光的衍射

射一、实验目的1.观察单缝衍射现象及特点;2.测定单缝衍射时的相对光强分布;二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台(配有光具座、氦氖激光管及电源、狭缝、光电池、光电转换器和数字式灵敏电流计、扩束境、观察屏等)。三、实验原理1、光的衍射的定义光在传播过程中遇到障碍物时,它的波阵面受到限制,光会绕过障碍物,改变光的直线传播,这种现象称为光的衍射。2、光的衍射的分类衍射现象按光源、单缝(障碍物或开孔)、观察屏(衍射场)三者间距离的大小可分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射。光源和观察屏两者或两者之一到单缝的距离比较小,特点是入射光束和衍射光束都不是平行光或两者之一不是平行光。光源和观察屏均距离单缝无限远时的情况,也就是平行光通过单缝的衍射。理想的夫琅和费衍射,其入射光束和衍射光束均是平行光。3、单缝夫朗和费衍射的光强分布规律单缝的夫朗和费衍射如图3所示,根据惠更斯-菲涅耳原理,可导出其光强分布规律为图3单缝的夫朗和费衍射原理图(1)当时,即衍射角或时有故,衍射花样中心的光强达到最大值(亮条纹),称为主极大。讨论:对应点的光强为极小(即出现暗条纹),称为极小值级次。若用表示光强极小值点到中心点的距离,因衍射角极小,则(2)当,即则图4单缝衍射的相对光强分布曲线(3)两相邻暗纹间的亮条纹称为次极大。各级极大的位置和相应的光强如下表:四、实验内容及步骤1、单缝夫朗和费衍射现象(1)安排实验仪器和光路(实验装置如下)图5实验光路装置示意图A、将He-Ne激光器、单缝、观察屏按顺序排列在光学平台上(应使L尽可能大)。B、打开激光器电源,将电流大小调整在4至6mA。(2)、观察夫朗和费衍射现象A、改变缝宽a,观察观察屏上的衍射花样的变化规律,并作记录。B、改变单缝至观察屏间的距离L,观察屏上的衍射花样的变化规律,并作记录。C、调节各元件等高共轴,使激光垂直照射在狭缝的刀口上,并在观察屏上形成清晰的衍射图像。