实验六-单缝衍射.doc

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1、实验六单缝衍射【实验目的】1、观察单缝衍射现象，了解单缝宽度对衍射条纹的影响；2、学习一种测量单缝宽度的方法；3、通过数据处理，加深对误差传递过程的理解。【实验仪器】单缝衍射仪 ，宽度可调单缝，钠光灯（含狭缝光阑），测量显微镜。【实验原理】根据单缝衍射理论：暗条纹中心：（1,2,3……）(1)明条纹中心：5 （1,2,3……）(2)中央条纹中心：                (3)本实验采用暗条纹进行测量，考虑到一般情况下角较小，于是有：                           （4）故由（1）得暗条纹的衍射角可由下式决定：           (5)对于左边第条

2、（）和右边第条（）暗纹根据（5）则有：  (6)               (7)由（6）和（7）相加可得：               （8）又因为：                              （9）所以：                               (10)令：                                           (11)（，分别表示第和第级暗条纹到接收屏中心的距离）于是就有：  5                               (12)实验测出了，，值之后，就可根据上式计算出单色光的波长。从（

3、5）式可以看出：对一定的单缝宽度，任意二条相邻暗条纹之间衍射角差值都为：  即   这说明在衍射屏上相邻暗条纹之间的距离是相等的。从（5）式和（12）式可以看出：衍射角和单缝宽度成反比；但对于一定的波长以及确定的，级次值时，改变单缝宽度时：                 值保持不变。、【注意事项】1、单缝帽易损坏，调节单缝时应缓慢，不可用力。、2、为减小相对误差，应选择较大级数的暗条纹进行测量。1． 单缝衍射仪离光源1.5米到2米，这样光源可以看作平行光源，以满足夫琅和费衍射条件。2． 光源狭缝、单缝、测微目镜竖直叉丝要相互平行。3． 在测量过程中，读数鼓轮要单方向转动避免螺

4、距差。【实验步骤】1． 单缝衍射仪离光源1.5米到2米，这样光源发出的光可以看作平行光，以满足夫琅和费衍射条件。2． 调节单缝衍射仪使其与光源狭缝等高。3． 把单缝帽套取下，调节仪器使望远镜正对光源狭缝，并能在测微目镜中看到狭缝的像，调节望远镜的仰俯角螺栓使像落在测微目镜的中间。再调节目镜使十字叉丝清晰，然后调节单缝衍射仪的调焦手轮，使狭缝的像清晰。从读数窗口读出值。54． 将单缝帽套套在测微望远镜物镜上，使单缝成垂直状，旋紧帽套固定手轮，调节单缝缝宽手轮，使狭缝有合适的宽度（约0.6毫米到1毫米），这时在测微目镜中看到清晰的衍射图像。5． 调节测微目镜读数鼓轮，使十字叉丝与左

5、边第条暗纹重合，从测微目镜读数鼓轮读出读数，再使十字叉丝与右边第条暗纹重合，读出读数，二者读数之差即为二条暗条纹之间的距离。6． 取下单缝帽套，注意切勿使缝宽发生变化，用台式读数显微镜测出缝宽。7． 根据计算出单色光的波长值。8． 验证相邻暗条纹中心是等距离的，即。9． 改变缝宽重做对比实验，验证是一常数。【数据记录及处理】1.测量单色光的波长（测微目镜离光源1.5米到2米左右）（固定值130.0+读数+修正值）mm测量次数(mm)(mm)（mm）(mm) (mm)(nm)12+2       4+4    22+2       4+4    32+2       4+4   

6、 2.验证在一定单缝宽度时，任意二条相邻条纹之间的距离是否相等，即5 第一组数据第二组数据第三组数据   2+24+42+24+42+24+4            3.在一定的条件下，验证和的乘积是否保持不变。 第一组数据第二组数据第三组数据2+2         4+4         【思考题】1．何为夫琅和费衍射？为什么单缝要离光源远些？2．如果入射光是复合光，将会看到什么现象？5