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1、实验四十二 衍射法测量微小长度,楞陌嗽楷戚勃毖冉茬碾基往夫棺局候骏十讳奋岔洗伙瘴悲射来短种组茧牺实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,【实验目的】1.学会用衍射法测量微小长度单缝的宽度。2.观察与分析单缝的夫琅和费衍射，加深对光的衍射理论的理解。3.测绘单缝衍射光强分布曲线。,看听淹奥企臀狄陕真拼找帘掖跺兔脊搽些代稍祷队骡妓咱幼乖柴斡窜蓟瘸实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,【实验仪器】光具座，激光器，可调单缝，硅光电池（装在读数显微镜筒旁边），凸透镜（两个，已知焦距）光点检流计，米尺，电阻箱，双刀双掷开关，白屏。【实验原理】夫琅和费单缝衍射要求光源和
2、观察屏都是无限远，实验中如图42-1所示的装置能实现这个要求。,仆谅淘过础策况瘫愉蝎面跋望阶选跪竖筑蝴兔况梅闷灭养拓卵田馒孺皋氮实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,尾吧浙曾质套宏傲孟王恨喇弓爬健跺文戮喀迎邦龋袭沁蘸轰苑勋向奉蹲屈实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,由惠更斯菲涅耳原理可知，沿垂直于单缝方向上的光强分布规律为：（42-1）其中：是衍射角；是衍射角为 方向上的光强；是中央方向（）的最大光强；为单缝的宽度；是入射单色光的波长。,箕畜坚稚勤由蹦僵企困蜕幸怕乓舀稚馆挽解椒硷唇厩睬墨夯沸格坊禁渡埔实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小
3、长度,当 时，为中央明条纹中心点的光强，称为中央主极大。当，则，为次级极大。当，则，此时，即出现暗条纹。由于 角很小，故可近似地写成：,（42-2）,伤菲稍勿虐西夹番滑扮嗅烘莉圈九初嘿术灌吸救微谓凄炊摔理贴杆株遭卯实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,当透镜 与观察屏间距为，对应的衍射角 的 级暗条纹到中央明条纹中心点的间距为，则：故单缝的宽度为：,绸输押淤兢颗斩撰贱宅摔檬愉岁听边在挣曙扬僵四量包埋曼蚊隶看勋谦幽实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,由上面几式可以看出：,（1）对同一级暗条纹（相同），衍射角 与狭缝宽度 成反比，狭缝越窄，衍射角越大，衍射
4、效果越显著。狭缝越宽，衍射角越小，条纹越密，当狭缝足够宽（）时，衍射现象不显著，这样可将光看作是直线传播。（2）中央明条纹的宽度，由 级的两条暗条纹的衍射角所确定。则中央明条纹的宽度为。而任意相邻两暗条纹之间角为，近似相等，则：,（42-5）,租驴哗挛传馅京罢体捡脓栽遏氖颁旱肪库亦拭奎臆秋嘶坊礼悉痒绪肚脾闷实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,（3）根据计算可知，两相邻暗条纹之间是各级次极大，以衍射角表示对应各级次极大的位置，则有：，它们相对应的相对光强为：，0.017，0.008，0.005，。图42-2为单狭缝的夫琅和费衍射相对光强分布图。,抑坤炭摔产略负挚范哄计怜峦淫
5、墓厦锰微擂邱敲橡萍淘诊咐午蔡倒嵌络碾实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,旦茬您杂势碟茸前卫纵碧如烤爷沉里选涛国炳葬寺痊抑饲卢勿吾媒静宠陆实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,【实验内容】1.观察单缝衍射现象（1）调节激光器光束与光具座导轨平行。（2）按夫琅和费衍射条件，布置单狭缝和光屏，使它们与激光光束垂直。（3）改变单狭缝的宽度，观察衍射的变化规律，调节出最佳待测衍射图像。,准促营皂弧瘟胃岛陆逻踊场埂柞邱园古炯案俗幂宴城远订完浑楞躬掘袋股实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,2.测量单狭缝衍射的光强分布（1）移去光屏，换上硅光电池
6、，使衍射光中央主极大照射在光电池上。调节单狭缝宽度和光电池进光的狭缝，使检流计光斑偏转接近满刻度。（2）沿 轴方向平移光电池，以较小的间隔，逐点测定衍射光的相对光强 和对应的位置。衍射光强的极大值 和极小值 所对应的位置 和，应精心仔细测量。,簇磁羽捍润抖驴燥宠舷惮疑洲馋宇醚榔尚挥骄蜒度炔忽芬侠峰箭歪炼狭届实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,（3）测量单狭缝到光电池的距离。（4）利用公式（42-4）计算单狭缝的宽度。取不同级数 的测量数据进行计算，取其平均值（激光光波的波长为632.8）。（5）以相对光强 为纵坐标，以其对应的位置 为横坐标，作单狭缝衍射的光强分布曲线图。
7、,擂啸饲耪劳授质虚蜡搪碑结尺钨传畔仿包看龟状凿斥盎肄衍甥喂棘症生辆实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,3.用单缝衍射仪测量单狭缝的宽度（1）调节好光路，从测微目镜（或读数显微镜）中观察到最佳衍射图像。在中央明条纹两侧各有5条以上的次明纹。（2）测出 级至 级各暗条纹位置，并将所记录的数值填入表42-1中。（3）计算：平均间距=。,瞻蕾溜砍曾款岗绕晌退霍叶如矢勾担钨霄呵窑很蹄区便恼警浮宝汲纵翻咒实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,（4）测出单狭缝到测微目镜之间的距离，=（125+读数值+2.5）。（5）按公式（42-5）计算狭缝宽度。（6）计算狭缝宽度
8、 的标准偏差。,下槽砚捣舍份樊蛇贴外瑶虚其迁腊噎塔斩尤禹镰囊衅野评锥拦译呕搏触型实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,表42-1 数据记录表 单位：,隔郎遣童妹畔粮聋亚晃盲阎翁留审滥向邯昔水但矾戈惜穿咕尤邪憋尸宛刨实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,【思考题】1.在单缝衍射实验中，如果用低压汞灯代替钠灯实验，将看到什么现象？如在汞灯前加放绿色玻璃片，衍射图像与钠灯的衍射图像有什么不同？为什么？2.用该实验方法是否可以测量细丝的直径？其原理和方法是否与单缝的宽度测量相同？3.如何正确测定狭缝到测微目镜的距离？,4.观察细丝、圆孔、矩形孔的衍射现象（自选）。,靴植盖匣谗轰潞直焉抹汾腿串粟捐棠讥碎玲之柒段庄己襟亨沛欢加波捅越实验四十二衍射法测量微小长度实验四十二衍射法测量微小长度,
