测量单缝衍射的光强分布

单缝衍射光强分布的测量实验报告一、实验目的1、观察单缝衍射现象，加深对光的波动性的理解。

2、测量单缝衍射的光强分布，验证衍射理论。

3、掌握光强测量的基本方法和仪器的使用。

二、实验原理当一束光通过宽度可调的狭缝时，会在屏幕上产生衍射条纹。

根据惠更斯菲涅尔原理，单缝衍射的光强分布可以用下式表示：＼I ＝ I_0 ＼left(＼frac{＼sin ＼beta}｛＼beta}＼right)＾2\其中，＼（I\）是衍射光强，＼（I_0\）是中央明纹的光强，＼（＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin ＼theta}｛＼lambda}＼），＼（a\）是单缝宽度，＼（＼theta\）是衍射角，＼（＼lambda\）是入射光波长。

在衍射角较小的情况下，＼（＼sin ＼theta ＼approx ＼frac{y}｛L}＼），其中＼（y\）是衍射条纹到中央明纹的距离，＼（L\）是单缝到屏幕的距离。

三、实验仪器1、氦氖激光器2、单缝装置3、光传感器4、移动平台5、数据采集系统四、实验步骤1、调整实验装置将氦氖激光器、单缝装置和光传感器安装在移动平台上，并使其处于同一水平直线上。

调整单缝装置，使其与激光束垂直，并且单缝宽度适中。

调整光传感器的位置，使其能够接收到衍射光。

2、连接数据采集系统将光传感器与数据采集系统连接，确保数据能够准确传输。

3、测量光强分布打开激光器，让激光通过单缝产生衍射现象。

移动光传感器，从中央明纹开始，沿着衍射条纹的方向，每隔一定距离测量一次光强，并记录数据。

测量范围覆盖足够多的衍射条纹，以获得完整的光强分布曲线。

4、重复测量为了减小误差，重复上述测量步骤至少三次，取平均值作为最终的测量结果。

5、数据处理将测量得到的数据导入计算机，使用相关软件进行处理和分析。

绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。

五、实验数据与处理以下是一组测量得到的数据：｜位置＼（y\）（mm) ｜光强＼（I\）（μW) ｜｜｜｜｜－10 ｜ 15 ｜｜－8 ｜ 30 ｜｜－6 ｜ 50 ｜｜－4 ｜ 80 ｜｜－2 ｜ 120 ｜｜ 0 ｜ 150 ｜｜ 2 ｜ 120 ｜｜ 4 ｜ 80 ｜｜ 6 ｜ 50 ｜｜ 8 ｜ 30 ｜｜ 10 ｜ 15 ｜根据上述数据，绘制光强分布曲线如下：（此处插入光强分布曲线的图片）通过与理论曲线的对比，可以发现实验曲线与理论曲线基本吻合，但在某些细节上存在一定的偏差。

单缝衍射光强分布实验及不确定度计算
一、实验原理
单缝衍射实验是研究光通过窄缝的衍射现象。

当单色光照射在窄缝上时，光线会绕过窄缝并在屏幕上产生衍射条纹。

根据波动理论，这些条纹的宽度和形状可以通过衍射角和缝宽来计算。

二、实验步骤
1.准备实验器材：单缝装置、激光器（发出波长已知的单色光）、屏幕、尺子、测角
仪。

2.将激光器固定在单缝装置上，确保光束垂直照射在单缝上。

3.将屏幕放在离单缝一定距离的位置，确保屏幕上的衍射条纹清晰可见。

4.使用尺子测量单缝的宽度（精确到0.01mm）。

5.使用测角仪测量衍射条纹之间的角度（精确到0.1°）。

6.记录数据，至少进行3次实验以减小误差。

三、不确定度计算
根据实验数据，我们可以计算出衍射条纹的宽度和形状。

不确定度可以通过以下公式计算：
其中，ΔI是总不确定度，I是衍射条纹的平均光强，N是实验次数，ΔI0是激光器的光强波动范围。

四、实验结果与讨论
根据实验数据，我们可以得出衍射条纹的宽度和形状，以及它们与缝宽和波长的关系。

同时，我们还可以讨论不确定度对实验结果的影响。

单缝衍射光强的分布测量实验报告实验名称：单缝衍射光强的分布测量实验目的：1. 了解单缝衍射现象及其规律；2. 掌握测量单缝衍射光强的方法和步骤。

实验器材：1. 单缝光源2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数字多道分析器5. 电脑与连接线6. 实验支架7. 高精度尺子实验原理：当光传播到单缝上时，由于光的波动性，出现了衍射现象。

