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光的衍射原理与实验研究光的衍射原理是光学中重要的基础概念之一，它揭示了光在通过孔径或物体边缘时的特殊行为。
通过光的衍射现象，我们能够更深入地了解光的性质以及其与物质相互作用的规律。
本文将从衍射的基本原理、实验研究以及应用三个方面来探讨光的衍射现象。
衍射是光波在遇到孔径或物体边缘时发生的一种现象，它与波动性密切相关。
根据惠更斯－菲涅尔原理，每个点都被看作是次级波的发射源，这些次级波按照相位差的方式相互叠加，形成了衍射图样。
而根据菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射原理，我们可以通过衍射现象来推断出物体的形状和孔径的尺寸。
这些原理为光的衍射实验提供了理论指导和解释。
在实验研究中，光的衍射常常通过使用光源、光栅、干涉仪等设备来进行。
其中，光栅是一种常见的实验工具，它是由许多平行而细小的凹槽或凸起构成的，这些凹槽或凸起的间距相等。
通过光栅的使用，我们可以观察到衍射发生时所形成的干涉条纹，进一步研究光的衍射规律。
此外，使用干涉仪也可以通过衍射实验研究光的干涉和衍射现象。
尤其是杨氏干涉仪，它可以观察到明暗相间的干涉条纹，进一步揭示出光的衍射特性。
光的衍射除了在实验室中的研究，还在许多实际应用中发挥着重要的作用。
例如，衍射现象被广泛运用在光栅衍射光谱仪中，通过不同波长的光在光栅上的衍射，我们可以获得光谱图谱，从而分析物体的成分、结构等信息。
此外，光的衍射原理也在显微镜、激光技术等领域得到了应用。
通过光的衍射现象，显微镜可以观察到更加清晰的细胞结构和生物体特征。
而激光则利用衍射原理将光束进行调制和控制，实现了激光光斑的制备和定位。
总之，光的衍射原理与实验研究是光学领域中重要的研究内容。
通过探索光的衍射现象，我们可以深入了解光的行为与性质，为实际应用提供理论基础。
未来，我们可以进一步深化对光的衍射的研究，探索更多的应用领域，以推动光学领域的发展与创新。
光的衍射与色散实验方法总结1. 实验简介光的衍射与色散是光学实验中常见的一种实验现象。
衍射是当光通过一个开口或者物体边缘时，光的传播方向会发生弯曲，产生扩散现象；色散则是指光在经过透镜或棱镜时，由于不同颜色的光波长不同，会产生不同的折射角度，从而分离出各种颜色的光。
本文将介绍光的衍射实验和色散实验的方法。
2. 光的衍射实验方法2.1 材料准备为了进行光的衍射实验，我们需要准备以下材料：- 光源：可以使用激光笔或者白炽灯等- 狭缝：用来产生衍射的光线- 屏幕：用来观察衍射图案的地方- 实验台：用来放置实验所需的器材2.2 实验步骤1. 将光源放置在实验台上，调整其位置和方向，使光线能够通过狭缝。
2. 将狭缝放置在光源后方的适当位置，并调整其宽度，使光线通过时形成较明显的衍射。
3. 将屏幕放置在狭缝后方的适当位置，并调整其距离，使得观察到的衍射图案清晰可见。
4. 观察衍射图案，记录其形状、颜色等特征，并进行分析和讨论。
3. 色散实验方法3.1 材料准备为了进行色散实验，我们需要准备以下材料：- 光源：可以使用白炽灯或者太阳光等- 三棱镜：用于折射光线并分离出不同颜色的光- 屏幕：用来观察分离出的光线的地方- 实验台：用来放置实验所需的器材3.2 实验步骤1. 将光源放置在实验台上，调整其位置和方向，使光线能够通过三棱镜。
2. 将三棱镜放置在光源后方的适当位置，并调整其角度，使得光线能够经过三棱镜并折射出来。
3. 将屏幕放置在三棱镜后方的适当位置，并调整其距离，使得观察到分离出的光线清晰可见。
