單縫衍射光強(qiáng)分布的測量

qinsdau

　　依照光源、衍射孔（或縫）、屏三者的相互位置，可以把衍射分成兩種，菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射。在實驗室中，常把光源放在前透鏡的焦平面上，從前透鏡中射出的平行光垂直照射在狹縫上，通過狹縫形成的衍射光經(jīng)后透鏡匯聚到位于其后焦平面的觀察屏上，衍射光在觀察屏上形成一組明暗相間的條紋，中央條紋最亮，其寬度約為其他亮紋寬度的兩倍，這組條紋就是夫瑯禾費單縫衍射條紋。

這是一個基本的光學(xué)實驗，難度不大，適合于理工農(nóng)科各專業(yè)學(xué)生選做，操作過程簡單，但調(diào)節(jié)過程有一定的難度，需要一定的技巧，作圖過程比較復(fù)雜，需要一定的耐心。

  

實驗具體內(nèi)容與要求

　　1.檢流計預(yù)熱15分鐘。

　　2.轉(zhuǎn)動副尺手輪，將光電探頭調(diào)至35mm處，調(diào)節(jié)探頭方向，使之與軌道平行。

　　3.取下狹縫調(diào)節(jié)架，微調(diào)激光管，使光斑射在探頭底部縫中央。

　　4.將狹縫調(diào)節(jié)架置于光源與探頭之間，調(diào)節(jié)狹縫水平方向位置，知道出現(xiàn)清晰、明暗相間、界限分明的衍射條紋后，逆時針轉(zhuǎn)動副尺手輪，將光電探頭調(diào)至55mm處。

　　5.待檢流計調(diào)零后，將光電探頭接到檢流計輸入端，記下即時讀數(shù)，然后順時針將副尺手輪轉(zhuǎn)動50個格（半圈）紀(jì)錄一次讀數(shù)于表格中，共測80個數(shù)據(jù)。

  

實驗儀器簡介

　　1.導(dǎo)軌：放置激光器，單縫二維調(diào)節(jié)架，一維光強(qiáng)測試儀。

　　2.激光電源、激光器：提供和發(fā)射激光。

　　3.單縫二維調(diào)節(jié)架：形成衍射條紋。

　　4.一維光強(qiáng)測試儀：將光強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏鳌?/font>

　　5.數(shù)字式檢流計：顯示光電流大小。

　　　　

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預(yù)習(xí)要求

　　1.了解夫瑯禾費單縫衍射原理。

　　2.掌握用光強(qiáng)分布測試儀測量光強(qiáng)度分布的調(diào)節(jié)使用方法。

　　3.了解單縫衍射光

　　4.熟悉實驗具體內(nèi)容。

　　5.列出測量數(shù)據(jù)紀(jì)錄表格。

  

常見問題與解答

　　1.實驗中為什么要找出中央明紋的位置？

本實驗的最終目的是為了能做出光強(qiáng)度分布圖，找出中央明紋的位置，使其極大值位于所測數(shù)據(jù)的中間位置，做出的圖像才能夠出現(xiàn)主極大和其兩邊的二級極大。

　　2.實驗中為什么要保證中央明紋的光電流值不要偏??？

如果中央明紋的光電流值偏小，那么其他位置的光電流值將更小，自然光照射的光電流值給作圖帶來一定的麻煩，而且，做出的圖效果也不好。

  

預(yù)習(xí)思考題

　　1.單縫衍射光強(qiáng)度分布規(guī)律是什么？

　　2.自然光對作圖有沒有影響？

　　3.實驗中，數(shù)字檢流計什么時候應(yīng)升高一檔，什么時候應(yīng)降低一檔？

　　4.測量時從什么位置開始轉(zhuǎn)動一維光強(qiáng)測試儀手輪？測量過程怎么轉(zhuǎn)動？

  

實驗注意事項

　　1.不要讓激光直射入眼睛。

　　2.要保證讀數(shù)為3位有效數(shù)字，若不足三位要降低一檔。

　　3.檢流計讀數(shù)為1999時為超量程，需升高一檔。

　　4.作圖時需依次描出80個點，然后再連結(jié)。

　　5.實驗結(jié)束要將檢流計輸入端口接線斷開。