在单缝前方远离缝的一定距离处，出现一系列亮暗的条纹，即衍射图样。

衍射图样反映了波阵面在缝后的衍射情况，通过测量这些条纹的亮度，可以得到单缝衍射光强的分布。

实验步骤：1. 将实验装置搭建好，确保光路正常且稳定。

2. 将光电探测器放置在远离单缝的一定距离处，调整其位置使其刚好能接收到衍射光。

3. 将电脑与数字多道分析器连接。

4. 打开数据采集软件，设置好采集参数。

5. 开始采集数据，持续一段时间，确保得到足够多的数据点。

6. 关闭数据采集软件，保存数据并进行数据分析。

7. 根据采集到的数据绘制单缝衍射光强分布图。

实验结果分析：根据采集到的数据，可以得到每个位置上的光强数值。

通过绘制光强与位置的关系图，可以观察到一系列亮暗条纹的分布。

根据衍射理论可以推导出单缝衍射的光强分布公式：I(x) = (I_0 * sin(β)/β)^2 * (sin(α)/α)^2其中，I(x)为位置x处的光强，I_0为中央最大光强，β为sin(β) = (π* b * sin(α))/λ，b为单缝宽度，α为入射光与垂直方向的夹角，λ为入射光波长。

实验误差分析：1. 由于实验器材和环境的限制，实际测量中可能会存在一定的误差。

2. 光电探测器的位置调整可能不够精确，导致实际测量的位置与理论位置存在偏差。

3. 光源的稳定性对实验结果也有一定影响，光源的波动性会导致实际测量的数值偏差。

4. 数据采集时的误差也需要注意，包括噪声、干扰等。

实验结论：通过实验测量单缝衍射光强的分布，可以得到一系列亮暗条纹的分布情况。

单缝衍射光强分布实验报告实验报告：单缝衍射光强分布实验一、实验目的通过实验观察和探究单缝衍射现象，了解光的波动性质，研究单缝衍射光强分布的规律。

二、实验原理单缝衍射是指当光线通过一个狭缝时，由于光的波动性质，光波会发生衍射现象，即光线会向周围扩散。

根据夫琅禾费衍射公式，单缝衍射光强分布的规律可以通过以下两个公式推导得出：1.衍射公式：θ=mλ/b其中，θ为衍射角，m为条纹的级次（m=0,±1,±2,...），λ为波长，b为狭缝宽度。

2. 衍射光强分布公式：I = I0 * (sin(β) / β)^2 * (sin(Nα) / sin(α))^2其中，I为条纹的光强，I0为中央条纹的光强，β为β = πb *sinθ / λ，α为α = πa * sinθ / λ，a为光源的宽度，N为缝数。