4. 观察分离出的光线，记录其颜色、方向等特征，并进行分析和讨论。
4. 结论与讨论通过对光的衍射与色散实验的方法进行总结，我们可以得出以下结论：- 光的衍射实验可以通过调整光源、狭缝和屏幕的位置和大小，观察到不同形状和颜色的衍射图案，从而研究光的传播特性。
- 色散实验可以通过使用三棱镜将光分离出不同颜色的光线，观察到彩虹光谱，研究光波长与折射角度的关系，了解光的颜色分布规律。
大学物理光的衍射7一、教学内容本节课的教学内容来自于大学物理教材的第十一章“光的衍射”。
在这一章节中，我们将学习光的衍射现象的基本原理，包括衍射的定义、衍射条件、衍射现象的观察等。
具体内容包括：1. 衍射现象的定义：光波遇到障碍物时，会发生弯曲和扩展的现象。
2. 衍射条件：当障碍物的尺寸与光波的波长相近或者更小的时候，衍射现象明显。
3. 衍射现象的观察：通过实验观察光的衍射现象，了解衍射条纹的分布规律和强度变化。
二、教学目标1. 让学生理解光的衍射现象的基本原理，能够解释光的衍射现象。
2. 培养学生通过实验观察和分析光的衍射现象的能力。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点：光的衍射现象的基本原理和衍射条件的理解。
难点：衍射现象的观察和分析，以及运用物理知识解决实际问题。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、实验器材（激光灯、衍射光栅等）。
学具：笔记本、笔、实验报告表格。
五、教学过程1. 引入：通过展示激光灯发出的光束，引导学生观察光束通过一个小孔时的现象，引发学生对光的衍射现象的思考。
2. 讲解：介绍光的衍射现象的定义、衍射条件和衍射现象的观察方法。
通过示例和图示，解释衍射现象的发生和衍射条纹的分布规律。
3. 实验：安排学生进行光的衍射实验，观察衍射条纹的形状和分布，引导学生分析衍射现象的特点和规律。
4. 练习：给出一些实际的衍射现象问题，让学生运用所学的衍射知识进行解答，巩固对衍射现象的理解。
六、板书设计板书设计包括光的衍射现象的定义、衍射条件、衍射条纹的分布规律等内容，通过板书清晰地展示光的衍射现象的基本原理和特点。
七、作业设计1. 作业题目：（1）描述光的衍射现象的基本原理。
（2）解释衍射条件对衍射现象的影响。
（3）根据衍射现象的特点，分析实际问题中的衍射现象。
2. 答案：（1）光的衍射现象是指光波遇到障碍物时，会发生弯曲和扩展的现象。
（2）衍射条件是指当障碍物的尺寸与光波的波长相近或者更小时，衍射现象明显。
光的衍射与衍射实验衍射是光线通过或激射物体后，绕过障碍物，进入非直达路径形成的一种现象。
衍射现象是光的波动性的直接证据之一。
而衍射实验是用来观察和研究光的衍射现象的重要手段。
一、衍射现象的原理光波在传播过程中，会受到障碍物的干涉和散射作用，使得光线发生偏折和扩张，形成了衍射现象。
衍射遵循一定的规律，主要由光的波长和衍射孔（物体边缘或细缝）的尺寸决定。
二、单缝衍射实验单缝衍射实验是最基本的衍射实验之一。
该实验可以通过光通过单缝后，在屏幕上形成特定的衍射图样来观察和研究光的衍射现象。
实验步骤：1.准备一个黑暗的实验室环境，并将光源置于合适的位置。
2.在光源后方放置一个狭缝或一条细缝。
3.在远离狭缝或细缝的位置放置一个屏幕。
4.调整实验装置，使得光线通过狭缝或细缝后，能够尽可能平行地照射到屏幕上。
5.观察屏幕上形成的衍射图样。
实验结果：利用单缝衍射实验可以观察到以下现象：1.衍射图样呈现出中央明亮、两侧暗的光条纹。
