1、中國計量學院實驗報告c.射時，B很小,從可見，當央明紋的寬度有快sin0,因此暗紋出現的條件為:a(2)K=±1時，為主極大兩側第一級暗條紋的衍射角，由此決定了中_a，其余各級明紋角寬度a,所以中央明紋寬度是其課程名稱：光電基礎實驗實驗項目：CCD單縫衍射實驗實驗時間：2007.11.06一、實驗目的：應用CCD單縫衍射儀作光學實驗項目中單逢，雙逢，多逢，雙光束等的干涉，衍射實驗.在電腦屏幕上實時顯示曲線全貌，測量其相對光強分布和衍射角.進而測量單縫的縫寬，單絲的直徑，光源的波長，雙縫的縫寬和縫間距，光柵常數.、實驗內容與原理：1.實驗原理：光的衍射現象是光的波動性的一種表現，可分為

2、菲涅耳衍射擊與夫瑯和費衍射兩類。菲涅耳衍射是近場衍射，夫瑯和費衍射是遠場衍射，又稱平行光衍射。將單色點光源放置在透鏡L!的前焦面，經透鏡后的光束成為平行光垂直照射在單縫AB上,按惠更斯-菲涅耳原理，位于狹縫的波陣面上的每一點都可以看成一個新的子波源，他們向各個方向發射球面子波，這些子波相疊加經透鏡L2會聚后，在L2的后焦面上形成明暗相間的衍射條紋，其光強分布規律為：IIsin2=I廠I。一(1)asinv其中,a是單縫寬度，B是衍射角，為入射光波長。由(1)式可見：a)當v-0時，1二二|0，為中央主極大的強度，光強最強，絕大部分的光能都落在中央明紋上。b)sinr_(K_J,2,)時冷一0，

3、為第k級暗紋。由于夫瑯禾費衍它各級明紋寬度的二倍。2.實驗內容:a.將實驗系統安置在光具座上，并調整到相同高度。使激光器和單縫的距離盡量遠一些，激光器前的小孔光瀾的孔盡可能小一些，將激光束的大部分“高頻”成分濾除。單縫的CCD光強儀之間的距離盡可能滿足原場條件。（首先調節光源，減光器，光強儀的位置，調整至光線可以很好的射入CCD光強儀前端的采光窗口，然后在減光器和光強儀之間放入組合光柵，利用白紙調整光所對的光柵片，使光線可以進行相對要求的衍射。）b. 將“CCD光強儀”與“SB14控制器”以及顯示器連接。（實際操作時已連接）檢查電路連接調整光路。曲線對稱調節，顯示器看到圖形左右不對稱主要是各光

4、學元件的幾何關系沒有調好引起的。觀察從縫上反射的衍射光，應在激光出射孔附近，調節單縫的平面和激光束垂直（調節縫和光強儀采光窗的水平方向垂直。）曲線削頂調節：轉動減光器，增大減光量。曲線頂部凹陷調節：主要是單縫的黑度不夠，有漏光現象。曲線不圓滑漂亮：可能是縫的邊緣不直或刀口上有塵埃或是光強儀采光窗上有塵埃，可左右移動光強儀尋找較好的工作區間。測量數據。移動光標，讀取衍射曲線上的幾個特殊點的各值。c. 觀察研究雙縫干涉和多縫干涉的現象。三、實驗器材：光具座，激光器，減光器，組合光柵片，LM501CCD光強分布測量儀，計算機四、實驗結果:縫寬（mm）空間位置光強相對光強（I/I0）sin條紋X(ch

5、)X(mm)Y(A/D)電壓0.10中央明紋112012.3232908.0410一級暗紋112812.41430.110.0140.00017一級亮紋135514.912151.160.1440.0050二級暗紋146016.0620.010.00120.0072二級亮紋13316.86530.130.01620.0088三級暗紋163317.96-11-0.02-0.00250.0110.12中央明紋127213.9934029.1210一級暗紋142815.711980.490.0540.0033一級亮紋149016.393590.900.0990.0046二級暗紋158317.4159

6、0.150.01640.0066二級亮紋164218.06910.320.03510.0079三級暗紋172919.02290.070.00770.0097Z=51.65cm背景強度2250.54縫寬條紋實驗值理論計算值(4Z相對光強+2b相對光強+中央明紋0101一級暗紋0.000170.0140.00650一級亮紋0.00500.1440.0475二級暗紋0.00720.00120.0130二級暗紋0.00880.01620.0165三級暗紋0.011-0.00250.01950中央明紋0101一級暗紋0.00330.0540.00540一級亮紋0.00460.0990.0472二級暗紋0

7、.00660.01640.01080三級亮紋0.00790.03510.0165三級暗紋0.00970.00770.01620五、實驗結果分析：一，產生實驗誤差的原因有1實驗室里有背景光存在，對光強有影響2光束和接受器，光柵不在一直線上，3人為讀數，操作方面產生4。儀器精確度不夠二，在做多光柵（N條光柵）實驗時，可看到在兩主級大亮紋之間有N-2次級大，有N-1暗紋三，由于實驗儀器對光非常靈敏，所以細微光強都會影響結果，所以實驗在黑暗條件下做的六、思考題：1. 實驗過程中，光柵片與接收屏之間要滿足什么條件？為什么？答：夫瑯禾費衍射的條件是光源在無限遠，但實際是無法到達的，所以光柵片與接收屏b2之間的距離要盡可能滿足遠場條件，即-1。8認2. 單縫和單絲衍射圖樣完全相同