11多缝夫琅和费衍射ok

夫琅禾费衍射实验报告一、实验目的本实验旨在通过夫琅禾费衍射实验的操作，观察光通过狭缝后的衍射现象，并验证夫琅禾费衍射公式的正确性。

二、实验原理d*sin(θ)=m*λ其中，d为狭缝的宽度，θ为衍射角度，m为衍射级次，λ为光的波长。

三、实验材料和仪器1.光源：白炽灯或激光器2.光屏：用于接收光的屏幕3.单缝光栅：用于产生夫琅禾费衍射4.单缝测量尺：用于测量狭缝的宽度5.拉尺：用于测量光屏和狭缝的距离6.实验台：用于支撑实验器材7.其他辅助器材：如夹子、调节螺钉等四、实验步骤1.将光源放置在实验台的一侧，将单缝光栅放置在另一侧。

2.使用拉尺测量光屏和单缝光栅之间的距离，并记录。

3.使用单缝测量尺测量单缝的宽度，并记录。

4.调整光源和单缝光栅的位置，使得光能够通过单缝。

5.将光屏放置在光源和单缝光栅的中间位置，使得光可以被光屏接收。

6.打开光源，调整光源的强度和角度，使得能够在光屏上观察到衍射图样。

7.观察光屏上的衍射图样，并用眼睛或相机记录下来。

五、实验结果根据实际操作和观察，得到了一系列衍射图样，并记录了光源的强度和角度。

根据实验的结果，我们可以得到不同衍射级次对应的衍射角度。

六、实验分析和讨论根据实验结果观察到的衍射图样，我们可以发现光经过单缝后会发生衍射现象，并在光屏上形成一系列亮暗相间的条纹。

这些条纹的出现正是通过夫琅禾费衍射公式可以解释的。

通过实验结果的分析，我们可以验证夫琅禾费衍射公式的正确性。

我们可以根据实验中测得的狭缝宽度和衍射角度，计算出光的波长。

实验中可能存在的误差可以通过减小实验中的系统误差和增加实验的重复次数来减小。

此外，选择更好的光源和提高实验仪器的精度也可以提高实验结果的准确性。

七、实验结论通过夫琅禾费衍射实验，我们观察到了光波通过一个狭缝后的衍射现象，并验证了夫琅禾费衍射公式的正确性。

实验结果表明，光的波长可以通过夫琅禾费衍射公式计算得出。

实验中还发现，狭缝的宽度和光的波长对夫琅禾费衍射的现象有重要影响。

夫琅禾费衍射实验要求夫琅禾费衍射的研究实验仪器半导体激光器、缝、细丝、光电元件、光屏、微动读数装置、微电流计预习思考题1、什么是衍射？菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射有什么区别？2、实验中如何调节光源、衍射物和光屏等高共轴？如何满足夫琅禾费衍射条件？3、实验中如何选择光电流检流计的量程？实验内容一. 定性观察单缝的夫琅禾费衍射图案，记录图案的特征1、观察单缝的衍射图案，记录图案特征。