2.随着光的波长减小或狭缝/细缝宽度增加，衍射角度和衍射的程度也会增大。
三、双缝干涉与衍射实验双缝干涉与衍射实验是另一种常见的衍射实验方法，它不仅可以观察到衍射现象，还能观察到干涉现象。
实验步骤：1.准备一个黑暗的实验室环境，并将光源置于合适的位置。
2.在光源后方放置两个平行的狭缝或细缝。
3.在远离双缝的位置放置一个屏幕。
4.调整实验装置，使得两个狭缝或细缝产生的光线能够尽可能平行地照射到屏幕上。
5.观察屏幕上形成的衍射和干涉图样。
实验结果：利用双缝干涉与衍射实验可以观察到以下现象：1.中央位置呈现出明亮的干涉条纹，表现出明暗交替的效果。
2.两侧位置呈现出衍射形式，也呈现出明暗交替的效果。
3.随着狭缝或细缝的宽度减小或光的波长增大，干涉和衍射的明暗交替效果更加明显。
结语：通过光的衍射实验，我们可以深入了解光的波动性质以及与其相关的现象。
衍射是一种重要的物理现象，在实验中能够直观地展示光的波动特征。
本文是一份高二物理光的衍射实验教案，着重介绍实验流程和数据分析方法，旨在帮助学生更好地掌握光的衍射现象及其应用。
一、实验目的1.认识光的衍射现象及其应用。
2.掌握光的衍射实验的操作方法和注意事项。
3.学会运用衍射实验的结果进行数据分析和计算。
二、实验原理1.光的衍射现象光通过一个细缝或物体边缘时，会产生绕射现象，即光的传播方向发生偏转。
这种现象就是光的衍射。
光的衍射现象可以解释许多日常生活中的现象，如彩虹、光圈等。
在物理学中，光的衍射是研究光传播的重要基础。
2.光的衍射实验光的衍射实验是通过光线通过不同的孔径，在屏幕上形成不同的亮度分布，进而验证光的衍射现象和计算出衍射角度等相关参数的实验。
本实验主要使用单缝衍射和双缝干涉的方法进行探究光耦合现象。
三、实验器材准直器、激光器、单缝、双缝、微缝、振动台、测微卡尺、硬币、平面屏。
四、实验步骤1.实验准备a)将激光器垂直于操作平台并调节好激光的方向和亮度。
b)将准器放置在操作平台的一侧，使其方向垂直于激光束，并将其调节至最佳状态。
c)将单缝或双缝固定在小孔处，在屏幕上找到直射点，并将其作为光源的位置。
2.单缝衍射实验a)调整激光的方向和强度，使其通过单缝并在屏幕上形成衍射条纹。
b)利用振动台调整单缝的位置，使衍射条纹最为明显。
c)使用测微卡尺测量出单缝、屏幕以及直射点的距离，并记录下该实验得到的衍射条纹的数量和间距。
3.双缝干涉实验a)调整双缝的位置和宽度，使其与激光束相交，形成干涉菲涅尔环。
b)使用测微卡尺测量出双缝、屏幕以及直射点的距离，并记录下该实验得到的干涉菲涅尔环的数量和间距。
c)使用硬币或微缝挡住其中一个双缝，记录下此时的干涉条纹及其数量。
五、实验结果分析1.单缝衍射的分析根据单缝衍射实验的结果，可以计算出衍射角度的大小和缝宽的大小。
衍射角度的计算公式如下：θ = λ / d其中，λ表示激光的波长，d表示单缝的宽度。
θ的大小与光的波长和单缝宽度的比例有关。
光的衍射实验报告单1. 实验目的探究光的衍射现象，了解光在经过细缝时的传播特性。
2. 实验原理光的衍射是指光波在透过细缝或障碍物时发生的偏折现象。
当光波经过一个细缝时，会发生衍射现象，使得光波沿不同方向传播，最终形成明暗交替的条纹。
3. 实验装置- 光源- 狭缝片- 屏幕- 支撑架4. 实验步骤1. 将光源放置在支撑架上，调整合适的位置。
2. 将狭缝片放置在光源后方，使光通过狭缝片。
3. 将屏幕放置在狭缝片的后方，调整屏幕位置和角度，以确保光线能够正常射到屏幕上。
4. 打开光源，观察屏幕上的衍射条纹现象。
