光强分布的研究ppt课件

1、北京结合大学根底部物理实验室北京结合大学根底部物理实验室实验目的实验目的实验原理实验原理数据处置数据处置实验仪器实验仪器实验内容实验内容思索问题思索问题实验目的实验目的 n察看单缝衍射、双缝干涉、多缝干涉、光栅衍射察看单缝衍射、双缝干涉、多缝干涉、光栅衍射等景象，加深对光的干涉和衍射实际的了解；等景象，加深对光的干涉和衍射实际的了解；n n研讨单缝衍射的光强分布；研讨单缝衍射的光强分布；n研讨激光经过偏振片后光强的分布规律，加强对研讨激光经过偏振片后光强的分布规律，加强对光的偏振实际的了解。光的偏振实际的了解。实验仪器实验仪器n光强分布测试仪；光强分布测试仪；n激光器、单缝、双缝、多缝、光栅、

2、偏振片；激光器、单缝、双缝、多缝、光栅、偏振片；n硅光电池光电探头；硅光电池光电探头；n微电流丈量仪。微电流丈量仪。1.1.光强分布测试仪光强分布测试仪1激光器，激光器， 2单缝，单缝，3光导轨，光导轨，4小孔屏，小孔屏，5光电探头，光电探头，6一维丈量安装，一维丈量安装，7数字检流计数字检流计 实验原理实验原理n单缝衍射、双缝干涉、光栅衍射光强分布；单缝衍射、双缝干涉、光栅衍射光强分布；n n光的偏振光的偏振一、单缝衍射、双缝干涉、光栅衍射一、单缝衍射、双缝干涉、光栅衍射1. 单缝衍射单缝衍射SL1L2EsinIoa2a3aa2a3a干涉相消暗纹干涉相消暗纹干涉加强明纹干涉加强明纹sin22

3、akk sin(21)2ak p1s2ssxooB实实 验验 装装 置置d1r2rDdDr2. 双缝干涉双缝干涉xdDsin12drrr波程差波程差sintanx D减弱减弱2) 12(kkxrdD 加强加强,2, 1 ,0k暗纹暗纹(21)2DkdDkdx明纹明纹,2, 1 ,0k条纹间距条纹间距 Dxd双缝干涉光强分布双缝干涉光强分布3.光栅衍射光栅衍射()sinabk光栅方程光栅方程 0 0I单单-2-2-1-11 12 2I0 04 48 8-4-4-8-8单缝衍射单缝衍射 轮廓线轮廓线光栅衍射光栅衍射光强曲线光强曲线二、光的偏振二、光的偏振1. 1. 什么是偏振光？什么是偏振光？自然

4、光自然光线偏振光线偏振光2.2.偏振片偏振片 起偏与检偏起偏与检偏 起起 偏偏021I偏振化方向偏振化方向0I起偏器起偏器检偏器检偏器 检检 偏偏起偏器起偏器马吕斯定律马吕斯定律1880 1880 年年NM2E1E221cosII 强度为强度为 的偏振光经过检偏振器后的偏振光经过检偏振器后, 出出射光的强度为射光的强度为1I221cosII马吕斯定律马吕斯定律: :实验内容实验内容n察看单缝衍射、双缝干涉、多缝干涉、光栅衍射察看单缝衍射、双缝干涉、多缝干涉、光栅衍射等景象；等景象；n丈量单缝衍射的光强分布；丈量单缝衍射的光强分布；n丈量激光经过偏振片后光强的分布。丈量激光经过偏振片后光强的分布

