单缝衍射实验实验报告

1、单缝衍射实验、实验目的1观察单缝衍射现象，了解其特点。2测量单缝衍射时的相对光强分布。3利用光强分布图形计算单缝宽度。二、实验仪器He-Ne激光器、衍射狭缝、光具座、白屏、光电探头、光功率计。三、实验原理波长为入的单色平行光垂直照射到单缝上，在接收屏上，将得到单缝衍射图样，即一组平行于狭缝的明暗相间条纹。单缝衍射图样的暗纹中心满足条件：f=二一：(1)式中，x为暗纹中心在接收屏上的x轴坐标，f为单缝到接收屏的距离；a为单缝的宽度，k为暗纹级数。在1级暗纹间为中央明条纹。中间明条纹最亮，其宽度约为其他明纹宽度的两倍。实验装置示意图如图1所示。救汽蓋猿缤光电冴头DDDDDD光屯济改倉器图1实验装置

2、示意图光电探头(即硅光电池探测器)是光电转换元件。当光照射到光电探头表面时在光电探头的上下两表面产生电势差U,AU的大小与入射光强成线性关系。光电探头与光电流放大器连接形成回路，回路中电流的大小与川成正比。因此，通过电流的大小就可以反映出入射到光电探头的光强大小。四、实验内容1观察单缝衍射的衍射图形;2测定单缝衍射的光强分布；3利用光强分布图形计算单缝宽度。五、数据处理（1）原始测量数据将光电探头接收口移动到超过衍射图样一侧的第3级暗纹处，记录此处的位置读数X（此处的位置读数定义为0.000）及光功率计的读数P。转动鼓轮，每转半圈（即光电探头每移动0.5mm），记录光功率测试仪读数，直到光电探

3、头移动到超过另一侧第3级衍射暗纹处为止。实验数据记录如下：原始数据记录表梧（P/Pmax-XlK(mm)0000)50010001.5002.0002.5003.0003.5004.0004.500P(mvu)0.0130.0110.038O.OOd0.0020.00.1C.?MQ.0090.0160.：22P/PmaKD.0090.C37CCOEC.C03C.C010.0010.003Q.006a.o.i0.0_5Xgm)5ODO55306COO6.5007.0007b00a.oooa.jc:g.ao:9.03P(mw)CO25CC2CCC13c.ooeC.CD1C.D03C.0120.02

4、70.0460.：62P/Pmax0.0170.C13CC09C.C04C.C010.002o.coeQ.O_B0.0310.D42Xfmm)10.00010.50011.C0311.50312.00012.50013.00013.5C0uocoU5D0P(mw)C07_C.0690.0550.032O.OiD0.00丄0.0200.0810.1910.354P/Pmar0049)046)0970.0210.0070.0010.013D.0540.12B0.237Xmm)15.000IE.50016.00016.50317.00317.50010.3001B.5DDJ9.0CDJ9.5D0P(

5、mw)0.56C0.793_C2S_.24J_/0J1.4391.4921.4_：1.2541.D45P/Pmax03750532C690C.832C.9390.9981.0000.94：O.S400.700Xmm)20.00020.50021.00321.50022.00322.50023.30023.5002400024500P(mw)0.01C0.575C.35702mC.CB70.023C.CQ.1Q.C090.03C0.D53P.TmaitC5430335C2d6C.13ECC53O.DLZ0.0010.0C60.0200.036X(mm)25.00025.50026.00326.5

6、032700027.5002B.30C28.50029.00029.5?0P(mw)0.0690.C7LUU63U.047G.G2a0.013Q.0&30.0010.00b0.012P/PmaK0.046D.0i8C.0i2C.C32c.cig00090.0C20J0010.0030.003Xfmm)30.00030.50031.JO031.50032.00032.50033.0003350034.00034.500P(mw)0020002500260.0220.0160.0100.0040.0010.0040.000P/Pmax0.0130.0170.0170.01E0.0110.0070.