5. 调整狭缝片的宽度，观察衍射现象的变化。
6. 记录不同宽度的狭缝片对应的衍射现象。
5. 实验结果观察到了明暗交替的衍射条纹现象，并且随着狭缝片宽度的不同，衍射条纹的间距和亮度发生了变化。
较宽的狭缝片衍射现象呈现较宽的间距和较低的亮度，而较窄的狭缝片衍射现象呈现较窄的间距和较高的亮度。
6. 实验结论通过本实验可以得出以下结论：- 光波在经过细缝时会发生衍射现象。
- 衍射现象会使光波沿不同方向传播，形成明暗交替的条纹。
- 狭缝片的宽度对衍射现象有影响，较宽的狭缝片呈现较宽的间距和较低的亮度，而较窄的狭缝片呈现较窄的间距和较高的亮度。
7. 实验注意事项- 进行实验时要注意光源的安全使用，避免眼睛直接对光源进行观察。
- 调整屏幕位置和角度时要小心，避免屏幕摇晃或倾斜。
- 记录实验数据时要准确、清晰。
8. 实验扩展- 可以尝试改变光源的颜色，观察不同颜色光波的衍射现象。
- 可以使用不同形状的狭缝片，比如圆形、三角形等，观察衍射现象的变化。
9. 参考文献*以上内容仅供参考，具体实验情况以实际操作为准。
*。
光的衍射实验观察光的衍射现象和衍射样1995年的一天，我在物理实验室里进行着光的衍射实验。
充满好奇心的心情让我迫不及待地投身于这个实验中。
在这个实验中，我使用了一束激光作为光源，通过一个狭缝射向一块光透过的障板。
当光通过狭缝时，我观察到墙上形成了一条亮度逐渐减弱的光斑。
这个实验引发了我对光的衍射现象的深入思考。
为了更好地观察这一现象，我决定对实验进行一个小小的变化。
我在光透过的障板的旁边放置了一张纸片，希望能够观察到光在纸片上形成的衍射样。
结果让我大失所望，我并没有看到我期望中的衍射样。
我陷入了沉思，究竟是哪里出了问题呢？经过一番思考，我意识到是纸片太过于平整所导致的。
当光线经过障板和纸片的时候，并没有受到足够的干扰，所以衍射现象没有明显地表现出来。
于是，我换了一张表面比较粗糙的纸片，并将其放置在光透过的障板旁边。
通过观察，我发现光在纸片上形成了一些微小的亮纹。
这些亮纹呈现出一种波状的形态，就像是水波扩散开来一样。
我知道，这正是光的波动性在作用。
接着，我继续进行实验。
这一次，我将一个有狭缝的透镜放置在光的路径上。
透过透镜的光线，在被狭缝限制后，通过透镜的聚焦作用，形成了一系列明暗相间的光环。
这些光环的形状与狭缝的尺寸、光的波长以及透镜的焦距等因素有关。
在实验过程中，我还换了不同的光源，使用了白炽灯和LED灯来进行实验。
通过对比观察，我发现不同光源的衍射现象存在一定的差异。
这证明了不同光源的光具有不同的特性，使得它们在衍射实验中表现出不同的衍射样。
通过这次实验，我对光的衍射现象有了更加深入的了解。
光的衍射是光的波动性的明显表现，它使得光在经过狭缝或透镜等障碍物后出现明暗相间的光斑或光环。
通过观察和研究这些现象，我们可以更好地了解光的特性，进一步探索光的本质。
总结起来，光的衍射实验是一项非常精彩的实验，通过观察和研究光的衍射现象，我们可以更加深入地了解光的波动性，进一步探索光的奥秘。
这次实验不仅让我亲眼目睹了光的衍射现象，也让我对光的性质有了更为深入的认识。
一、实验目的1. 理解光的衍射现象，掌握衍射实验的基本原理和方法；2. 掌握单缝衍射和双缝衍射实验的原理和操作；3. 通过实验验证衍射现象，加深对波动光学理论的理解。
二、实验原理1. 光的衍射现象：当光波遇到障碍物或通过狭缝时，光波会偏离直线传播，绕过障碍物或通过狭缝传播，这种现象称为光的衍射。
2. 单缝衍射：当光波通过单缝时，会在屏幕上形成一系列明暗相间的条纹，这种现象称为单缝衍射。