5、。一、察看单缝衍射、双缝干涉、多缝干涉、光栅衍射等景象一、察看单缝衍射、双缝干涉、多缝干涉、光栅衍射等景象. 在光导轨上正确安顿好各实验安装。翻开激光器，用小孔屏在光导轨上正确安顿好各实验安装。翻开激光器，用小孔屏 调整光路，使激光束与导轨平行。调整光路，使激光束与导轨平行。确保激光器的激光垂直均匀照射单缝，先用小孔屏进展察看，确保激光器的激光垂直均匀照射单缝，先用小孔屏进展察看，调理单缝倾斜度及左右位置，使衍射光斑程度，两边对称。调理单缝倾斜度及左右位置，使衍射光斑程度，两边对称。3. 使激光分别照射在单缝、双缝、多缝和光栅上，察看小孔屏使激光分别照射在单缝、双缝、多缝和光栅上，察看小孔屏上

6、的衍射图样并进展比较。上的衍射图样并进展比较。二、研讨单缝衍射的光强分布二、研讨单缝衍射的光强分布. 将激光照射在单缝上，移去小孔屏，在小孔屏处放上硅光电将激光照射在单缝上，移去小孔屏，在小孔屏处放上硅光电 池，开启微电流丈量仪，预热池，开启微电流丈量仪，预热5分钟；分钟；2. 遮住激光出射口，把微电流丈量仪调到零点基准；遮住激光出射口，把微电流丈量仪调到零点基准；3.把硅光电池狭缝位置移到标尺中间位置处，调理硅光电池左右、把硅光电池狭缝位置移到标尺中间位置处，调理硅光电池左右、高低和倾斜度，使衍射光斑中央最大两旁一样高低和倾斜度，使衍射光斑中央最大两旁一样 级次的光强以同样级次的光强以同样高

7、度射入硅光电池狭缝；高度射入硅光电池狭缝；4. 转动光强丈量安装鼓轮到零点，每经过转动光强丈量安装鼓轮到零点，每经过1.000mm即鼓轮即鼓轮 转动一周，沿展开方向测一点光强，不断测到另一侧端点；转动一周，沿展开方向测一点光强，不断测到另一侧端点；5. 根据所测数据，绘制光强分布曲线。根据所测数据，绘制光强分布曲线。二、光的偏振研讨二、光的偏振研讨.调理激光聚焦成点光源，将激光点照射在偏振片上；调理激光聚焦成点光源，将激光点照射在偏振片上；3. 移去小孔屏，使硅光电池狭缝正对光斑。遮住激光出射口，移去小孔屏，使硅光电池狭缝正对光斑。遮住激光出射口， 把微电流丈量仪调到零点；把微电流丈量仪调到零

8、点；4. 将游标的零点与主尺的零度对齐，转动偏振器使出射光强将游标的零点与主尺的零度对齐，转动偏振器使出射光强 最大最大=00，固定偏振器顶端螺丝，在此条件下进展丈量；，固定偏振器顶端螺丝，在此条件下进展丈量；5. 转动偏振片，在转动偏振片，在0360间每间每10测一次。测一次。2. 转动偏振片，察看小孔屏上的光斑强度变化转动偏振片，察看小孔屏上的光斑强度变化(定性察看定性察看)；6.作出作出I-cos2曲线。曲线。数据处置数据处置n 本实验运用的半导体红光激光器波长为：本实验运用的半导体红光激光器波长为：= 635.0 nmn 数据记录：数据记录：1. 单缝衍射的光强分布单缝衍射的光强分布次数k12.50 x(mm)0.0001.00050.000I(uA)2. 光的偏振研讨光的偏振研讨次数k12.37（0）0.0010.00360.00I(uA)n 数据处置与分析：数据处置与分析：1. 作单缝衍射的光强分布曲线，分析其规律；作单缝衍射的光强分布曲线，分析其规律；2. 作出偏振光的作出偏振光的I-cos2曲线，验证马吕斯定律。曲线，验证马吕斯定律。思索问题思索问题n 偏振器的游标盘每个小格是多少度，相当于多少分？偏振器的游标盘每个小格是多少度，相当于多少分？n 半导体激光器发射的激光是偏振光吗？半导体激光器发射的激光是偏振光吗？ u 在丈量过程中，检流计的档位开