20.2 单缝的夫琅禾费衍射

物理实验居家单缝夫琅禾费衍射实验数据及完整实验报告和结论2020年春季大学物理实验单缝夫琅禾费衍射专业班级：学号：姓名：日期：实验名称：单缝夫琅禾费衍射实验目的：观察激光通过单缝后的夫琅禾费衍射现象，测量出单缝宽度参考时，麻烦注意数据和格式的替换，楼主也是学生党，这是我自己的实验报告实验仪器材料：激光笔、书本、墙壁、皮尺、胶水、直尺实验方案设计：1.设单缝宽度AB=a，单缝到接收屏之间的距离是L，衍射角为Ф的光线聚到屏上P 点，P点到中央明纹中心距离X K，那么A、B出射光线到P点的光程差则为asinФ2.当光程差是半波长的偶数倍时形成暗纹，由于Ф很小，asinФ≈aX K /L，即当aX K /L=kλ时，出现暗纹，由此得到单缝宽度：a=LKλ/ X K实验过程：参考时，麻烦注意数据和格式的替换，楼主也是学生党，这是我自己的实验报告1. 用两张银行卡自制狭缝，并用书本固定，激光笔发出红光，照射狭缝，调整远处墙壁可初步观察到明显的夫琅禾费衍射现象2. 测量狭缝和墙壁的距离L，测量暗环中心到中央明纹中心的距离X K，可选择第1级（K=±1）或第2级（K=±2）暗纹，共测量5次，取平均值3. 通过上述公式计算出狭缝宽度，激光波长参考：红光650nm问题：手持激光笔摇晃严重，增加测量难度；办法：用胶水固定激光笔数据分析处理：参考时，麻烦注意数据和格式的替换，楼主也是学生党，这是我自己的实验报告将上述实验数据代入公式a=LKλ/ X K，可以得到K=1时，计算得到狭缝的宽度为0.455mm；K=2时，计算得到狭缝的宽度为0.456mm K=3时，计算得到狭缝的宽度为0.455mm综上，测量得到狭缝的宽度为0.455mm实验小结：激光笔红光波长与参考值存在误差；狭缝和墙壁的距离L因皮尺精度有限，读数不准虽然大学物理的课程未涉及本次实验知识，但通过这次实验也让我对光学相关知识有了更深层次的了解，提高了兴趣-全文完-。

单缝夫琅禾费衍射明暗纹公式
夫琅禾费衍射是物理学的一个重要分支，用于研究光的衍射现象。

夫琅禾费衍射的基本原理是：当通过一条狭缝或一些微小孔洞的光线照射一个物体时，会发生弯曲和散射。

这种现象被称为衍射。

夫琅禾费衍射明暗纹的公式是：
dsin(θ) = mλ
其中，d是狭缝孔径的宽度，θ是散射光线和中心光线之间的夹角，m是干涉级数，λ是波长。

夫琅禾费衍射明暗纹公式的含义是，照射物体的光线被散射，形成明暗不同的衍射纹。

这些纹理取决于狭缝孔径宽度与照射光线波长之比、衍射角度等因素。

在实际应用中，夫琅禾费衍射广泛用于光学、激光技术、人体健康、科学研究等领域。

例如，科学家们能够通过夫琅禾费衍射技术，在人体细胞和组织中观察到各种有用信息，以帮助研究人类疾病的发病机理和治疗方法。

总之，夫琅禾费衍射明暗纹公式是物理学中重要的公式，用于描述狭缝或孔洞光散射过程中形成的明暗纹的特征。

夫琅禾费衍射实验详细步骤夫琅禾费衍射实验是一种经典的光学实验，它揭示了光的波动性质和光的衍射现象。

本文将为你详细介绍夫琅禾费衍射实验的步骤。

实验所需材料和仪器：- 激光器或单色光源- 透镜（凸透镜或平凸透镜）- 狭缝- 屏幕（白纸或观察屏）实验步骤：1. 设置实验台：将激光器或单色光源以一定的角度照射在透镜上，使光通过透镜后能够产生衍射现象。

