶面距d就可求出波长。
实验仪器
直流电源供电给微波发射器T的尾部的固体振荡器 （直流电源和固体振荡器构成完整的固体信号发生器） 体效应管在加约10伏直流电压说就会在谐振腔产生波 长为3厘米左右的微波。
振荡器产生的微波振荡通过耦合孔传至可调衰减器， 调节衰减器旋钮可改变微波信号幅度大小。
然后由喇叭天线发射出去。产生的微波照在晶体上面 发生反射，满足一定掠射角说发生衍射。
θ(新)度
18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0
θ(旧) 度 I(uA)
23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0
100面
θ(新) 10.0
25
I(mA) 11.0
分度值μA
角度θ 电流表的读数读取格子数×分度值，记录和作图的时候用格子数
∞
∞
1
∞
1
1
100面 1
110面
1 1
111面
晶面可以有不同 的空间方向，通 常用晶面在三个 方向轴上(三个相 交边方向)截距数 值的倒数的互质 整数比来表示， 这三个互质整数 称为晶面的密勒 指数。先找出晶 面在X、Y、Z三 个坐标轴上以晶 格常数为单位的 截距值
微波和 x射线均为电磁波
微波
X射线
微波: 微波的波长介于一米到一毫米的电磁波（频率范围在三百 兆赫兹到三十万赫兹3×102MHz~3×105MHz）。微波通常用谐振 腔发射
X 射线的波长数量级在 Å左右,介于(20-0.06)×10-8cm之间，二者 波长相差5-6 个数量级。X 射线是由原子的内层跃迁所辐射，能 量较大，在介质中穿透力较强，对实验者可能造成伤害。所以用 微波进行晶体衍射模拟实验比 X射线更直观和安全
3.了解微波的发射、接收，掌握微 波分光仪的使用
实验原理
1.晶体 其组成粒子（分子或原子等）按一定周期性排列的
规则结构的固体称为晶体。 2.晶格常数 任何一个晶面平行、等距地重复排列，就可以得出全部
晶体点阵。这些彼此平行等距的晶面称为晶面族。 晶面族中任意两个相邻晶面间的距离称为晶面距
d
立方晶体晶面的密勒指数
布拉格衍射公式
晶体中射线衍射的基本关系
k2dsin
λ为入射光的波长
掠射 角θ
只有波长2d 时才能发生衍 射波干涉加强
dsinθ
dsinθ
晶面 距d
布拉格衍射定律说的是若两个晶面的晶面距为d，当 一束X光波以掠射角θ入射于某晶面族时，晶面族产生 反射，相邻晶面的光程差为2dsinθ，当满足时两相干 波加强所以测量的关键是找到光被加强时的这个掠射
微波经模拟晶体衍射后进入微波接收器的喇叭天线； 通过接收器尾部的晶体检波器检波变成直流信号，最 后由直流微安表指示。
、 微 波
接 收 器
的 喇 叭
天 线
5、晶体检波器
145° 16105°0° 170° 180°
4
170°
160°
50
150°
145°
0
100
μA
6、直流微安表
3、晶体
45° 302°0° 10° 0°
Sin10
0.1736
Sin 18 0.3090
Ctg12
sin11
0.1908
Sin 19 0.3256
Ctg13
Sin 12 0.2079
Sin 20 0.3420
Ctg14
Sin 13 0.2250
Sin 21 0.3584
Ctg15
( 1 ) 取 对 数 ln ln k ln d ln s in
(2 )微 分 d d d dc so in s d d d dctg d
(3)微分变不确定度，（4）方和根
EБайду номын сангаас
uc()
(ucd(d))2(ctguc())2
数据处理
100面；d=5.0cm(新)；d=4.0cm(旧) 100面已知d求λ；
K 2dsin
si9n0.15641k1 si1n7 0.29242 k2 si1n70.29242k2 si2n6 0.43843 k3
数据不确定度计算
100面
θ(新)度 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0
I(uA) 11.0 15.0 20.0 18.0 12.0 6.0 4.0 6.0 15.0 17.0 14.0
110面θ与I关系图（级数K的含义）
θ(新) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0
I(mA) 2.5 1.9 1.2 0.5 0.20 0.12 0.28 0.52 0.95 1.9 1.8 1.5 1.4 1.0 0.6 0.4 0.74 0.92 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 0.86 0.54 0.48 0.26 0.18 0.2 0.32 0.30 0.36 0.22 0.16 0.12 0.10 0.06 0.06 0.06 0.04 0.04
1、固体振荡器
喇叭天 线
2、调节衰减器旋钮
返回
实验数据记录
100面；d=5.0cm(新)；d=4.0cm(旧) θ(新)度 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0
θ(旧) 度 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 I(uA)
k2dsin K=1,d=5.0±0.1cm,θ=12.0°
u c ( d ) U p ( d )/k 0 .1 /2 0 .0 c 5 m
uc()A31。 30.1370.01rad
Euc () ucd (d) 2(ctg •uc()2 ) uc()E•
UP()uc()•Kp
UP()
k2dsin不确定度公式推导过程
微波布拉格衍射-伍
1913年英国物理学家布拉格父子研究x射线在晶面
上的反射时，得到了著名的布拉格公式，奠定了用x射
线衍射对晶体结构分析的基础，并荣获了1915年的诺贝 尔物理学奖
实验目的
1.了解晶体的结构、学习晶体分析 原理和技术。
2.建立对布拉格衍射公式的感性认 识，加深对电磁波的波动性的理解。