2、观察并记录衍射图案随缝宽的变化规律。

3、改变缝到观察屏的距离，观察并记录条纹的变化情况。

二. 测量单缝衍射的光强分布曲线1．记录狭缝零点误差。

2．选择一个缝宽，调节光路使衍射花纹清晰，对称，中央主极大宽度1cm左右，并使光电流显示最大。

从中央最大向一侧测到三级极小。

要求至少测20个数据。

注意：（1）缝与接收器间距应满足远场衍射条件。

（2）微电流计选择适当的档位。

（3）不要错过每一级的最亮点与最暗点。

（4）测量过程中接收器要保持只向一个方向移动，避免空转。

（5）注意同时记录光电流值和相应的位置。

3．测量缝到屏的距离。

4．从中央最大向另一侧测量，重复上述测量步骤。

5．记录光源波长λ。

6．测量缝宽：方法（选一种）：（1）直接读数。

（2）用透镜成像法测量，提供钠灯，f=10cm凸透镜一个，测微目镜，自行设计光路。

三. 测量细丝的直径用衍射的方法测量细丝的直径。

注意：避免激光直接照射探测器。

四. 数据处理（课后）单缝衍射：1．以sinθ为横座标，I/I0为纵座标绘制曲线。

2．利用从光强分布曲线获得的数据计算缝宽，与实际的缝宽相比较，并分析误差。

3．验证各级次极大值与中央主极大值的关系I/I0=0.047,0.017…，实验结果与此有何差距？请分析产生差距的原因。

细丝直径：1．以sinθ为横座标，I/I0为纵座标绘制曲线。

2．利用从光强分布曲线获得的数据计算细丝直径。

注意事项1、实验过程中按规定操作注意仪器的安全。

2、实验中调光路原则：等高共轴；先粗调，后微调。

课程名称：物理光学实验
实验名称：夫琅禾费衍射实验
'0'0E()a a P C C ==⎰⎰，利用贝塞尔
消像差透镜
图4 夫琅禾费衍射光路图
使其探测面与透镜的距离为透镜焦距f（探测器靶面的位置与滑块
17.3mm，透镜距离滑块刻度为6mm）；
“相机图像”预览功能，预览衍射图案。

调整CCD
光强适中（不饱和，也不过弱）。

记录CCD处的衍射图案；
打开软件，点击“圆孔方孔衍射”→“捕获衍射图案”，获取夫琅禾费圆孔衍射的实
图5
图6
图7 图8
图9 2.当D=300μm时的夫琅禾费圆孔衍射
图10
图11 图12
图13 L=500μm时的夫琅禾费方孔衍射
图14
图16
图17 L=300μm时的夫琅禾费方孔衍射
图18
图19 图20
图21
六、数据处理
同数据记录
七、结果陈述：
实验得到了夫琅禾费圆孔衍射和夫琅禾费方孔衍射的实验图像。