单缝衍射条纹的间距与光波的波长和狭缝宽度有关。
3. 双缝衍射：当光波通过双缝时，在屏幕上形成干涉条纹，这种现象称为双缝衍射。
双缝衍射条纹的间距与光波的波长和双缝间距有关。
三、实验仪器与设备1. 光源：He-Ne激光器；2. 单缝装置：包括单缝板、光具座、白屏、光电探头、光功率计；3. 双缝装置：包括双缝板、光具座、白屏、光电探头、光功率计；4. 光学导轨；5. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 单缝衍射实验：（1）将单缝装置放置在光学导轨上，调整光具座，使激光束垂直照射单缝板；（2）调整白屏与单缝装置的距离，观察屏幕上的衍射条纹；（3）记录衍射条纹的间距，分析衍射条纹与光波波长、狭缝宽度之间的关系。
2. 双缝衍射实验：（1）将双缝装置放置在光学导轨上，调整光具座，使激光束垂直照射双缝板；（2）调整白屏与双缝装置的距离，观察屏幕上的干涉条纹；（3）记录干涉条纹的间距，分析干涉条纹与光波波长、双缝间距之间的关系。
五、实验数据与分析1. 单缝衍射实验数据：光波波长：λ = 632.8nm狭缝宽度：a = 0.05mm衍射条纹间距：d = 2.5mm根据公式d = λL/a，计算得出衍射条纹间距的理论值为 d = 3.96mm，与实验值较为接近。
2. 双缝衍射实验数据：光波波长：λ = 632.8nm双缝间距：d' = 0.1mm干涉条纹间距：D = 1.2mm根据公式D = λL/d'，计算得出干涉条纹间距的理论值为 D = 3.27mm，与实验值较为接近。
光衍射实验报告光衍射实验报告引言：光是我们日常生活中不可或缺的一部分，我们所见到的世界都是通过光传递给我们的信息。
然而，光的行为和性质却是非常复杂的，需要通过实验来进行研究和理解。
本实验旨在通过光衍射实验，探究光的衍射现象以及其背后的原理。
实验目的：1. 理解光的衍射现象；2. 探究光的波动性质；3. 研究光的干涉与衍射的关系。
实验材料：1. 光源：激光器；2. 实验器材：狭缝、屏幕、光屏；3. 测量工具：尺子、卡尺。
实验步骤：1. 将激光器放置在实验台上，并打开开关，使激光光束射向实验区域；2. 在光源与屏幕之间放置一个狭缝，调整狭缝的宽度，使得光通过狭缝后形成一个狭长的光线；3. 将屏幕放置在狭缝后方，并调整屏幕的位置，使得光线在屏幕上形成一个明亮的中央区域；4. 在屏幕上移动一个小孔，观察光线通过小孔后在屏幕上形成的衍射图案；5. 测量不同位置的衍射图案的宽度和间距，并记录数据；6. 变换狭缝的宽度，重复步骤2-5，记录不同宽度下的衍射图案。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们可以发现以下现象和规律：1. 当狭缝宽度较小时，形成的衍射图案较为集中，中央亮度较高，衍射角度较小；2. 随着狭缝宽度的增大，衍射图案逐渐变宽，中央亮度逐渐减弱，衍射角度逐渐增大；3. 在一定范围内，狭缝宽度与衍射图案的宽度成正比；4. 衍射图案中的暗纹和亮纹交替出现，形成明暗相间的条纹。
根据以上观察结果，我们可以得出以下结论：1. 光在通过狭缝时会发生衍射，产生衍射图案；2. 光的衍射现象与狭缝的宽度有关，狭缝越窄，衍射图案越集中；3. 光的衍射现象是光的波动性质的表现，光可以被看作是波动的传播；4. 衍射图案中的明暗条纹是光的干涉现象的结果，不同光束经过狭缝后干涉产生明暗相间的条纹。
结论：通过光衍射实验，我们深入了解了光的衍射现象以及光的波动性质。
我们发现光在通过狭缝时会发生衍射，形成明暗相间的衍射图案。
