单缝衍射实验

1、电磁场与微波测量实验报告实验二单缝衍射实验题目：电磁场与微波测量实验学院：电子工程学院班级:X X撰写人：xx组内成员:x x xx一、实验目得掌握电磁波得单缝衍射时衍射角对衍射波强度得影响。二、预习内容电磁波单缝衍射现象。三、实验设备1、S426型分光仪:用于验证平面波得传播特点，包括不同媒质分界面时发生得反射与折射等诸多问题。分光仪得部分组件名称与简要介绍如下：序号名称功能及介绍1分度转台将接收天线、反射板旋定角度并读出刻度值2喇叭天线用于产生与接收垂直极化波3可变技减器改变微波信号幅度大小，避免反射4单缝板缝隙宽度可调5晶体检波器将波导中得电场强度转换为同轴线中得电流6读数机构一个电流表

2、 用于显示同轴线中得电流值大小7支座、支架仪器得基本组成部分2、DH112 1 B型三厘米固态信号源该信号源就是一种使用体效应管做震荡源得微波信号源，由振荡器、 隔离器与主机组成。三厘米固态振荡器发出得信号具有单一得波长（出厂时信号调在入=32、0 2mm上），当发射喇叭口面得宽边与水 平面平行时，发射信号电矢量得偏振方向就是垂直得。可变衰减器用 来改变微波信号幅度得大小，衰减器得度盘指示越大，对微波信号得 衰减也越大。晶体检波器可将微波信号变成直流信号或低频信号（当微波信号幅度用低频信号调制时）。四、实验原理当一平面波入射到一宽度与波长可比拟得狭缝时，就要发生衍射得现象。在缝后面出现得衍射波

3、强度并不就是均匀得，中央最强，同时也最宽。在中央得两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度得最小值，即一级极小，此时衍射角为0 = sin ，其中入就是波长F就是狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强 - 1 3 A度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为： ° =sin G 厘）。五、实验步骤1、连接好仪器，调整衍射板缝宽至 70mm,将该板固定在支座上，板平面与工作平台得9 0刻度线一致；2、转动小平台使固定臂得指针指向小平台得 180刻度处，此时小平台得0刻度就就是狭缝平面得法线方向；3、打开三厘米固态信号源，电流表偏转一定角度，调节信号电平使表头指示接

4、近满度；4、记录下0度时电流表刻度，从可动臂向小圆盘方向瞧去，每向左旋转2度，记下一组刻度值，直到角度达到5 2度；5、将可动臂旋转回0度，记下电流表数值，接下来每向右旋转2度，记下一组数值，由于旋转空间有限，我们取到了24度；6、保持输出信号不变，调整衍射板缝宽至5 0mm,重复上述步骤，记录多组数据；7、保持输出信号不变，调整衍射板缝宽至2 0 mm,重复上述步骤，记录 多组数据；8、根据实验结果绘制出单缝衍射强度与衍射角得关系曲线，计算一级极小与一级极大得衍射角理论值，并与实验结果进行比较分析。六、实验结果及分析1、理论计算：，一 1 H1 3 A一级极小值为° = “in 1

5、,一级极大值为0=sin G ,之所以： 当a=70mm,入=32mm 时,01 = 2 7、20°3=4 3、29; 当匹=50 mm,入=3 2 mm 时,02=39、79：°2=73、74:x当a = 20mm,入=32mm时产 > '无实际意义，所以不存在一级极大值与一级极小值2、实验数据：缝宽角度左侧衍射强度右侧衍射强度7 0mm50mm2 0 mm7 0mm5 0 mm20mm551429 85513100571 649 65515965 720£(ZV817C 0V T9P8 PPP9LP0ZPL900 7乙乙乙8£f0z9&

6、#163;8L乙%OLfTS£69T0 £99084乙9乙920qZ8zPZ乙0 T88n7Z(HInP140 TT £pp9L890£T 9OL6£9，口9L886950590522823、衍射曲线为:。=7 0 mm,入=32mm得衍射曲线:0”0 2 4 6 S 10 12 14 16 13 20 22 24 26 29 30 32 34 M 3B 404448 5D 52甯肘角度左恻衍射强度右例盲射韩度a = 50mm ,入=32mm得衍射曲线：一角度左世吒捐靠短右侧衍射幅度=2 0mm,入=32mm得衍射曲线:0 2 u 6 8 10

7、 12 14 16 IS 20 22 24 26 2R 30 32 34 苑 3B 40 42 44 46 43 卬 52一一角度左恻彷射催度右制衍射通度由实验数据与曲线可得： 当a = 70mm,入=3 2 mm时，左侧一级极小值 28,一级极大值为 48：右侧未测得一级极大值与一级极小值； 当口= 5 0mm,入=32mm时，左侧一级极小值 36、一级极大值为 4 o:右侧未测得一级极大值与一级极小值； 当”二20mm,入=32mm时，左侧一级极小值26,一级极大值为32 ,右 侧一级极小值10 一级极大值为18%4、实验理论与实验结果比较分析：当 Cf=70mm ,入=3 2mm 时:衍

8、射角度一级极小值一级极大值理论值2 7、2 0143、3实验测量值2848°由上表可知，当：=70mm,入=32mm时实验得理论值与测量值十分接 近，误差较小，可以验证单缝衍射定理。当 0t=5 0 m m ,入=32mm 时:衍射角度一级极小值一级极大值理论值39、873.7。实验测量值3 640由上表可知，当d = 50mm,X = 32mm时一级极小值得理论值与测量值十分接近，误差较小。但就是一级极大值得理论值为7 3、7 数 值较大，超出了此次试验得测量范围，未得到理论值附近得测量结果； 实际测量结果中显示极大值就是 40、该值就是由于外界干扰引起得 衍射曲线得一个小波动，不能作为一级极大值使用，所以不能验证单缝 衍射定理一级极大值得求解方法就是否成立。当 Cf=20mm,入=32mm 时:衍射角度理论值左侧右侧一级极小值无2 6O1 0一级极大值无32"O18当。二2 0 mm时产 入=3 2mm,对于公式无实际意义，所以不能根据 单缝衍射定理求得一级极小值与极大值，在实验中表现为不能成功产 生衍射现象。由衍射曲线得到得极值就是无规律上下波动得结果，无法得出一级极大与一级极小对应得衍射角度。实验结论:发生衍射现象时，在一定精度范围内，单缝衍射定理成