北邮电磁场实验_单缝衍射实验

1、北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验二 单缝衍射实验学院： 电子工程学院 班级： 2013211207 组员： 陈育龙、丁伯建、刘运杰 执笔： 陈育龙 目录1.实验内容11.1实验目的11.2实验设备11.3实验步骤12.实验原理23.实验数据23.1单缝衍射实验一23.1.1实验测量数据23.1.2理论分析33.1.3实验分析43.2单缝衍射实验二43.2.1实验测量数据43.2.2理论分析53.2.3实验分析53.3单缝衍射实验三53.1.1实验测量数据53.1.2理论分析73.1.3实验分析74.数据与误差分析74.1数据分析74.2误差分析74.2.1导致误差出现的可能原因74.2.1

2、减小误差的方法75.思考题（无）86.实验心得与体会8 1. 实验内容1.1实验目的掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响.1.2实验设备S426型分光仪。1.3实验步骤仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使 狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90°刻度的一对线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的180°处，此时小平台的0°就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。然后从衍射角0°开始，在单缝的两侧使衍射角每改变2°读取一次表头读数，并记录下来，这时就

3、可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。具体步骤：1.连接好系统，开启信号源。2.将单缝衍射板的缝宽 调整为70mm左右，将其安放在支座上，衍射板的边线与刻度盘上两个90°对齐；转动小平台使固定臂的指针在小平台的180°处，此时小平台的0°就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。3.依次微调发射喇叭、衍射板、接收喇叭，使衍射强度分布的中央极大位于0°；调节发射和接收衰减器，使中央极大值的信号电平处于8090；在 500的范围内转动接收

4、天线，观察衍射强度分布，认为分布合理后开始测量。4.将微波分光仪的活动臂转到衍射角从衍射角0°开始，在单缝的两侧使衍射角每改变2° 读取一次表头读数，并记录下来。5.作出单缝衍射的相对强度与衍射角的关系曲线（以衍射角 为横轴，电流值 为纵轴），确定出极大和极小衍射角的实验值。2.实验原理当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为 ，其中是波长，a是狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又

5、逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为： (如左图所示)3.实验数据3.1单缝衍射实验一=70，=323.1.1实验测量数据角度左侧衍射强度（uA）右侧衍射强度（uA）0°100.0100.02°98.098.04°94.092.06°86.284.28°70.066.010°53.048.012°50.044.014°40.842.016°39.038.018°18.020°8.022°4.024°2.226°2.028°2.030°3

6、.832°4.034°4.036°2.038°0.840°3.042°5.244°8.046°4.048°3.050°4.052°0.8空白部分由于仪器位置原因无法测量。根据实验数据作图如下:3.1.2理论分析一级极小值=27.20一级极大值=43.303.1.3实验分析左 右理论值 测量值 理论值 测量值一级极小值27.2° 28°27.2° 无一级极大值43.3° 44°43.3° 无3.2单缝衍射实验二=50，=323.

7、2.1实验测量数据角度左侧衍射强度（uA）右侧衍射强度（uA）0°98.898.82°96.094.64°92.092.06°90.090.08°78.874.810°70.068.012°65.068.014°60.262.016°49.650.018°40.020°27.022°17.024°12.026°18.228°18.230°16.032°3.234°0.236°1.238°8.040

8、°3.042°0.244°1.046°2.048°1.050°052°0根据实验数据作图如下：3.2.2理论分析一级极小值=39.8°一级极大值=73.7°3.2.3实验分析左 右理论值 测量值 理论值 测量值一级极小值39.80 42039.80 无一级极大值73.70 无73.70 无3.3单缝衍射实验三=20，=323.1.1实验测量数据角度左侧衍射强度（uA）右侧衍射强度（uA）0°62.060.82°50.251.04°40.042.06°46.046.0

9、8°58.056.010°54.050.012°48.246.014°42.040.616°46.044.018°42.020°32.022°26.024°20.226°18.228°15.030°23.232°26.034°32.036°24.238°12.240°4.642°3.844°16.046°30.048°31.050°17.052°3.0空白部分由于仪器

10、位置原因无法测量。根据实验数据作图如下:3.1.2理论分析一级极小值=27.2°一级极大值=43.3°3.1.3实验分析左 右理论值 测量值 理论值 测量值一级极小值无 无无 无一级极大值无 无无 无4.数据与误差分析4.1数据分析由上述分析可知，实验数据与理论数据存在一定误差=70mm，=32mm 一级极小对应衍射角的相对误差=(28-27.2)/27.2=2.94% 一级极大对应衍射角的相对误差=(44-43.3)/43.3=1.62%=50mm，=32mm 一级极小对应衍射角的相对误差=(42-39.8)/39.8=5.53%4.2误差分析4.2.1导致误差出现的可能原因1.电流表精确度不理想；2.衍射角的角度间隔过大；3.人为误差，对电流表进行读数时可能会出现误差；4.实验环境不理想，周围声音以及人员走动都会对实验数据产生影响；4.2.1减小误差的方法1.可以在理论值附近减小衍射角的间隔，使间隔为12.对电流表进行读数时，待读数稳定后再进行读数3.尽量保持实验环境不变5.思考题（无）6.实验心得与