光的衍射现象的实验研究与解释光的衍射现象是光通过较小的孔或者窄缝后发生的一种现象，它使光波沿直线传播的特性变得复杂起来，产生了明暗条纹和光的弯曲效应。
衍射现象的实验研究是通过设计一系列实验来观察和解释光的衍射现象的具体原理和规律。
第一个光的衍射实验是由英国科学家托马斯·杨德尔（Thomas Young）于1801年进行的。
他使用了一道单色光源，通过一个狭缝照射到一个屏上。
他观察到，在屏上形成了一系列明暗相间的条纹，这被称为杨氏双缝干涉实验。
这个实验结果表明，在一个狭缝后面，光波会发生衍射，并形成干涉的明暗条纹。
为了探究光的衍射现象的更多特性，后来的科学家进行了一系列的实验研究。
其中之一是弗朗索瓦·菲涅耳 (François Arago)和奥古斯丁·菲涅耳 (Augustin-Jean Fresnel) 进行的菲涅耳衍射实验。
在这个实验中，菲涅耳使用了一个小孔来代替杨德尔的狭缝，观察到了当光通过小孔后，会在周围的屏上形成明暗相间的环状条纹。
这个实验结果证明了光的衍射现象不仅发生在狭缝上，也同样发生在小孔上。
解释光的衍射现象背后的原理，需要使用波动理论。
根据波动理论，光被认为是一种电磁波，它的传播是通过波动进行的。
当光波通过一个较小的孔或者窄缝时，波动被限制在一个较小的区域内传播，这样就会发生衍射现象。
衍射现象可以通过对波动的叠加效应来解释，当波峰和波谷相遇时，会产生干涉，形成明暗相间的条纹。
实验中观察到的明暗相间的条纹，可以用光的波动性质来解释。
在某些区域，波峰和波谷的叠加会增强光的亮度，形成明亮的条纹；而在其他区域，波峰和波谷的叠加会减弱光的亮度，形成暗淡的条纹。
这些明暗相间的条纹是由于光波的波动特性和干涉效应所导致的。
通过实验研究和解释光的衍射现象，我们更深入地了解了光的波动性质和传播规律。
这对于光学领域的进一步研究和应用有着重要的意义。
例如，在现代技术中，利用光的衍射现象可以实现产生光的干涉图样，用于衍射光栅、激光的形成等领域。
光的干涉衍射实验报告光的干涉衍射实验报告引言：光的干涉衍射是光学实验中的经典实验之一，通过观察光的干涉和衍射现象，我们可以更深入地了解光的波动性质和光的传播规律。
本实验旨在通过实际操作和观察，探究光的干涉衍射现象，并分析其原理和应用。
实验材料和方法：本实验使用的材料主要包括激光器、狭缝、透镜、光屏等。
首先，将激光器置于实验台上，并调整其位置和方向，使其直射光线垂直照射到光屏上。
接下来，在光线路径上设置一狭缝，通过调节狭缝的宽度和位置，控制光线的入射条件。
最后，在光线路径的末端放置一块光屏，用于观察光的干涉和衍射现象。
实验过程和观察结果：在实验开始前，我们首先调整了激光器的位置和方向，确保其直射光线垂直照射到光屏上。
接着，我们将狭缝放置在光线路径上，并逐渐调节狭缝的宽度。
当狭缝的宽度较大时，我们观察到光线通过狭缝后形成一束明亮的光斑，没有明显的干涉和衍射现象。
然而，当狭缝的宽度逐渐减小时，我们发现光斑的形状发生了变化，出现了明暗相间的干涉条纹。
这说明光线通过狭缝后发生了干涉现象。
随后，我们进一步将一块透镜放置在狭缝后方，调节透镜的位置和焦距。
我们观察到，当透镜与狭缝之间的距离适当时，光斑的干涉条纹变得更加清晰和明亮。
这是因为透镜的作用使得光线更加聚焦，增强了干涉现象的可见性。
接下来，我们将光屏放置在光线路径的末端，并观察到光线通过狭缝和透镜后在光屏上形成了一系列明暗相间的干涉和衍射条纹。
这些条纹的形状和间距与狭缝和透镜的位置有关，通过调节它们的位置和参数，我们可以控制干涉和衍射条纹的形态和分布。
实验原理和应用：光的干涉衍射现象可以用波动理论来解释。