将屏幕放在透镜的后方，用于观察衍射光的形态。

2. 调整光源位置：将激光器或单色光源的位置调整到合适的距离，使得透镜后的光在屏幕上呈现出清晰的衍射图样。

调整光源的位置能够改变衍射光的强度和形态。

3. 调整透镜位置：根据实验需要，可以调整透镜的位置来改变聚焦效果。

通过调整透镜的位置，能够改变透镜产生的衍射光的角度和位置。

4. 改变狭缝宽度：在光源和透镜之间插入狭缝，并调整狭缝的宽度。

通过改变狭缝宽度，可以改变入射光的强度和色散效果。

5. 观察和记录实验现象：在屏幕上观察衍射光的现象，并记录下不同参数下的实验结果。

可以通过改变光源位置、透镜位置和狭缝宽度，观察不同条件下衍射光的形态和变化规律。

实验注意事项：- 在进行实验时，要注意光源和透镜的稳定性，确保实验结果准确可靠。

- 在调整狭缝宽度时，要小心操作，避免损坏实验装置。

- 在记录实验结果时，尽量使用图像和文字相结合的方式，准确描述实验现象和参数变化。

通过夫琅禾费衍射实验，我们可以深入理解光的波动性质和衍射现象的规律。

实验步骤的准确执行将有助于获得可靠和准确的实验结果，为进一步的研究和探索打下基础。

单缝夫琅禾费衍射条纹的分布及宽度特征说实话单缝夫琅禾费衍射条纹这个东西，特征挺有意思的。

我刚观察这个单缝夫琅禾费衍射条纹的时候，真的是一头雾水，啥也看不出来。

不过看久了吧，就有一些发现。

咱们先说说这衍射条纹的分布特征。

这些条纹啊，是明暗相间排列的。

中间呢，有一条很亮很宽的条纹，这个中间的亮条纹就像是一家之主一样，处在中心的位置，超级显眼。

那旁边呢，就是明暗交替，而且是对称分布在两边的，就跟列队一样，一边是明纹，紧接着就是暗纹，然后又是明纹这样。

我突然想到我最初看错的地方了，我刚开始以为这明暗条纹的间距是差不多的，但是越看越不对劲。

后来仔细测量了一下（当然不是那种超级精确的测量，就是大概测测），我才发现，明纹和暗纹的宽度从中心往两边是越来越窄的。

这就好比啊，你看那个水波，中心的水波波动比较强，扩散出去就越来越弱了，这个衍射条纹的宽度也有点这个意思。

像两边的第2条明纹或者暗纹就比中心的明纹旁边紧挨着的那条明纹或者暗纹要窄很多。

再说这个条纹宽度的特征，这中央亮纹的宽度挺特别的。

它比旁边的条纹不知要宽多少呢。

我就在那儿想啊，怎么会这么宽呢？按道理说不应该都差不多宽嘛。

后来查了资料才知道这是有科学依据的。

而且这所有条纹的宽度还和狭缝的宽度有关系呢，狭缝要是窄一点，这整个条纹的宽度就会宽一点。

我一开始还不确定这之间有啥关系，做了好几次实验才有点把握。

对于这些条纹的分布，我还发现了一个很有趣的现象。

当我改变光的波长的时候，整个条纹的分布情况也改变了。

比如说，我用红色的光和绿色的光分别进行这个单缝夫琅禾费衍射实验，红色光产生的衍射条纹就要比绿色光产生的衍射条纹宽一些。

这就像不同的人在同样的道路上走，脚步大小不同（我就把光的波长比喻成人的脚步啦），所占据的空间就不一样。

红色光的大波长就像大步子的人，占的空间大，衍射条纹就宽。

我还不太确定这里面我有没有遗漏啥特殊的情况，不过目前我的发现就是这些啦。

差不多就是这样，这个单缝夫琅禾费衍射条纹真的是越研究越让人着迷呢。

夫琅禾费单缝衍射公式1. 什么是夫琅禾费单缝衍射？好家伙，今天咱们聊聊一个神奇的现象——单缝衍射。

别看名字听起来复杂，实际上这就是光的一种神奇行为。

想象一下，你在阳光下打着一个小小的洞，光透过这个缝隙后，就像水流过一个狭窄的地方一样，开始波动。

这种波动就叫“衍射”，而夫琅禾费则是这项技术的老前辈之一，给它起了个名字，听起来特别牛逼！在科学的世界里，夫琅禾费就是个大佬，他发现了光在通过狭缝的时候，会像一个大明星一样，开始发散、变形，最后形成一些特别有趣的图案。

