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实验五单缝行射的相对光强分布
实验目的
1.观察单缝衍射现象,了解其特点。
2.测量单缝衍射时的相对光强分布。
仪器和用具
激光器座、氦氖激光器、导轨、二维调
架、可调狭缝、光电探头、小孔屏、数字式
检流计、专用测量线等
实验原理
光的衍射现象是光的波动性的重要表现。根
据光源及观察衍射图象的屏幕(衍射屏)到
产生衍射的障碍物的距离不同,分为菲涅耳
衍射和夫琅禾费衍射两种,前者是光源和衍
射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射,即
所谓近场衍射;后者则为无限远时的行射
即所谓远场衍射。
产生夫琅和费衍射的条件,是光源和显示衍
射图像的屏离衍射物(如单缝)的距离都视为无
限远,即入射光和衍射光都是平行光。其光
路见图。其中,S是波长为λ的单色光源,被
置于透镜L的焦面上;单色光经过透镜L
形成一束平行光投射于缝宽为a的单缝AB上;
通过单缝后的衍射
光经透镜L2会聚在其焦
面(屏P)上,于是屏上呈A
÷现出亮、暗条纹相间分
布的衍射图像
由惠更斯一菲涅耳原理可推得,单缝衍射图
像的光强分布规律为
In L
=1o
u= ya sin p
÷其中,a为单缝的宽度,q为衍射光与光轴
OP的夹角—衍射角。当
9=0时,I=I(2)
冷这是与光轴平行的光线会聚点(中央亮条纹的
中心点)的光强,是衍射图像中光强的极大值,
称为中央主极大
当
冷asin9=KA(K=士1,±2,±3,…)(3a)
÷时,则“=kx,=0,即为暗条纹。与此衍射
对应的位置为暗条纹的中心。实际中角很
小,因此上式可改写成
Kh
又由图看出,K级暗条纹对应的衍射角为
94
L
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