当光通过狭缝或透镜等物体时，光波会发生衍射现象，即光波的传播方向发生了改变。
当两束光波相遇时，它们会发生干涉现象，即两个波峰或波谷相遇时会增强，波峰和波谷相遇时会相互抵消。
光的干涉衍射现象在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。
例如，在光学仪器中，通过观察和分析干涉和衍射条纹，可以测量物体的形状、厚度和折射率等参数。
光的衍射的研究一实验目的1 深入了解各种衍射的成像规律2 测量相关参量来验证有关公式3 观察夫朗和费単缝和圆孔衍射图样4 观察菲涅尔単缝和圆孔衍射图样二实验器材：激光电源，激光器，钠灯，测微目镜，可调狭缝，白屏，扩束镜，小孔，调整架，底座。
三衍射实验分类衍射分类：观察光衍射的装置，通常由三个部分组成：光源、衍射物（缝或孔等障碍物）、观察屏。
按三者相对位置的不同，可以把衍射分为两大类。
一类是菲涅尔衍射，在菲涅尔衍射中，光源到障碍物，或障碍物到屏的距离为有限远，称为近场衍射，这类衍射的数学处理比较复杂。
另一类是夫朗和费衍射，此时光源到障碍物，以及障碍物到屏的距离都是无限远，称为远场衍射。
这时入射光和衍射光均可视为平行光。
在实验室中，常需用凸透镜来实现夫朗和费衍射。
四多种衍射实验研究1、夫朗和费单缝衍射试验原理单缝夫朗和费衍射的实验光路如下图所示。
光源S发出的光经凸透镜L′变成平行光，垂直照射到单缝上，单缝的衍射光由凸透镜L会聚在屏H上，屏上将出现与缝平行的衍射条纹。
根据惠更斯—菲涅耳原理，入射光的波阵面到达单缝，单缝中的波阵面上各点成为新的子波源，发射初相相同的子波。
这些子波沿不同的方向传播并由透镜会聚于屏上。
如图中沿θ方向传播的子波将会聚在屏上P点。
θ角叫做衍射角，它也是考察点P 对于透镜中心的角位置。
沿θ角传播的各个子波到P点的光程并不相同，它们之间有光程差，这些光程差将最终决定P点叠加后的光强。
从上图中容易看出，单缝的两端A 和B 点发出的子波到P 点的光程差最大，在图中为线段AC 的长度，我们称它为缝端光程差（或最大光程差），等于：sin AC a θ= ①单缝夫琅和费衍射明纹、暗纹条件： sin (21)2a K λθ=±+ 明纹sin a K θλ=± 暗纹②中央明纹宽度：中央明纹的宽度为次级条纹的两倍。
在屏中心O 点，会聚在此点的所有子波光程相等，振动同相，叠加时相互加强，使O 点成为衍射条纹中最亮的中央明纹的中心。
实验七 光的衍射实验
一、实验目的
1. 观察夫朗和费衍射图样及演算单缝衍射公式；
2. 观察夫朗和费圆孔衍射图样； 二、实验原理
平行光通过狭缝时产生的衍射条纹定位于无穷远，称作夫朗和费单缝衍射。
它的衍射图样比较简单，便于用菲涅耳半波带法计算各级加强和减弱的位置。
设狭缝AB 的宽度为a （如图1，其中把缝宽放大了约百倍），入射光波长为λ，
图1
O 点是缝宽的中点，OP0是AB 面的法线方向。
AB 波阵面上大量子波发出的平行于该方向的光线经透镜L 会聚于P0点，这部分光波因相位相同而得到加强。
就AB 波阵面均分为AO 、BO 两个波阵面而言，若从每个波带上对应的子波源发出的子波光线到达P0点时光程差为λ/2，此处的光波因干涉相消成为暗点，屏幕上出现暗条纹。
如此讨论，随着ϕ角的增大，单缝波面被分为更多个偶数波带时，屏幕上会有另外一些暗条纹出现。
若波带数为奇数，则有一些次级子波在屏上别的一些位置相干出现亮条纹。
若波带为非整数，则有明暗相间的干涉结果。
总之，当衍射光满足：
sin BC a k ϕλ== （1 2...k =±±, ）
