電磁場(chǎng)與微波實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二 單縫衍射實(shí)驗(yàn)

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1、電磁場(chǎng)與微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二單縫衍射實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针姶挪ǖ膯慰p衍射時(shí)衍射角對(duì)衍射波強(qiáng)度的影響二、預(yù)習(xí)內(nèi)容電磁波單縫衍射現(xiàn)象三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備S426型分光儀四、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)一平面波入射到一寬度和波長(zhǎng)可比擬的狹縫時(shí)，a就要發(fā)生衍射的現(xiàn)象。在縫后面出現(xiàn)的衍射波強(qiáng)度并不是均勻的，中央最強(qiáng)，同時(shí)也最寬。在中央的兩側(cè)衍射波強(qiáng)度迅速減小，直至出現(xiàn)衍射波強(qiáng)度的最小值，即一級(jí)極小，此時(shí)衍射角為，其中λ是波長(zhǎng)，a是圖2－1單縫衍射狹縫寬度。兩者取同一長(zhǎng)度單位，然后，隨著衍射角增大，衍射波強(qiáng)度又逐漸增大，直至出現(xiàn)一級(jí)極大值，角度為：(如圖2－1所示)五

2、、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟如圖2－2所示，儀器連接時(shí)，預(yù)先接需要調(diào)整單縫衍射板的縫寬，當(dāng)該板放到支座上時(shí)，應(yīng)使狹縫平面與支座下面的小圓盤上的某一對(duì)刻線一致，此刻線應(yīng)與工作平臺(tái)上的900刻度的一對(duì)線一致。轉(zhuǎn)動(dòng)小平臺(tái)使固定臂的指針在小平臺(tái)的1800處，此時(shí)小平臺(tái)的00就是狹縫平面的法線方向。這時(shí)調(diào)整信號(hào)電平使表頭指示接近滿度。然后從衍射角00開始，在單縫的兩側(cè)使衍射角每改變10讀取一次表頭讀數(shù)，并記錄下來(lái)。圖2－2單縫衍射實(shí)驗(yàn)儀器的布置六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)，畫出單縫衍射強(qiáng)度與衍射角的關(guān)系曲線，根據(jù)微波波長(zhǎng)和縫寬算出一級(jí)極小和一級(jí)極大的衍射

3、角，與實(shí)驗(yàn)曲線上求得的一級(jí)極小和極大的衍射角進(jìn)行比較。記錄數(shù)據(jù)表如下情況a=70mmb=32mma=50mmb=32mma=20mmb=32mm角度左側(cè)衍射強(qiáng)度右側(cè)衍射強(qiáng)度左側(cè)衍射強(qiáng)度右側(cè)衍射強(qiáng)度左側(cè)衍射強(qiáng)度右側(cè)衍射強(qiáng)度090909890202029291988018404949310088285069092908838548848278774840107364665048281260537044444014464770844260164546668848801826346662526420171852305440224426846

4、4024221410301026121218260280012222028300061020563221222054344.54041420362211382380021814444040.5018248042114022288044161243012244656424230480026060500.5001860520111722分析如下：（1）a=20mm時(shí)的衍射強(qiáng)度與衍射角的關(guān)系圖理論值：一級(jí)極小值角度：一級(jí)極大值角度：實(shí)驗(yàn)曲線如下圖理論結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果比較a=70mmb=32mm一級(jí)極小值一級(jí)極大值理論值=27.208實(shí)際

5、值3046相對(duì)誤差10%6.9%（2）a=50mm時(shí)的衍射強(qiáng)度與衍射角的關(guān)系圖理論值與實(shí)際值的比較：a=50mmb=32mm一級(jí)極小值一級(jí)極大值理論值=39.79實(shí)際值3444相對(duì)誤差12%6.9%（1）a=20mm時(shí)的衍射強(qiáng)度與衍射角的關(guān)系圖七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)從以上結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)一平面波入射到和波長(zhǎng)可比擬的狹縫時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，并且縫后面的衍射波強(qiáng)度并不是均勻的，中央最強(qiáng)，也最寬，在中央的兩側(cè)衍射波強(qiáng)度迅速減小。在實(shí)驗(yàn)中因?yàn)楦蓴_原因，難免出現(xiàn)一些誤差，所以實(shí)際曲線測(cè)量的結(jié)果和理想的結(jié)果有一定的差距。