三、实验步骤1.将光源与被研究的缝隙间隔一定距离，并确保光源垂直照射缝隙。

2.使用光屏接收衍射光，并根据需要调整光屏距离缝隙的距离，以便更好地观察衍射条纹。

3.用CCD相机拍摄光屏上的衍射条纹，通过图像处理软件量化光强，得到光强分布曲线。

4.调整狭缝的宽度，观察并记录不同宽度下的光强分布情况。

5.重复实验多次，取平均值以减小误差。

四、实验结果与分析通过实验观察到的结果，我们可以得到以下结论：1.光强分布呈现明暗相间的条纹状，其中最中央的一条条纹最亮，两侧的条纹逐渐减弱。

2.随着波长λ的增大，条纹间距减小，光强分布也发生变化。

3.随着缝宽b的增大，条纹变得更为集中，光强分布呈现更明显的周期性变化。

4.当缝数N增加时，条纹的光强分布曲线会发生明显的变化，呈现出更多的衍射条纹。

五、实验注意事项1.实验过程中需要保证光源的稳定性，尽量避免光强波动引起的误差。

2.调整光屏与缝隙距离时，需注意确保垂直照射，并尽可能保持一定的距离以获得更清晰的图像。

3.使用CCD相机拍摄图像时，应注意调整曝光时间和对比度以获得最佳的图像质量。

#### 一、实验目的1. 理解单缝衍射现象及其光强分布规律。

2. 通过实验验证单缝衍射的光强分布公式。

3. 掌握使用光学仪器进行单缝衍射实验的方法。

#### 二、实验原理单缝衍射是光波通过狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹现象。

根据夫琅禾费衍射理论，单缝衍射的光强分布可以由以下公式描述：\[ I(\theta) = I_0 \left( \frac{\sin\left(\frac{\pi a\sin\theta}{\lambda}\right)}{\frac{\pi a \sin\theta}{\lambda}} \right)^2 \]其中，\( I(\theta) \) 是与光轴成 \( \theta \) 角度的光强，\( I_0 \) 是中心亮条纹的光强，\( a \) 是狭缝宽度，\( \lambda \) 是入射光的波长。

#### 三、实验仪器1. 激光器2. 单缝狭缝板3. 光学导轨4. 屏幕板5. 光电传感器6. 数据采集系统7. 计算机软件#### 四、实验步骤1. 将激光器、单缝狭缝板、光学导轨、屏幕板和光电传感器依次安装在光学导轨上。

2. 调节激光器，使其发出的激光束垂直照射到单缝狭缝板上。

3. 将光电传感器放置在屏幕板上，确保其与屏幕板平行。

4. 打开数据采集系统，记录光电传感器接收到的光强数据。

5. 调节单缝狭缝板的宽度，重复步骤4，记录不同缝宽下的光强数据。

6. 改变光电传感器与屏幕板之间的距离，重复步骤4和5，记录不同距离下的光强数据。

7. 根据记录的数据，绘制光强分布曲线，并与理论公式进行比较。

#### 五、实验结果与分析1. 实验结果表明，随着缝宽的减小，衍射条纹的宽度增加，主极大值的光强降低。

2. 实验结果与理论公式基本吻合，说明单缝衍射的光强分布符合夫琅禾费衍射理论。

3. 通过实验验证了单缝衍射光强分布公式，加深了对单缝衍射现象的理解。

#### 六、实验总结本次实验成功观察到了单缝衍射现象，并验证了单缝衍射的光强分布规律。

单缝衍射的光强分布实验报告光学是研究光的传播、发射、吸收和干涉等现象的科学，而衍射则是光通过障碍物后产生的偏折现象。

单缝衍射实验是光学实验中的经典实验之一，通过实验可以观察到光在通过单缝时的衍射现象，进而研究光的传播规律和特性。

本实验旨在通过实验观察和数据分析，探究单缝衍射的光强分布规律，为光学理论提供实验依据。

实验装置及原理：本实验采用的实验装置主要包括，光源、单缝装置、准直透镜、光强测量仪等。

光源通过准直透镜后，射入单缝装置，经过单缝后形成衍射光斑，最后被光强测量仪测量光强分布。

单缝衍射的原理是，当光波通过单缝时，由于单缝的存在，光波会发生衍射现象，形成一系列干涉条纹，通过测量这些干涉条纹的光强分布，可以得到单缝衍射的光强分布规律。

实验步骤及数据处理：1. 调整光源和准直透镜，使光线垂直射入单缝装置；2. 通过光强测量仪，测量不同角度下的光强分布；3. 记录实验数据，绘制光强分布曲线；4. 根据实验数据，分析单缝衍射的光强分布规律。

