单缝衍射光强分布的测量

qinsdau

　　依照光源、衍射孔（或缝）、屏三者的相互位置，可以把衍射分成两种，菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射。在实验室中，常把光源放在前透镜的焦平面上，从前透镜中射出的平行光垂直照射在狭缝上，通过狭缝形成的衍射光经后透镜汇聚到位于其后焦平面的观察屏上，衍射光在观察屏上形成一组明暗相间的条纹，中央条纹最亮，其宽度约为其他亮纹宽度的两倍，这组条纹就是夫琅禾费单缝衍射条纹。

这是一个基本的光学实验，难度不大，适合于理工农科各专业学生选做，操作过程简单，但调节过程有一定的难度，需要一定的技巧，作图过程比较复杂，需要一定的耐心。

  

实验具体内容与要求

　　1.检流计预热15分钟。

　　2.转动副尺手轮，将光电探头调至35mm处，调节探头方向，使之与轨道平行。

　　3.取下狭缝调节架，微调激光管，使光斑射在探头底部缝中央。

　　4.将狭缝调节架置于光源与探头之间，调节狭缝水平方向位置，知道出现清晰、明暗相间、界限分明的衍射条纹后，逆时针转动副尺手轮，将光电探头调至55mm处。

　　5.待检流计调零后，将光电探头接到检流计输入端，记下即时读数，然后顺时针将副尺手轮转动50个格（半圈）纪录一次读数于表格中，共测80个数据。

  

实验仪器简介

　　1.导轨：放置激光器，单缝二维调节架，一维光强测试仪。

　　2.激光电源、激光器：提供和发射激光。

　　3.单缝二维调节架：形成衍射条纹。

　　4.一维光强测试仪：将光强转变为光电流。

　　5.数字式检流计：显示光电流大小。

　　　　

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预习要求

　　1.了解夫琅禾费单缝衍射原理。

　　2.掌握用光强分布测试仪测量光强度分布的调节使用方法。

　　3.了解单缝衍射光

　　4.熟悉实验具体内容。

　　5.列出测量数据纪录表格。

  

常见问题与解答

　　1.实验中为什么要找出中央明纹的位置？

本实验的最终目的是为了能做出光强度分布图，找出中央明纹的位置，使其极大值位于所测数据的中间位置，做出的图像才能够出现主极大和其两边的二级极大。

　　2.实验中为什么要保证中央明纹的光电流值不要偏小？

如果中央明纹的光电流值偏小，那么其他位置的光电流值将更小，自然光照射的光电流值给作图带来一定的麻烦，而且，做出的图效果也不好。

  

预习思考题

　　1.单缝衍射光强度分布规律是什么？

　　2.自然光对作图有没有影响？

　　3.实验中，数字检流计什么时候应升高一档，什么时候应降低一档？

　　4.测量时从什么位置开始转动一维光强测试仪手轮？测量过程怎么转动？

  

实验注意事项

　　1.不要让激光直射入眼睛。

　　2.要保证读数为3位有效数字，若不足三位要降低一档。

　　3.检流计读数为1999时为超量程，需升高一档。

　　4.作图时需依次描出80个点，然后再连结。

　　5.实验结束要将检流计输入端口接线断开。