單縫衍射光強(qiáng)分布的測量實驗報告

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1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃單縫衍射光強(qiáng)分布的測量實驗報告　　實驗名稱：測量單縫衍射的光強(qiáng)分布實驗?zāi)康模骸　．觀察單縫衍射現(xiàn)象及其特點；　　b．測量單縫衍射的光強(qiáng)分布；　　c．應(yīng)用單縫衍射的規(guī)律計算單縫縫寬；　　實驗儀器：　　導(dǎo)軌、激光電源、激光器、單縫二維調(diào)節(jié)架、小孔屏、一維光強(qiáng)測量裝置、WJH型數(shù)字式檢流計。　　實驗原理和方法：　　光在傳播過程中遇到障礙物時將繞過障礙物，改變光的直線傳播，稱為光的衍射。當(dāng)障礙物的大小與光的波長大得不多時，如狹縫、小孔、小圓屏、毛發(fā)、細(xì)針、金屬絲等，就

2、能觀察到明顯的光的衍射現(xiàn)象，亦即光線偏離直線路程的現(xiàn)象。光的衍射分為夫瑯和費衍射與費涅耳衍射，亦稱為遠(yuǎn)場衍射與近場衍射。本實驗只研究夫瑯和費衍射。理想的夫瑯和費衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。單縫的夫瑯和費衍射光路圖如下圖所示?！　.理論上可以證明只要滿足以下條件，單縫衍射就處于夫瑯和費衍射區(qū)域：　　a2a2　　???或L???88L目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)

3、計劃　　式中：a為狹縫寬度；L為狹縫與屏之間的距離；?為入射光的波長?！　】梢詫的取值范圍進(jìn)行估算：實驗時，若取a?1?10m，入射光是He?Ne激光，?4　　其波長為，a2　　???2cm，所以只要取L?20cm，就可滿足夫瑯和費衍射的遠(yuǎn)場條件。但實驗證明，取L?50cm，結(jié)果較為理想?！　.根據(jù)惠更斯－費涅耳原理，可導(dǎo)出單縫衍射的相對光強(qiáng)分布規(guī)律：　　I?(sinu/u)2I0　　式中：u?(?asin?)/?　　暗紋條件：由上式知，暗條紋即I?0出現(xiàn)在　　u?(?asin?)/????，??2?，?　　即暗紋條件為　　asin??k?，k??1，k??2，?　　

4、明紋條件：求I為極值的各處，即可得出明紋條件。令　　d(sin2u/u2)?0du　　推得u?tanu　　此為超越函數(shù)，同圖解法求得：　　u?0，??，??，??，?　　即asin??0，??，??，??，?　　可見，用菲涅耳波帶法求出的明紋條件目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　asin??(2k?1)?/2，k?1，2，3，?　　只是近似準(zhǔn)確的。　　單縫衍射的相對光

5、強(qiáng)分布曲線如下圖所示，圖中各級極大的位置和相應(yīng)的光強(qiáng)如下：　　sin?　　I0??/a??/a??/aI0.　　c.應(yīng)用單縫衍射的公式計算單縫縫寬　　由暗紋條件：asin??k?并由圖有：Xk?Ltan?k由于?很小，所以　　Xk?L?k?kL?/a　　令b?Xk?1?Xk?L?/a，則　　a?L?/b　　由此可見，條紋間距b正比于L和?，反比于縫寬a。由實驗曲線測出b，即可算出縫寬a。　　d.實驗證明，若將單縫衍射的光路圖中的單縫換成金屬細(xì)絲，屏上夫瑯和費花樣和同樣寬度的單縫衍射花樣是一樣的，故只需將單縫寬度a用金屬細(xì)絲直徑d代替，就可完全應(yīng)用以上的理論和公式。　　實驗

6、內(nèi)容和步驟：　　實驗主要內(nèi)容是觀察單縫衍射現(xiàn)象，測量單縫衍射的光強(qiáng)分布，并計算出縫寬a。目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　實驗中用硅光電池作光強(qiáng)I的測量器件。硅光電池能直接變?yōu)殡娔?，在一定的光照范圍?nèi)，光電池的光電流i與光照強(qiáng)度I成正比。本實驗用的是WJH型數(shù)字式檢流計，以數(shù)字顯示來檢測光電流。它是采用低漂移運算放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和發(fā)光數(shù)碼管將光電流a進(jìn)行處理，從而

7、將光強(qiáng)I以數(shù)字顯示出來?！　．按下圖接好實驗儀器，先目測粗調(diào)，使各光學(xué)元件同軸等高，要注意將激光器調(diào)平；　　b．激光器與單縫之間的距離以及單縫與一維光強(qiáng)測量裝置之間的距離均置為50cm左右，　　?3加上本實驗采用的是方向性很好，發(fā)散角1?10~1?10?5rad的He?Ne激光作為光源，這　　樣可滿足夫瑯和費衍射的遠(yuǎn)場條件，從而可省去單縫前后的透鏡L1和L2。；　　c．點亮He?Ne激光器，使激光垂直照射于單縫的刀口上，利用小孔屏調(diào)好光路，須特別注意的是：觀察時不要正對電源，以免灼傷眼睛?！　．將WJH接上電源開機(jī)預(yù)熱15