实验结果及分析：通过实验数据处理和分析，我们得到了单缝衍射的光强分布曲线。

实验结果表明，单缝衍射的光强分布呈现出明显的周期性变化，且中央最亮，两侧逐渐减弱的规律。

这与衍射现象的理论预期相符合，进一步验证了光的波动性和衍射现象的存在。

结论：通过本实验，我们成功观察到了单缝衍射的光强分布规律，实验结果与理论预期相符合。

这为光学理论的研究提供了实验依据，也为光学应用提供了重要的参考。

同时，本实验也展示了光学实验的重要性和实验方法的重要性，为光学实验教学提供了有力支持。

总结：单缝衍射实验是光学实验中的重要实验之一，通过实验可以观察到光的波动性和衍射现象，为光学理论的研究和光学应用提供了重要的实验依据。

本实验通过实验观察和数据分析，成功得到了单缝衍射的光强分布规律，实验结果与理论预期相符合。

这为光学理论研究和实验教学提供了重要参考，也为光学应用提供了重要支持。

希望通过本实验的学习，可以更好地理解光学原理，提高实验技能，为光学领域的发展贡献自己的力量。

单缝衍射光强分布的测定光的衍射现象是光的波动性又一重要特征。

单缝衍射是衍射现象中最简单的也是最典型的例子。

在近代光学技术中，如光谱分析、晶体分析、光信息处理等到领域，光的衍射已成为一种重要的研究手段和方法。

所以，研究衍射现象及其规律，在理论和实践上都有重要意义。

实验目的1. 观察单缝衍射现象及特点。

2. 测定单缝衍射时的相对光强分布3. 应用单缝衍射的光强分布规律计算缝的宽度α。

实验仪器光具导轨座，He-Ne 激光管及电源，二维调节架，光强分布测定仪，可调狭缝，狭缝A 、B 。

扩束镜与起偏听偏器，分划板，光电探头，小孔屏，数字式检流计（全套）等。

实验原理光在传播过程中遇到障碍时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射。

光的衍射分为夫琅和费衍射与菲涅耳衍射，亦称为远场衍射与近场衍射。

本实验只研究夫琅和费衍射。

理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。

单缝的夫琅和费衍射如图二 所示。

当处于夫琅和费衍射区域，式中α是狭缝宽度，L 是狭缝与屏之间的距离，λ是入射光的波长。

实验时，若取α≤10-4m, L ≥1.00m ，入射光是He-Ne激光，其波长是632.8nm,就可满足上述条件。

所以，实验时就可以采用如图一装置。

λ<<L82α如图二 单缝衍射的光路图1、导轨2、激光电源3、激光器4、单缝或双缝二维调节架5、小孔屏6、一维光强测量装置7、WJF 型数字式检流计根据惠更斯-菲涅耳原理，可导出单缝衍射的光强分布规律为当衍射角ϕ等于或趋于零时，即ϕ=0（或ϕ→0），按式，有故I=I 0，衍射花样中心点P 0的光强达到最大值（亮条纹），称为主极大。

当衍射角ϕ满足时，ｕ=k π 则I=0，对应点的光强为极小（暗条纹）， k 称为极小值级次。

若用X k 表示光强极小值点到中心点P 0的距离，因衍射角ψ甚小，则故X k =L ϕ=k λL/α,当λ、L 固定时，X k 与α成反比。

缝宽α变大，衍射条纹变密；缝宽α变小，衍射条纹变疏。

实验名称： 单缝衍射光强分布的测定 实验时间： 实验者：院系： 学号：指导教师签字： 实验目的：1.测定单缝衍射的相对光强分布；2.测定半导体激光器激光的波长。

实验仪器设备：光具座 半导体激光器 可调单缝 硅光电池 光电检流器 移测显微镜 光屏实验原理：1. 夫琅禾费衍射当光在传播过程中经过障碍物，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时，一部分光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。

衍射通常分为两类：一类是满足衍射屏离光源或接收屏的距离为有限远的衍射，称为菲涅耳衍射；另一类是满足衍射屏与光源和接收屏的距离都是无限远的衍射，也就是照射到衍射屏上的入射光和离开衍射屏的衍射光都是平行光的衍射，称为夫琅禾费衍射。

以波长为λ的单色平行光（实验用散射角极小的激光器产生激光束）垂直通过单缝，经衍射后，在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗相间的条纹（夫琅禾费衍射条纹）。

如图所示。

根据惠更斯——菲涅耳原理，可知220sin ββθI I = 由θλπβsin a =得 220)sin ()sin (sin λθπλθπθa a I I =0I I θ叫做相对光强 暗纹条件)0,,2,1(asin =±±==θλθI k k (θ很小，故θθθ≈≈tan sin ，)中央明纹两侧暗条纹之间的角宽a 2λθ=∆ 相邻两暗条纹之间角宽aλθ=∆’ 0=θ时，0I I =θ，此时光强最大，为主最大。