时产生暗条纹；当满足：
sin (21)/2BC a k ϕλ==+ （01 2...k =±±， , ）
时产生明条纹。
在使用普通单色光源的情况下（本实验使用钠灯），满足上述原理要求的实验装置一般都需要在衍射狭缝前后各放置一个透镜。
但是一种近似的方法也
是可行的，就是使光源和观测屏距衍射缝都处在“远区”位置。
用一个长焦距的凸透镜L 使狭缝光源S P1成像于观测屏S 上（如图2），其中S 与S P1的距离稍大于四倍焦距，透镜大致在这个距离中间，在仅靠L 安放一个衍射狭缝S P2，屏S 上即出现夫朗和费衍射条纹。
图2
设狭缝SP2与观测屏S 的距离为b ，第k 级亮条纹与衍射图样中心的距离为xk 则
/k tg x b ϕ=
由于ϕ角极小，因而sin tg ϕϕ≈。
又因为衍射图样中心位置不易准确测定，所以一般是量出两条同级条纹间的距离2xk 。
由产生明条纹的公式可知：
2(21)k b
x k a
λ=+
由此可见，为了求得入射光波长，须测量2k x ，a 和b 三个量。
三、 实验仪器 (1) 钠光灯
(2) 单面可调狭缝： SZ-22 (3) 凸透镜L 1： f=50mm (4) 二维调整架： SZ-07 (5) 单面可调狭缝： SZ-22 (6) 凸透镜L 2： f=70mm (7) 二维调整架： SZ-07
(8) 测微目镜Le （去掉其物镜头的读数显微镜） (9) 读数显微镜架 : SZ-38 (10) 滑座： TH70YZ (11) 滑座： TH70Z (12) 滑座： TH70Z (13) 滑座： TH70
四、仪器实物图及原理图
图3 仪器实物图及原理图
五、实验步骤
(1)把钠灯光通过透镜聚焦到单缝上成为缝光源。
再把所有器件按图十的顺序
摆放在导轨上，调至共轴。
其中小孔（φ=1mm）和测微目镜之间的距离必须保证满足远场条件。
（图中数据均为参考数据）
(2)调节焦距为70的透镜直至能在测微目镜中看到衍射条纹。
如果无条纹，可
以调节小孔的大小，直到找到合适的小孔为止。
(3)仔细调节狭缝的宽度，直到目镜视场的中央条纹两侧各有可见度较好的3，
4条亮纹。
记录单缝和测微目镜的位置，计算出两者间的距离b。
(4)读出狭缝宽度a，并且记录下来
六、数据处理
为了便于计算波长可以设b z
λ=，
a
且 221
k
x z k =
+ 2x k 为两条同级条纹间的距离 选不同的级次k ，求出z 值，求平均，再计算
a
z b
λ=
实验数据如下：
a=0.152mm b=840-560=280mm
=0.5mm
=0.7mm =0.9mm
计算得=0.1667 =0.14
=0.143 =0.1499
==81.37nm
实验图片
八、圆孔衍射
将单缝换成圆孔，观察衍射条纹，用测微目镜测出艾里斑的直径e ，由已知衍射小孔直径d=1mm ，焦距f=70mm ，可验证
1.22e f a
λ
=
公式的正确性（其中a为孔的半径），本实验要验环境很暗。
.
+
注：多孔架的8孔大小分别为：φ0.10mm，φ0.15mm，φ0.20mm，φ0.30mm，φ0.50mm，φ0.60mm，φ1.0mm，φ2.0mm。
实验数据如下：
测量值e=0.091mm
计算值为f=1.22=0.099064mm
现场实验图片
通过做实验，我认为光的衍射现象观察的影响因素分析的衍射应用有以下几个应用方向：
1)普遍应用于光谱分析领域，比如说衍射光栅光谱仪等。
2）应用于衍射成像，比如说衍射成像概念、成像仪器分辨。
3）衍射呈现波阵面，有利于全息术原理的进一步发展。
4）衍射广泛应用于结构分析，例如X射线结构学等。
