应用计算机测定单缝衍射,实验27 应用计算机测定单缝衍射的光强度分布

大学物理实验

大学物理实验教案

实验名称：应用计算机测定单缝衍射的光强度分布 1 实验目的：

A 了解单缝衍射现象及其应用；

B 学会用计算机及传感器测定光强度分布；

C 培养学会运用计算机来进行综合物理实验的能力。 2 实验仪器

半导体激光器、单缝装置、科学工作室500型接口及软件、光传感器、旋转位移传感器、光具座、计算机 3 实验原理及方法

当一束波长为的平行光垂直射向一宽度为a的单缝时，将产生光的衍射现象。由惠更斯-菲涅耳原理可以推出单缝衍射图像中沿垂直于入射光方向的光强度分布规律。其中产生暗纹的条件为 k (k= 1， 2， 3，…)；产生a sin2k

2 明纹的条件为 a sin 1 )k=0， 1， 2， 3，…)，式中 k为k级条纹的 k ( 2 k

衍射角。图1示出了单缝衍射及光强度分布。

图1 单缝衍射光路及光强度分布

图中Dk表示第k级暗纹之间的距离，L为单缝到衍射屏的距离，由于实际上

2k La 往往L>>Dk，可近似地认为sin k tg k。于是若可由暗纹的产生条件，解出单缝缝宽a，即

(k= 1， 2， 3， )；同理，若已知第k级明纹之间的距离为Dk，则也可由明

(2k 1) L

a (k=0， 1， 2， 3， )。

本实验采用已知波长为的单色光来测量单缝缝宽的方法。实验装置如图2

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