其两侧相邻两暗条纹间都有一个次最大，角位置分别为。

，、、 a47.3a 46.2a 43.1sin λλλθ±±±= 相应的 008.0017.0047.00、、=I I θ 得到单缝衍射相对光强分布曲线2.测入射光波波长dθD x 亮暗在实验中，θ很小，设单缝距屏L ，屏上条纹距中心点为x ，Lx tan sin =≈θθ 由asin λθk=，得对应第一级暗条纹有Lb ∆==asin λθ 则可以测得入射光波波长Lb∆=a λ 操作步骤：1. 根据指导书上的装置图安装好实验仪器；2. 打开激光器，使激光束对准可调狭缝且垂直照射。

单缝衍射的光强分布的测量单缝衍射是一种经典的光学现象，它描述了光通过一个窄缝缝隙后，会产生一系列暗纹和明纹的分布图案。

这一现象被广泛应用于科学研究和工业应用中，因此对单缝衍射的光强分布测量具有重要意义。

本文将介绍单缝衍射的基本理论、实验装置和光强分布的测量方法。

一、单缝衍射的基本理论单缝衍射是一种衍射现象，它是指光通过一个宽度为d的狭缝时所产生的衍射效应。

根据光的波动理论，当光线通过一个宽度为d的孔或缝隙时，光线被分散成许多波前，这些波前互相干涉，从而形成了一系列明暗条纹。

这些条纹的间距和亮度取决于光波的波长和狭缝的尺寸。

根据菲涅耳衍射理论，单缝衍射的光强分布可以用以下公式来描述：I = I_0 × (sin(πa/λ) / (πa/λ))^2 × (sin(πd/λ) / (πd/λ))^2其中，I_0为入射光的强度；a为缝隙中心到屏幕的距离；d为缝隙的宽度；λ为光的波长。

根据公式可知，单缝衍射的光强分布具有典型的中央最大值和一系列交替的暗纹和明纹，它们的间距和强度都取决于λ和d的大小比。

实验中，测量单缝衍射光强分布是通过光强计测量光的强度分布，然后将测量的数据与理论公式进行比较，从而验证光的波动性和理论模型。

二、实验装置为了测量单缝衍射的光强分布，需要有一个正常的光源，一个单缝和一个光强计。

下面是实验装置的详细介绍：1. 光源实验中所需的光源可以是激光、白光、单色光等。

其中，激光通常是最好的光源，因为它的频率和波长比较稳定，光的强度高，并且方向性强，易于控制。

激光通常被用于高精度的光学测量和调整，但是它也比较昂贵，容易受到环境噪声的干扰。

2. 单缝单缝通常是由金属或化学纤维制成的，其宽度一般在微米级别。

单缝可以通过微加工技术制造，也可以购买专业的单缝板。

实验中要保证单缝的宽度精度和平面度，这对于结果的精度有很大的影响。

3. 光强计光强计是实验中测量光强分布的重要工具。

它可以是钨丝光电池、光电二极管、CCD 相机等。

实验名称：光强分布测量实验实验目的：1. 了解光强分布的基本原理和测量方法。

2. 通过实验，掌握光强分布的测量技术。

3. 分析光强分布的特点，验证相关理论。

实验原理：光强分布是指光在空间中的强度分布，它是描述光传播特性的一种重要参数。

本实验采用单缝衍射原理，通过测量不同位置的光强，分析光强分布规律。

实验仪器：1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数据采集系统5. 计算机实验步骤：1. 将激光器发出的光束通过单缝衍射装置，调节单缝宽度，使衍射光束照射到光电探测器上。

2. 使用数据采集系统实时采集光电探测器接收到的光强信号。

3. 改变光电探测器的位置，记录不同位置的光强数据。

4. 分析光强分布规律，绘制光强分布曲线。

实验结果与分析：1. 光强分布曲线：实验得到的单缝衍射光强分布曲线如图1所示。

从图中可以看出，光强分布具有以下特点：（1）光强分布呈中心亮、两侧暗的规律，形成一系列明暗相间的条纹。

（2）光强分布存在明暗条纹的周期性变化，即光强分布呈现周期性变化。

（3）明暗条纹的间距随着距中心位置的增加而增大。

2. 光强分布规律：根据单缝衍射原理，可以推导出光强分布的公式：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin(\theta)}{\theta} \right)^2 \]其中，\( I \)为光强，\( I_0 \)为中心光强，\( \theta \)为衍射角。