实验仪器
直流电源供电给微波发射器T的尾部的固体振荡器 （直流电源和固体振荡器构成完整的固体信号发生器） 体效应管在加约10伏直流电压说就会在谐振腔产生波 长为3厘米左右的微波。
振荡器产生的微波振荡通过耦合孔传至可调衰减器， 调节衰减器旋钮可改变微波信号幅度大小。
然后由喇叭天线发射出去。产生的微波照在晶体上面 发生反射，满足一定掠射角说发生衍射。
θ(新)度
18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0
θ(旧) 度 I(uA)
23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0
100面
θ(新) 10.0
25
I(mA) 11.0
分度值μA
角度θ 电流表的读数读取格子数×分度值，记录和作图的时候用格子数
∞
∞
1
∞
1
1
100面 1
110面
1 1
111面
晶面可以有不同 的空间方向，通 常用晶面在三个 方向轴上(三个相 交边方向)截距数 值的倒数的互质 整数比来表示， 这三个互质整数 称为晶面的密勒 指数。先找出晶 面在X、Y、Z三 个坐标轴上以晶 格常数为单位的 截距值
微波和 x射线均为电磁波
微波
X射线
微波: 微波的波长介于一米到一毫米的电磁波（频率范围在三百 兆赫兹到三十万赫兹3×102MHz~3×105MHz）。微波通常用谐振 腔发射
X 射线的波长数量级在 Å左右,介于(20-0.06)×10-8cm之间，二者 波长相差5-6 个数量级。X 射线是由原子的内层跃迁所辐射，能 量较大，在介质中穿透力较强，对实验者可能造成伤害。所以用 微波进行晶体衍射模拟实验比 X射线更直观和安全
3.了解微波的发射、接收，掌握微 波分光仪的使用
实验原理
1.晶体 其组成粒子（分子或原子等）按一定周期性排列的
规则结构的固体称为晶体。 2.晶格常数 任何一个晶面平行、等距地重复排列，就可以得出全部
晶体点阵。这些彼此平行等距的晶面称为晶面族。 晶面族中任意两个相邻晶面间的距离称为晶面距
d
立方晶体晶面的密勒指数
布拉格衍射公式
晶体中射线衍射的基本关系
k2dsin
λ为入射光的波长
掠射 角θ
只有波长2d 时才能发生衍 射波干涉加强
dsinθ
dsinθ
晶面 距d
布拉格衍射定律说的是若两个晶面的晶面距为d，当 一束X光波以掠射角θ入射于某晶面族时，晶面族产生 反射，相邻晶面的光程差为2dsinθ，当满足时两相干 波加强所以测量的关键是找到光被加强时的这个掠射
微波经模拟晶体衍射后进入微波接收器的喇叭天线； 通过接收器尾部的晶体检波器检波变成直流信号，最 后由直流微安表指示。
、 微 波
接 收 器
的 喇 叭
天 线
5、晶体检波器
145° 16105°0° 170° 180°
4
170°
160°
50
150°
145°
0
100
μA
6、直流微安表
3、晶体
45° 302°0° 10° 0°
Sin10
0.1736
Sin 18 0.3090
Ctg12
sin11
0.1908
Sin 19 0.3256
Ctg13
Sin 12 0.2079
Sin 20 0.3420
Ctg14
Sin 13 0.2250
Sin 21 0.3584
Ctg15
( 1 ) 取 对 数 ln ln k ln d ln s in
(2 )微 分 d d d dc so in s d d d dctg d
(3)微分变不确定度，（4）方和根
EБайду номын сангаас
uc()
(ucd(d))2(ctguc())2
数据处理
100面；d=5.0cm(新)；d=4.0cm(旧) 100面已知d求λ；
K 2dsin
si9n0.15641k1 si1n7 0.29242 k2 si1n70.29242k2 si2n6 0.43843 k3
数据不确定度计算
100面
θ(新)度 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0
I(uA) 11.0 15.0 20.0 18.0 12.0 6.0 4.0 6.0 15.0 17.0 14.0
110面θ与I关系图（级数K的含义）
θ(新) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0
I(mA) 2.5 1.9 1.2 0.5 0.20 0.12 0.28 0.52 0.95 1.9 1.8 1.5 1.4 1.0 0.6 0.4 0.74 0.92 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 0.86 0.54 0.48 0.26 0.18 0.2 0.32 0.30 0.36 0.22 0.16 0.12 0.10 0.06 0.06 0.06 0.04 0.04
1、固体振荡器
喇叭天 线
2、调节衰减器旋钮
返回
实验数据记录
100面；d=5.0cm(新)；d=4.0cm(旧) θ(新)度 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0
θ(旧) 度 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 I(uA)
k2dsin K=1,d=5.0±0.1cm,θ=12.0°
u c ( d ) U p ( d )/k 0 .1 /2 0 .0 c 5 m
uc()A31。 30.1370.01rad
Euc () ucd (d) 2(ctg •uc()2 ) uc()E•
UP()uc()•Kp
UP()
k2dsin不确定度公式推导过程
微波布拉格衍射-伍
1913年英国物理学家布拉格父子研究x射线在晶面
上的反射时，得到了著名的布拉格公式，奠定了用x射
线衍射对晶体结构分析的基础，并荣获了1915年的诺贝 尔物理学奖
实验目的
1.了解晶体的结构、学习晶体分析 原理和技术。
2.建立对布拉格衍射公式的感性认 识，加深对电磁波的波动性的理解。