實(shí)驗(yàn)5.4光的衍射

1實(shí)驗(yàn)13

光的衍射華南理工大學(xué)南校區(qū)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心PPT課件2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．觀察夫瑯和費(fèi)衍射現(xiàn)象和菲涅耳衍射現(xiàn)象；2．測(cè)量夫瑯和費(fèi)單縫衍射的相對(duì)光強(qiáng)分布。31、光的衍射現(xiàn)象?“光線”拐彎了！二、實(shí)驗(yàn)原理圖1光的衍射現(xiàn)象圖42、光的衍射的定義和分類定義:光繞過障礙物偏離直線傳播而進(jìn)入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強(qiáng)不均勻分布的現(xiàn)象，叫做光的衍射?？p

圖3夫瑯和費(fèi)衍射——光源及觀察屏距離障礙物均為無限遠(yuǎn).分類:S縫P圖2菲涅耳衍射——光源和(或)觀察屏距障礙物不是無限遠(yuǎn).53、夫瑯和費(fèi)衍射（1）夫瑯和費(fèi)單縫衍射圖4夫瑯和費(fèi)單縫的衍射原理圖

單縫觀察屏光強(qiáng)分布圖6圖4中，如果光源發(fā)出的光是平行光，就可以略去透鏡L1和L2。根據(jù)惠更斯-菲涅耳原理，導(dǎo)出夫瑯和費(fèi)單縫衍射的光強(qiáng)分布規(guī)律為其中為觀察屏上任意一點(diǎn)的光強(qiáng);點(diǎn)的光強(qiáng)；為衍射花樣中心點(diǎn)λ為入射光的波長(zhǎng)。（1）當(dāng)時(shí)，即衍射角或時(shí)有,為點(diǎn)的光強(qiáng)，是衍射花樣的最大光強(qiáng)值，稱為主極大光強(qiáng)，對(duì)應(yīng)中央亮條紋。討論:7（2）當(dāng),即則，對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)為極小(即出現(xiàn)暗條紋)，稱為極小值級(jí)次。若用表示光強(qiáng)極小值點(diǎn)到中心點(diǎn)的距離，因衍射角極小，則從上式可以看出，、和的變化都將引起衍射條紋的變化。具體變化情況可參照以下兩圖：8單縫寬度變化，衍射條紋寬度如何變化？縫寬越小，衍射越明顯。9越大,衍射效應(yīng)越明顯。入射波長(zhǎng)變化，衍射條紋如何變化?10各級(jí)極大光強(qiáng)的位置和相應(yīng)的光強(qiáng)值如下表：

（3）在每?jī)蓚€(gè)相鄰的最小光強(qiáng)值之間有一最大光強(qiáng)值，稱為次極大光強(qiáng)，此時(shí)，對(duì)應(yīng)點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋。11S（2）夫朗和費(fèi)圓孔衍射中央是個(gè)明亮的圓斑，外圍是一組同心的明環(huán)和暗環(huán)。愛里斑中的光能占通過圓孔光能的84％。P愛里斑因?yàn)榇蠖鄶?shù)光學(xué)儀器所用透鏡的邊緣都是圓，所以圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射對(duì)成象質(zhì)量有直接影響。12三、實(shí)驗(yàn)儀器

GSZ-Ⅱ光學(xué)平臺(tái)（配有光具座、氦氖激光管及電源、單縫、光電轉(zhuǎn)換器和數(shù)字式靈敏電流計(jì)、擴(kuò)束境、觀察屏等）。13四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、夫朗和費(fèi)衍射現(xiàn)象（1）觀察夫朗和費(fèi)單縫衍射現(xiàn)象a、按上圖組織光路，

要盡可能大。打開激光器電源，調(diào)節(jié)各元件共軸，進(jìn)一步調(diào)節(jié)各元件使觀察屏上形成清晰的衍射花樣；b、記錄夫瑯和費(fèi)單縫衍射花樣的特點(diǎn)；c、改變縫寬a，記錄觀察屏上衍射花樣的變化規(guī)律；d、改變，記錄觀察屏上衍射花樣的變化規(guī)律。14(2)測(cè)量夫瑯和費(fèi)單縫衍射的相對(duì)光強(qiáng)分布a、如上圖，移去觀察屏，換上光電轉(zhuǎn)換器（數(shù)字式靈敏檢流計(jì)與之相連）；b、測(cè)出中央主極大光強(qiáng)和K=1、2…各級(jí)次極大光強(qiáng)，驗(yàn)證理論結(jié)果=0.047、

0.017……（i=1、2……）；15a、按如圖所示組織光路，調(diào)節(jié)各元件共軸，并且使觀察屏上形成清晰的衍射花樣；