测量了夫琅禾费圆孔衍射和夫琅禾费方孔衍射的光强分布，发现实验值和理论值符合的很好，说明夫琅禾费衍射公式的正确性。

实验得到了夫琅禾费圆孔衍射和夫琅禾费方孔衍射虚焦时的图像。

夫琅禾费单缝衍射解释依据夫琅禾费单缝衍射是指在光学镜片或其他光学元件中的缝隙处，光线在进入或离开这些元件时发生的衍射现象。

这种现象常见于光学镜片、光纤、晶体、半导体器件等光学元件中，并在日常生活中也有许多应用。

夫琅禾费单缝衍射解释依据主要源于波动电磁学理论，即光是一种电磁波，具有波长和频率的特性。

在光学镜片或其他光学元件中的缝隙处，光线会受到环境中物体的干扰，使其在空间中传播的路径发生变化，产生衍射现象。

夫琅禾费单缝衍射可以通过几何光学理论来解释。

根据几何光学的原理，光线在进入或离开光学元件时，其方向会受到物体的干扰而发生改变。

这种改变的程度取决于光线与物体的入射角度以及物体的形状和尺寸。

当光线与物体的入射角度较小时，其方向改变较小，衍射现象较弱；当光线与物体的入射角度较大时，其方向改变较大，衍射现象较强。

因此，夫琅禾费单缝衍射的强度与光线与物体的入射角度有关。

此外，夫琅禾费单缝衍射还可以通过电磁学理论来解释。

电磁学理论认为，光是一种电磁波，具有波长和频率的特性。

当光线在进入或离开光学元件时，其会受到物体的电磁场干扰，使其方向发生改变。

由于光线的波长不同，其在物体电磁场中的反应也不同，因此夫琅禾费单缝衍射的强度也与光线的波长有关。

当光线的波长较短时，其受到物体电磁场的干扰较强，衍射现象较强；当光线的波长较长时，其受到物体电磁场的干扰较弱，衍射现象较弱。

夫琅禾费单缝衍射在日常生活中有着广泛的应用，例如在光学镜片、光纤、晶体、半导体器件等光学元件中都有着重要的应用。

此外，夫琅禾费单缝衍射还可以用于光学测量、光学通信、光学显示器件等领域。

总的来说，夫琅禾费单缝衍射是指在光学镜片或其他光学元件中的缝隙处，光线在进入或离开这些元件时发生的衍射现象。

夫琅禾费单缝衍射的解释依据主要源于波动电磁学理论和几何光学理论，并在日常生活中有着广泛的应用。

夫琅禾费单缝衍射原理哎呀，今天咱们聊聊一个有趣的话题——夫琅禾费单缝衍射原理。

听名字就有点拗口，是吧？但别担心，咱们一步一步来，把这件事情说得明明白白的。

想象一下，如果你在海边，阳光洒在水面上，水波荡漾，形成了一个个美丽的波纹。

衍射原理就有点像这种波纹的感觉。

简单来说，就是光线遇到障碍物或者缝隙时，发生了弯曲，就像是水流绕过石头一样。

多神奇啊，光竟然也会“绕”。

让我们把焦点放在单缝衍射上。

想象你拿着一根小棒子，插在水面上，水面被挡住了。

这个时候，水流就会在棒子两边流动，形成一圈圈的涟漪。

光也一样，光线经过一个狭窄的缝隙，就像小孩儿从门缝里偷偷往外看一样，流出来的光会在缝隙的两侧产生波动，形成一种特殊的图案。

这种现象真是让人惊叹，科学家们为了研究这个现象，发明了各种各样的实验，像是在搞神秘魔术一样。

你可能会问，这跟我们日常生活有什么关系？别着急，咱们再往下聊。

举个例子，咱们在学校的实验室里，老师总是让我们用激光笔做实验。

你知道吗，当那道激光光束穿过一个狭窄的缝隙时，咱们就能看到后面的屏幕上出现一系列条纹，像极了天上的星星闪烁。

这可不是偶然，背后可是夫琅禾费的功劳。

这些条纹的产生，正是因为光的波动特性，真是科学的魔法呀。

想象一下，光线像是一个顽皮的小孩，跑过缝隙后，不仅没直着走，还偏偏往两边扩散开来。

这种现象就像你跟朋友一起走路，结果你的朋友跟不上，结果走出了很宽的弧度。

嘿，看看那条条纹，是不是有点意思？这也是科学家们用来研究光的性质的工具之一。

越是细小的缝隙，光线扩散得越厉害，条纹的数量也越多。

这就像是赶集，摊位越多，热闹得越非凡。

咱们再说说这个原理的应用，嘿，别小看这个小小的原理，它可是在现代科技中发挥着重要作用。

比如，咱们的光纤通信，速度快得不得了。

光纤就像是一条长长的隧道，光在里面穿行的时候，波动的特性可不能少。

通过控制光的衍射，信息可以快速而准确地传递，简直就是现代社会的血脉，离了它可不行。

夫琅禾费衍射是波动光学中的一个重要概念，它描述了光波在障碍物或衍射孔径处的衍射现象。

而夫琅禾费衍射积分公式则是这一现象的理论基础，它表达了光波在衍射孔径处的强度分布。

首先，我们需要了解夫琅禾费衍射的基本假设。

光波在衍射孔径处的衍射行为可以视为一种无限平面波在障碍物或衍射孔径处的衍射。