简单点说，就是光并不总是直线走，它也喜欢在缝隙中“逛逛”，变得有些“顽皮”。

这可不是光的任性，而是它的本性。

2. 单缝衍射的公式好吧，话不多说，进入正题。

单缝衍射的公式其实也不难理解。

公式的样子是这样的：a sin theta = n lambda 。

这里的“a” 是缝的宽度，“θ” 是衍射角，“n” 是一个整数，代表衍射的级数，“λ” 则是光的波长。

听起来有点复杂，但别担心，咱们慢慢来，像吃麻辣火锅一样，细嚼慢咽！首先，缝的宽度“a”就像是一个小小的门，越窄，光透过后就越疯狂。

如果你把门打开得大一点，光就乖乖的直走，没什么好玩的。

如果门太小，光一进去就开始“逛”，形成了一个个花花绿绿的光斑，像是在开派对，特别热闹！然后是“θ”，就是光散开的方向。

光是个调皮捣蛋的家伙，喜欢向不同的方向乱跑，而“θ”就是记录这些方向的好帮手。

每当你看到那些漂亮的条纹图案，实际上就是光在争先恐后想要找到出口的结果。

3. 衍射现象的应用说到这里，很多朋友可能会问：“这个衍射有什么用啊？”嘿嘿，别着急，应用可多了去了！首先，单缝衍射在科学实验中可是个老帮手，尤其是在光学仪器中。

比如，显微镜和望远镜就常常用到这招，帮我们看清那些微小的细节。

再者，衍射现象也应用在音乐里。

听过古典音乐的朋友可能会发现，音色的变化和光的衍射有异曲同工之妙。

音乐的和声就像光的干涉，让不同的音波交织在一起，产生出美妙的旋律。

夫琅禾费单缝衍射光强分析与探讨摘要：在夫琅禾费单缝衍射实验中,如果在透镜的物方焦面内沿着某一圆周改变光源S的位置,让透镜出射的单色平面光波都以相同的入射角H0入射到单缝衍射屏上,则单缝衍射光强分布均会发生改变,说明衍射图样的光强分布不仅和入射角H0以及衍射角H有关,而且和光源S的位置有关;考虑单缝衍射屏上光波相位的分布和平面光波的入射方位(即光源S的位置)的关系,采用矢量图解法对单缝衍射因子进行分析及计算,得到了全面的夫琅禾费单缝衍射光强公式。

关键词：单缝衍射;光强;光程差;斜入射目录1 夫琅禾费单缝衍射（一） (1)的物方焦点时的装置及现象 (1)1.1 单色点光源S位于透镜L11.2 用积分法来求夫琅禾费单缝衍射的光强………………………………（）1.3 衍射光强的极值分布条件及特点………………………………………（）2 夫琅禾费单缝衍射（二）……………………………………………………（）2.1 单色点光源S位于透镜L的物方焦面上时的装置……………………（）12.2 单缝衍射因子分析及计算………………………………………………（）3 总结…………………………………………………………………………（）1 夫琅禾费单缝衍射（一）1.1 单色点光源S位于透镜L的物方焦点时的装置及现象1如图1所示,单色点光源S置于凸透镜L1的物方焦平面上,从点光源发出的光经过透镜以后变成平行光,垂直射到宽度约为十分之几毫米的狭缝上。

缝后置一凸透镜L2,在L2象方焦平面上放置接收屏,则屏上显现出由一系列不连续的明亮短线组成的衍射图样,如图1[1]所示。

改变缝的宽度,衍射图样也发生变化,缝越宽,衍射图样越收缩,当缝宽足够大时(远大于波长),则衍射图样缩成一点,这就是点光源S在透镜中所成的象。

狭缝对光波在方向上的限制,使光在x方向上产生衍射,生成一系列沿x方向排列的明亮的短线,这些短线好像是点光源的一个扩展开的象。

如果用氮生在光器作为光源,则可以把透镜L1去掉,使激光直接照射在单缝上,并且去掉L2,在缝后足够远处(几米)屏上可观察到夫琅禾费衍射图样。