7、0t30.0010.003005将表格数据由matlab拟合曲线如下:（2）根据记录的数据，计算单缝的宽度。衍射狭缝在光具座上的位置L1=21.20cm.光电探测头测量底架座L2=92.00cm.千分尺测得狭缝宽度d=0.091mm.光电探头接收口到测量座底座的距离&=6.000则单缝到光电探头接收口距离为f=L2-L1+Af=92.00cm21.20cm+6.00cm=76.80cm.由拟合曲线可读得下表各级暗纹距离:各级暗纹士1级暗纹士2级暗纹士3级暗纹距离/mm10.50021.50031.200单缝宽度/mm0.0930.0900.093单缝宽度计算过程：因为入=632.8nm.由d=

8、2kf入/AXi,得d1=(2*1*768*632.8*10A-6)/10.500mm=0.093mm.d2=(2*2*768*632.8*10A-6)/21.500mm=0.090mm.d3=(2*3*768*632.8*10A-6)/31.200mm=0.093mm.d=(d1+d2+d3)/3=(0.093+0.090+0.093)/3mm=0.0920mm相对误差Er=(|d-d|/d)*100%=1.1%.六、误差分析1.1%的误差比较小，微小误差产生的原因有：1、L1、L2、d均存在读取的偶然误差。2、在转动鼓轮移动光电探头时，每次移动距离与0.5mm间存在一定偶然误差。3、根据拟

9、合曲线读取的暗纹距离存在读取误差。4、光电探头与光功率计本身存在系统误差，使得读取功率示数存在一定误差。5、真实环境下操作时可能有自然光的干扰，导致光功率计的数据有一定偏差。七、实验总结1、实验结果显示的相对光强分布表明，波长为入的单色平行光垂直照射到单缝上，在接收屏上，得到的单缝衍射图样是一组平行于狭缝的明暗相间条纹。单缝衍射图样的暗纹中心满足条件：fX=+kA（k=1,23）式中，X为暗纹中心在接收屏上的X轴坐标，f为单缝到接收屏的距离；a为单缝的宽度，k为暗纹级数。在1级暗纹间为中央明条纹。中间明条纹最亮，其宽度约为其他明纹宽度的两倍。2、由波形图可以很直观地看出，中央主级大光强最大值远

10、远大于其他主级大的光强最大值，又主极大依次向外，各级主极大光强最大值逐渐减小。八、原始数据及数据处理过程（拍照之后粘贴在下方）（无此项实验无效，不给成绩）见下两页00000000$(mw)0则X(也切pcmw)牛炖7oilX3切)p(fw)Q.0(.000/Jix)2。0。2丁00j.go打84:000快O|08*O0c40.Qo2O.g0MG0O?GQl6ERQda护g7-鉄EOQX0Qoo疔.OOC。门e.O巧6。左6。戸。0吋甲如o.062TTo。I牛gp(牛亦尸ww)0*8小珂吋&0用mm)7肿owI&W厲goj?(rnw)i.tMI比0|屮/5m)也烝2,g2p5W0。可QQ2J0.

11、0。|6巧HowiVFoo心如16炉|/8叩32牛/J旳卜糊9jg为g?2o.px?丽q斗Xi灯曲|。pjjrc?.to|2牛g?上牛妙冷网皿7.0-Oj04。gOk?T(0头5叫qjvoifw卩LM奶qa3Q、QOQ2#X、mm)0,0*0r5w)C?Q0。巧昭6乂(.同孑比go艸Jopj?i_m*v*)0.00牛60(?8Y2E2広08训沪。Z.WJjeoOcOlJ63D.go.ooj62RO$2COOji-foO3.806护L。曲o.ojo03C?QC?|牛刁嵌祸伙建认加M彳溯拟徒肖圮力Lk的件詈h二22m,目圮电探丸蚀芒架处Li莊也具座上的强爰g二弘帕m乞空採头楼妝坛钊円|座旅翠应谕馆南歼-gst數拣处理：卑迖列?匕扌衆決兹换丽?距幽为y二仏2呵也仁7zoo