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时间:2020-03-16
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1、微波布拉格衍射一、实验目的 1.初步对微波及某些微波元件有所了解; 2.观察微波通过晶体模型的衍射现象,并验证布拉格衍射公式。二、基本内容,简介微波(或X射线)发展史 1.英国物理学家布拉格父子,1913年研究X射线在晶体上的衍射时,得出了著名的布拉格衍射公式,奠定了X射线结构分析的基础。微波布拉格衍射是模拟X射线晶体的衍射,用微波代替X射线用晶体模型代替实际晶体。 2.微波特性:微波具有波动的一切特性,是波长处于1mm—1m的范围内的电磁波。 3.布拉格衍射,晶体模型假设。布拉格衍射公
2、式 2dsinθ=KλK=1、2、3… 对于不同的晶面只有当满足上述公式的反射线才会相互加强,λ为入射光波长,d为研究的晶面族的晶面间的距离。D100=d这里(100)称为密勒指数或晶面指数,是对不同取向的晶面族所采用的标记,本实验所用晶体为立方晶体,晶格常数d=4.00cm微波波长约3cm,两者为同数量级,由于晶体模型中的微粒只有几十个,与真实晶体比太少了,因此实验结果会出现一些次级极大,特别是在小入射角下尤明显,实验时应避开小入射角从20°起测验。 (8分钟)三、示范讲解的内容 1
3、.怎样寻找最佳振荡模(包括XFL-2A型厘米波信号发生器工作的简单原理)。 2.波长表的使用(包括空腔波长表的工作原理及谐振时满足的条件,如何从f—D曲线上查f,f的单位)。 3.微波布拉格衍射实验装置 (微波传输线,接收器)(10分钟)四、注意事项 1.工作选择旋钮的使用方法,关闭前是否先置断; 2.最佳振荡模寻找时与检波电流配合使用; 3.不要动频率旋钮; 4.记录数据注意不要多记,也不要少记; 5.尤其注意本实验公式中θ角是掠射角,不是入射角; 6.不要在微
4、波传播方向设置障碍,不要让头档住; 7.不要扭动或抓握检波器,也不可拉拽与微安表的连接导线,实验中只能推动活动臂; 8.对(100)面内测定I—θ曲线时在第一级大值后会有一段范围I总是零,不要停止测量。五、指导要点 1.衍射公式; 2.衍射相互加强时光程差; 3.密勒指数规定方法。六、签字检查 把握谐振时D值是否正确。
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