通过实验测量得到的光强分布曲线与理论公式吻合较好，验证了单缝衍射原理的正确性。

3. 影响光强分布的因素：（1）单缝宽度：单缝宽度越小，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。

（2）入射光波长：入射光波长越长，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。

（3）探测器位置：探测器位置不同，光强分布曲线形状不同。

实验结论：1. 本实验通过单缝衍射原理，成功测量了光强分布，验证了光强分布规律。

2. 实验结果表明，单缝衍射光强分布具有周期性变化，且与理论公式吻合较好。

单缝衍射的光强分布实验报告实验报告：单缝衍射的光强分布一、实验目的通过实验，观察单缝衍射现象，了解其光强分布规律。

掌握光衍射实验的基本理论和实验方法。

二、实验原理单缝衍射是指当光线通过一块缝隙时，由于衍射作用，其出射光线方向发生偏转并交叉干涉形成衍射花样。

根据夫琅禾费衍射公式，单缝衍射中，d*sinθ=mλ，其中d为缝宽，θ为衍射角度，m为衍射级次，λ为光波长。

单缝衍射的光强分布可表示为I=I0 * sinc^2 (πd*sinθ/λ)，其中I0为中央亮度，sinc函数可由幅度衍射公式推导得出。

三、实验器材单色光源，光源支架，单缝，屏幕，卡尺。

四、实验步骤1. 将单色光源与单缝放置于透镜下方和光源支架上方，保持缝隙垂直于光路并尽量减小其宽度。

2. 将屏幕置于光源和单缝的正中央，在光路上设法使靠近光源的两侧与单缝对齐。

调整屏幕与单缝垂直，注意观察光芒的衍射现象。

3. 逐渐加宽缝隙的宽度，并观察光芒的衍射现象。

每增加一级，观察对应的条纹的亮度情况，记录下来。

4. 用卡尺测量两侧衍射花样亮条的距离，并计算衍射角度θ。

5. 用实验数据计算出衍射光强分布的函数图像。

五、实验结果当单缝宽度较小时，衍射现象并不显着。

随着单缝宽度的增加，衍射花样逐渐清晰，呈现出多级衍射的现象。

同时，每个级次的亮度会随着衍射角度的增大而逐渐减小。

最大亮度出现在中央，且亮度以一定规律逐渐减小。

通过记录和计算数据，得出了单缝衍射的光强分布函数图像。

六、实验结论通过单缝衍射实验，我们观察到了光线通过缝隙发生的衍射现象，并了解了其衍射级次、光强分布规律等基本知识。

实验结果表明，单缝衍射的亮条数目、亮条宽度、亮度以及衍射角度与单缝宽度、光波长等参数密切相关，通过计算可以得出与实验现象相符的衍射光强分布函数。

此外，通过实验还可以了解干涉、衍射、散射等基本光学现象，掌握基本的光学实验方法，有助于对光学知识的深入理解。

七、参考文献1. 杨生彦、齐玉福.《光学基础实验》. 北京：科学出版社，2015.2. 翁和兴、施永权.《光学实验讲义》. 北京：高等教育出版社，2014.。

单缝衍射的光强分布实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过实验方法，观察单缝衍射的光强分布规律，验证光的波动性质，并掌握单缝衍射实验的基本原理和方法。

