单缝衍射、双缝干涉实验.docx

成绩 国际教育学院实验报告 （操作性实验） 课程名称：电磁场与电磁波 实验题目：单缝衍射、双缝干涉实验 指导教师： - 班级： - 学号： - 学生姓名： - 一、实验目的和任务 观察单缝衍射的现象。 观察双缝干涉的现象。 二、实验仪器及器件 分度转台 1 台，喇叭天线 1 对，三厘米固态信号发生器 1 台，晶体检波器 1 个，可变衰 减器 1 个，读数机构 1 个，微安表 1 个，单缝板和双缝板各一块。 三、实验内容及原理 1）单缝衍射实验的原理 实验的原理见图 1：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的 狭缝时，就要发生衍射的现象。在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小， 此时的衍射角为  ，其中 ??是波长， ??是狭缝宽度。两者取同一单位长度，然后， 随着衍射角增大，衍射波宽度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为 。 2）双缝干涉实验的原理见图 2：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每 一条狭缝就是次级波波源。 由于两缝发出的次级波是相干波， 因此在金属板背后面的空间中，将产生干涉现象。当然，电磁波通过每个缝也有狭缝现象。因此实验将是衍射和干涉两者结 合的结果。 为了研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射相互干涉的结果， 令双缝的缝宽 ?? 接近 ??，例如： ??=32 mm，??=40 mm，这时单缝的一级极小接近 53°。因此，取较大的 ??则 干涉强度受单缝衍射影响大。 干涉加强的角度为 , ??=1,2, 干涉减弱的角度为 , ??=1,2, 图 1 单缝衍射实验 图 2 双缝衍射实验 四、实验步骤 单缝衍射实验 步骤 1：根据图 3，连接仪器。调整单缝衍射板的缝宽。 步骤 2：把单缝板放在支座上， 应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻度线相一 致，此刻线应与工作平台上的 90°刻度的一对刻线对齐。 步骤 3：转动小平台，使固定臂的指针指在小平台的 180°线处，此时小平台的  0° 线就 是狭缝平面的法线方向。 步骤 4：调整信号电平，使活动臂上的微安表示数接近满度。从衍射角 0° 开始，在单缝 的两侧，衍射角每改变 1°，读取微安表示数，并记录下来。 步骤 5：画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线。 双缝干涉实验 实验步骤与单缝衍射实验的一样，但所用的是双缝板而不是单缝板。 图 3 单缝衍射实验的仪器布置 图 4 单缝衍射实验实物布置 图 5 双缝衍射实验实物布置 五、实验测试数据表格记录 衍射角  ??1  表 1 单缝衍射实验的数据记录表 电流 ?? 衍射角 ??2  电流 ?? 0 65 0 65 2 60 -2 61 4 57 -4 58 6 58 -6 60 8 53 -8 58 10 55 -10 56 12 60 -12 57 14 56 -14 60 16 50 -16 54 18 54 -18 50 20 53 -20 54 22 56 -22 53 24 54 -24 53 26 50 -26 50 28 52 -28 50 30 52 -30 55 32 56 -32 58 34 54 -34 57 36 50 -36 52 38 46 -38 48 40 43 -40 46 42 40 -42 44 44 37 -44 40 46 32 -46 32 48 24 -48 23 50 15 -50 16 表 2 双缝干涉实验的数据记录表 衍射角 ??1 电流 ?? 衍射角 ??2 电流 ?? 0 46.2 0 46.2 2 40 -2 47.7 4 34.5 -4 46.7 6 32.3 -6 42.2 8 32.2 -8 42.1 10 33.7 -10 36.2 12 34.2 -12 33.5 14 34.2 -14 34.2 16 36.7 -16 37.1 18 39.2 -18 39.5 20 43.2 -20 40.2 22 49.6 -22 40.7 24 51.8 -24 40 26 56.2 -26 41.6 28 56.2 -28 43 30 54.2 -30 47.8 32 50.2 -32 51.2 34 46.3 -34 46.5 36 44.2 -36 41.9 38 44.2 -38 37.8 40 46.3 -40 34.4 42 53.3 -42 31.7 44 61.5 -44 36.5 46 68.9 -46 42.5 48 72.5 -48 42.5 50 71.7 -50 42.1 在上述表格 1 和 2 中，衍射角 ??1 单位为度（ o），电流 ??的单位为微安（ A ）。 六、实验数据分析及处理 将表 1 和表 2