在这个假设下，光波的传播方向与平面波的传播方向一致，而光波的幅度分布则与平面波在障碍物或衍射孔径处的衍射幅度分布相同。

夫琅禾费衍射积分公式的推导基于惠更斯-菲涅尔原理，该原理表明，任何一个波前上的点都可以视为一个次波源，其后方的波前由该点发出的所有次波的叠加而成。

在夫琅禾费衍射的情况下，我们将衍射孔径视为一个由许多点组成的直线阵列，每个点都发出一个次波。

这些次波在后方的波前上相互叠加，形成了最终的衍射图案。

夫琅禾费衍射积分公式表达了每个点的强度分布。

该公式将每个点的强度分布表示为障碍物或衍射孔径上所有点的贡献之和。

具体来说，每个点的强度分布可以表示为障碍物或衍射孔径上所有点发出的次波的幅度平方与距离的平方的乘积之和。

这个公式可以用来计算任何形状的障碍物或衍射孔径所产生的衍射图案。

在实际应用中，夫琅禾费衍射积分公式可以用于计算各种光学系统的衍射效应，例如透镜、光栅等。

通过将系统的具体参数代入该公式，可以计算出系统的衍射图案，从而为系统的设计和优化提供指导。

此外，夫琅禾费衍射积分公式还可以用于分析光的干涉现象。

在光的干涉中，两个或多个相干光波在空间中叠加，形成了明暗相间的干涉条纹。

夫琅禾费衍射积分公式可以用来计算这些干涉条纹的强度分布，从而为干涉现象的分析提供帮助。

总之，夫琅禾费衍射积分公式是波动光学中的重要理论之一，它描述了光波在障碍物或衍射孔径处的衍射现象，并为各种光学系统的设计和优化提供了理论基础。

通过该公式，我们可以更好地理解光的传播和散射行为，为光学工程和应用提供指导。

用夫琅禾费衍射实验测量角度的方法与误差分析夫琅禾费衍射实验是一种用于测量物体表面形貌的方法。

它基于光的衍射现象，通过测量衍射光的角度变化来确定物体的表面结构。

本文将介绍夫琅禾费衍射实验测量角度的方法以及误差分析。

一、夫琅禾费衍射实验测量角度的方法夫琅禾费衍射实验常用的装置是夫琅禾费衍射仪，它由一束单色光源、一个狭缝、一个透镜和一个屏幕组成。

具体操作方法如下：1. 准备工作：将夫琅禾费衍射仪放置在光线较暗的环境中，确保实验台稳定。

2. 调整光源：将光源调至适当亮度，光源的位置和角度需固定。

3. 调整狭缝：使用狭缝调整光线的强度和方向，并使狭缝的宽度适当。

4. 调整屏幕：将屏幕放置在适当位置，确保其与狭缝和透镜的距离合适。

5. 观察衍射图案：当光通过透镜和狭缝后，会在屏幕上形成衍射图案。

用肉眼或显微镜观察衍射图案，并确定其中的明亮和暗区域。

6. 测量角度：使用标尺或角度测量仪，测量明暗区域的夹角或角度。

二、误差分析在夫琅禾费衍射实验中，测量角度时可能存在误差，主要源于以下因素：1. 光源的稳定性：光源的亮度和角度必须保持稳定，否则会影响衍射光的角度测量。

2. 狭缝的调整误差：狭缝的宽度和方向的微小变化会导致衍射图案发生改变，从而影响角度测量的准确性。

3. 观察误差：由于观察者的视角和观察条件的不同，可能会对衍射图案的边缘位置产生误判，进而影响角度测量的准确性。

4. 测量仪器的误差：使用的测量工具（如标尺或角度测量仪）本身存在一定的测量误差，需要在实验中进行校准和调整。

为减小这些误差，可以采取以下方法：1. 使用稳定的光源：保持光源的亮度和角度稳定，可以选择使用激光光源来提高光源的稳定性。

2. 精细调整狭缝：使用微调装置来调整狭缝的宽度和方向，以确保衍射图案的稳定性。

3. 多次观察取平均值：进行多次观察，取多个测量值的平均，可以减小观察误差和个别极端误差对结果的影响。

4. 选择精密测量仪器：选用精密的角度测量仪或使用更精确的测量方法，如数字图像处理等，以提高测量的准确性。

夫琅和费衍射
平行光，夫琅和费衍射是指平行光的衍射，通常用两个凸透镜实现。

光源发出的光经第一个透镜变成平行光，过衍射屏发生衍射，衍射光再过第二个透镜，最后到达接受屏。

光源和白屏离衍射孔（或衍射缝）的距离为无限远，因为夫琅禾费衍射是远场衍射。

夫琅禾费单缝衍射图样是竖直的间隔条纹。

条纹间距不等。

条纹的明亮程度不等，越靠近中心，条纹间隔越小，条纹越亮。

衍射图样为直线条纹，是无数点光源形成的衍射图样非相干叠加的结果。

原理解释：
夫琅禾费衍射使用惠更斯－菲涅耳原理，藉以把通过圆孔或狭缝的一波动分成多个向外的波动，使用透镜来有目的地衍射光的观测实验一般被用作描述这个原理。

当波动通过时，波动会被衍射分成两个波动，之后以平行的角度各自行进，后面跟着进来的波动亦是如此，在观测时把屏幕放在行进路线上来看成像条纹这个方法就用到这样的原理。