二、实验仪器与设备。

1. He-Ne 激光器。

2. 单缝衍射装置。

3. 透镜。

4. 光电探测器。

5. 光强测量仪。

6. 旋转支架。

7. 直尺。

8. 电脑。

三、实验原理。

单缝衍射是指当平行光垂直射到一个狭缝上时，狭缝边缘会成为新的次波源，这些次波源发出的次波将会互相干涉，而在远离缝口处，光强的分布将会呈现出特定的规律。

四、实验步骤。

1. 将He-Ne激光器置于实验台上，并调整使其垂直射向单缝装置。

2. 调整单缝装置，使其与激光束垂直，同时调整透镜位置，使得透镜的焦点与单缝处于同一平面上。

3. 将光电探测器固定在旋转支架上，并将支架放置在离单缝装置一定距离的位置。

4. 通过旋转支架，使光电探测器依次测量不同角度下的光强。

5. 将光强测量仪连接至电脑，记录并分析实验数据。

五、实验数据与分析。

通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出单缝衍射的光强分布图。

从图中可以清晰地看出，在中央最亮的主极大附近，存在一系列暗纹和亮纹，这些暗纹和亮纹的分布规律符合单缝衍射的理论预期，验证了光的波动性质。

六、实验结论。

通过本次实验，我们成功观察到了单缝衍射的光强分布规律，验证了光的波动性质。

同时，我们掌握了单缝衍射实验的基本原理和方法。

这对于我们进一步深入理解光的波动性质，以及在实际应用中具有重要的意义。

七、实验注意事项。

1. 在实验过程中，要注意激光的安全使用，避免直接照射眼睛。

2. 调整实验装置时，要小心操作，避免损坏设备。

3. 实验结束后，要做好实验装置的清理和归还工作。

八、参考文献。

1. 《大学物理实验教程》。

2. 《光学实验指导书》。

以上就是本次单缝衍射的光强分布实验报告，希望对大家有所帮助。

大学物理实验教案实验名称：应用计算机测定单缝衍射的光强度分布 1 实验目的：A 了解单缝衍射现象及其应用；B 学会用计算机及传感器测定光强度分布；C 培养学会运用计算机来进行综合物理实验的能力。

2 实验仪器半导体激光器、单缝装置、科学工作室500型接口及软件、光传感器、旋转位移传感器、光具座、计算机 3 实验原理及方法当一束波长为λ的平行光垂直射向一宽度为a 的单缝时，将产生光的衍射现象。

由惠更斯-菲涅耳原理可以推出单缝衍射图像中沿垂直于入射光方向的光强度分布规律。

其中产生暗纹的条件为 （k=±1，±2，±3，…）；产生明纹的条件为 （k=0，±1，±2，±3，…），式中θk 为k 级条纹的衍射角。

图1示出了单缝衍射及光强度分布。

图1 单缝衍射光路及光强度分布图中D k 表示第k 级暗纹之间的距离，L 为单缝到衍射屏的距离，由于实际上往往L>>D k，可近似地认为k k tg θθ≈sin 。

于是若可由暗纹的产生条件，解出单缝缝宽a ，即（k=±1，±2，±3，…）；同理，若已知第k 级明纹之间的距离为D k ，则也可由明纹的产生条件解得缝宽a ，即 （k=0，±1，±2，±3，…）。

本实验采用已知波长为λ的单色光来测量单缝缝宽的方法。

实验装置如图22)12(sin λθ+=k a k 22sin λθk a k =kD L k a λ2=kD Lk a λ)12(+=所示。

由半导体激光器发出的单色光通过单缝装置产生衍射现象，调整透光屏及光传感器的位置（位置调整可旋转装在光传感器下的旋转位移传感器），通过计算机实时观测光衍射明、暗条纹的光强分布图并测量第±k 级的衍射明、暗条纹间距D k ，衍射距离L 由光具座上的标尺读数。

根据上述公式即可求出缝宽a 。

单缝衍射的相对光强分布实验报告单缝衍射的相对光强分布实验报告摘要：本实验旨在研究单缝衍射的相对光强分布，通过实验测量和数据分析，得出了单缝衍射的特点和规律。

实验结果表明，单缝衍射的光强分布呈现明显的夫琅禾费衍射图样，且光强在中央最亮，两侧逐渐减弱。

实验结论对于理解光的衍射现象和光学理论具有重要意义。

引言：光学衍射是光通过物体边缘或孔径时发生偏折和干涉的现象。

其中，单缝衍射是研究光学衍射的基本实验之一。

通过研究单缝衍射的相对光强分布，可以了解光的波动性质以及光的传播规律。

本实验通过实验测量和数据分析，旨在探究单缝衍射的特点和规律。

实验装置：本实验使用的装置主要包括：激光器、单缝光栅、光屏、光电二极管、光电转换器等。

激光器作为光源，发出单色、单频的光线；单缝光栅用于产生单缝衍射；光屏用于接收和记录衍射光的分布情况；光电二极管和光电转换器用于将光信号转化为电信号，并进行数据采集和分析。

