实验33应用计算机测定单缝衍射光强度分布

应应用测定单缝衍射的光强度分布实验目实验原理及背景知识实验内实验仪器实验步注意事实际操实验目的了解单缝衍射现象及其应用 实验原理及背景知识介绍光在过程中经过物，如狭缝、小会到几何阴影中去，产生衍射现象。单缝衍射有两种：一种是 衍射，单缝距光源和接收均有远；另一种是夫琅和费衍射，单缝光和收均无远或者相当于无限远此入光衍光可看做平行光。本实验单缝与采光屏的距离远大于单缝宽度，所以可以看成是夫琅和费衍射现象夫琅和费(Joseph图图单缝衍射光强分布曲线由- 不同，明纹和其它明纹的角宽度不同，暗级数k的增加，趋于等间距。本实验通过测量±Ｋ极暗纹的间距Ｄk形成原理得出缝宽的计算公式（k=1、2、3… 实验内容１．观察不同缝宽的单缝衍射现缝宽的单缝衍射现象，并记录观察到的实验现象２．单缝缝宽度的测实验仪器介绍１．光传感 光传感 的模拟接口。传感器通光口采光屏处安装有光圈调节装置。光传光圈调节装

构成，用来调节：光圈装置中狭缝的调：后方正对光传感器的通光口， 即入射光只有通过图中缝光圈装置螺丝可固紧光圈装置面板所有需的光都能入射到通光缝的，且光圈旋转移动传感旋转移动传感器测量旋转和线性运动。该感器上的分格有一个光编 ，每旋转一分格大可产生1440个脉冲。的1、2口旋转移动传感 科 500型接或数字信号输入到科学接口，信号经过接口变换后送到计算机上的科学软件进行数据处1、2口可输入字信科 接口与传感器的连 梅花箭头或Top标科 500型接口的开 scienceworkshop前开工作中的科工作中的科 接接口指示灯半导体激光 激光器电激磁性表 性表座时，应先关闭其磁性

固紧螺a中的激光的上下丝调至位置，为后至其中脱落。单缝装切记不可用 实验步骤１．熟悉各实验仪器，调整激光器发射出的激光光线与光具座平行，并能被光传感器的接收孔准确接收。２．依据实验或手册完成科学软件３．调出符合要求的单缝衍射图案，利用科学软件及各仪器、记录所需实验数据注意事项激 不能正对眼睛，以免受。严禁用手触摸单缝装置预习题 两表座处于光具座横向位置、并尽量远离光传感器 ３．移动单缝装置及磁性表座至光具座上靠近激光处，意此时单缝装置下方的表座磁性应处于关闭状态，否则将使装置和操作者处于极状态。记住激光照射在单缝装置上的位置和其下方的磁性表座在光具座上的横向位置（缘作参照物，下一张图）。调节二维调节架上两微调螺丝，使激光照射到单缝上的位置 图）。此时在接收屏上可看到清 接口配套软件scienceworkshop图标，屏幕上显示如下。 设置接口1、2：用鼠标左键点住数码式插 图标拖动到接口1放开在弹出的选择感应器窗口中选择“旋转移动传感器”后，点“定在随后弹出的如下窗口中选择“分格旋转”为144，点击“确定”。科学 型接口的、口设置完设置模拟信号口：明确光传感器输入的模拟信号口（A口、或B口、或C口），用鼠标左键点住模拟式插头 图标，并拖至光传感器输入接口的对应通道(本例中光传感器接B口)，在弹出“选择感应器窗口中选中光传感器”，然后点确定”右下图 菜单中）的“取样选项”，设置取样周期为100HZ或图形显示：当科 最大化后，用鼠标左键点住“图表”不开拖至光传感器输 （本例为Ｂ口）再松开，弹出“图形显示框。图表大小调整：点击左下图中红色箭头的“向下还原“图形显示”框调整为右下方图形大小所示图表X、Y轴设置：“图形显示”的X时点击左下图中红域旁边的下拉单，然后点击右下图中“位置”，X轴即修改为“位置”，单位为“厘米”。轴如需修改，可以同样方式将轴修改为“强度”设置完毕如下一张图所试 数据：移动旋转移动传感器，同时调整光圈架的高度与方向，使得所有衍射光都能垂直照到光圈上通光缝，然后将通光缝移至衍射光斑区域的一侧（如下图）点击电脑屏幕上scienceworkshop软件的记录按 ，缓慢匀速地旋转旋转移动传感器至光斑区域另一侧对称位置止（如下图,以零级亮纹即亮斑为中心）。然后点击cenceworhop软件的停止按钮。双击“图表显示”窗左下方的第四个最优化小图标 。根据 到的数据按调整光圈调节装上的通光缝、或光传感器的增益、或旋转旋转移动传感的速度或 区域重复操作步骤9，使得最终能 到如下一张图所示数据，即：数据点不能太稀疏，零级亮纹的光强度（纵轴）应大于3且小于46（不削峰），横轴上显示的衍射光级数应大于级，但不超过5级。注意：每 完一次数据都要击最优化图标 。点击“图表显示”窗左下方的第五个小图 在弹出窗口的“名称”栏中输入：实验图表名称、、学号、实验桌号等图表完整信息后，按“确打印图表：在确定图表信息已经输入完整、并已最优化后， 新开启的文档中，无需调整大小（如下一张图），直接打印即可 即此单缝衍射图±2级暗纹间距Ｄ±2=1.595cm，重复测量Ｄ±28次以上读出8组以上Ｄ±2的值⑷x2（由此可算出衍射光距离L=x2-x1）。实验完当实验完成，所有实验相关原始数据（包括每一测量量的仪器示值误差）已按要求记在预习报告的三线表中后，可示意教师检验自己的实验数据。教师在检查、核对完该同学仪器状态、位电脑上的