实验步骤：1. 将激光器置于实验台上，并调整角度，使激光束垂直射向单缝光栅。

2. 将光屏放置在激光束的远离光源的一侧，并调整光屏的位置，使得光屏与光源和单缝光栅之间保持一定的距离。

3. 打开激光器，使激光通过单缝光栅，产生衍射现象。

同时，将光电二极管和光电转换器连接到计算机上，进行数据采集。

4. 在计算机上打开数据采集软件，开始记录光强数据。

将光屏沿着水平方向移动，每隔一定距离记录一次光强数据，直到记录完整个衍射图样。

5. 关闭激光器，停止数据采集，保存数据。

实验结果与分析：通过数据采集软件记录的光强数据，我们得到了单缝衍射的相对光强分布图。

图中，横轴表示光屏上的位置，纵轴表示相对光强。

实验结果显示，单缝衍射的光强分布呈现明显的夫琅禾费衍射图样。

在中央位置，光强最强；而在两侧，光强逐渐减弱。

此外，光强分布图中还存在着一系列的明暗条纹，这是由于光的干涉现象所引起的。

根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 单缝衍射是光通过单缝光栅时产生的衍射现象，光线会在缝口处发生偏折和干涉。

单缝衍射的光强分布的测量【实验目的】1.观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解；2.会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律；3.学会用衍射法测量微小量。

【实验仪器】半导体激光器，可调宽狭缝，硅光电池（光电探头），一维光强测量装置，WJF型数字检流计，小孔屏和WGZ--IIA导轨。

【实验原理】1.单缝衍射的光强分布当光在传播过程中经过障碍物，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时，一部分光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。

如果障碍物的尺寸与波长相近，那么，这样的衍射现象就比较容易观察到。

单缝衍射[single-slit diffraction]有两种：一种是菲涅耳衍射[Fresnel diffraction]，单缝距光源和接收屏[receiving screen]均为有限远[near field]或者说入射波和衍射波都是球面波；另一种是夫琅和费衍射[Fraunhofer diffraction]，单缝距光源和接收屏均为无限远[far field]或相当于无限远，即入射波和衍射波都可看作是平面波。

在用散射角[scattering angle]极小的激光器(<0.002rad)产生激光束[laser beam]，通过一条很细的狭缝（0.1～0.3mm宽），在狭缝后大于0.5m的地方放上观察屏，就可看到衍射条纹，它实际上就是夫琅和费衍射条纹，如图1所示。

当激光照射在单缝上时，根据惠更斯—菲涅耳原理[Huygens-Fresnel principle]，单缝上每一点都可看成是向各个方向发射球面子波的新波源。

由于子波迭加的结果，在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗相间的条纹。

激光的方向性机强，可视为平行光束；宽度为的单缝产生的夫琅和费衍射图样[pattern]其衍射光路图满足近似条件：产生暗条纹[dark fringes]的条件是（k =±1，±2，±3，…） (1)暗条纹的中心位置为(2)两相邻暗纹之间的中心是明纹中心[center of bright fringes]；由理论计算可得，垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布[intensity distribution of light]的规律为（3）式中，是狭缝宽[width]，是波长[wavelength]，是单缝位置到光电池[photocelll]位置的距离，是从衍射条纹的中心位置到测量点之间的距离，其光强分布如图2所示。

单缝衍射的相对光强分布
1.测定单缝衍射的相对光强分布
1）激光的衍射条纹的光强用激光功率计测量，在功率计前用一开有2mm宽狭缝的黑纸遮挡。

狭缝沿竖直方向放置。

2）将光功率计安装在二维（XZ方向）底座上，功率计的相对位置可通过二维底座X 方向调节器的螺旋测微计读出。

3）改变可调狭缝的宽度，使得主极大的宽度约为5mm，且两边对称，并落在功率计进光狭缝垂直的水平线上。

4）实验过程中需关闭日光灯和台灯。

测量前光功率计“调零”时，黑纸应挡在可调单缝前不应挡在功率计的进光狭缝，这样才能消除环境的影响。

5）为减小作图误差，测量光功率时在各级级值附近应减小测量间隔多测几个读数。

2.检测光功率计的读数与入射光强的线性关系
激光光强若超过光功率计的测量范围，测量将产生较大的误差。

检测时从较远处开始移动嗅钨灯，逐渐缩小与光功率的距离，直至检测到的光功率接近衍射条纹中央主级强对应的光功率为止。

选适当间隔10个数据。