单缝衍射的光强分布(完整版+空白打印版+真实实验数据)

单缝和单丝衍射光强分布实验报告单缝和单丝衍射光强分布实验报告引言：光学是一门研究光的传播、变化和作用的科学，而衍射则是光学中一个重要的现象。

本实验旨在通过观察单缝和单丝的衍射现象，了解光的波动性质以及衍射的规律。

实验装置：实验装置主要包括光源、单缝/单丝装置、屏幕和测量仪器。

光源采用一束单色光（如红光），单缝/单丝装置则包括一个狭缝或一个细丝，屏幕用于接收衍射光，并在屏幕上形成衍射图样。

测量仪器可用于测量衍射图样的光强分布。

实验过程：1. 实验前准备：a. 准备光源、单缝/单丝装置、屏幕和测量仪器。

b. 调整光源和单缝/单丝装置的位置，使其与屏幕保持适当的距离。

c. 确保实验环境光线较暗，以便更好地观察衍射现象。

2. 单缝衍射实验：a. 将单缝装置放置在光源和屏幕之间，并调整单缝的宽度。

b. 观察屏幕上的衍射图样，并记录下各个位置的光强。

c. 根据实测数据，绘制出单缝衍射的光强分布曲线。

3. 单丝衍射实验：a. 将单丝装置放置在光源和屏幕之间，并调整单丝的位置。

b. 观察屏幕上的衍射图样，并记录下各个位置的光强。

c. 根据实测数据，绘制出单丝衍射的光强分布曲线。

实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们得到了单缝和单丝衍射的光强分布曲线。

从实验结果中我们可以得出以下结论：1. 单缝衍射：a. 在中央峰附近，光强最大，随着距离中央峰的增加，光强逐渐减小。

b. 出现一系列的衍射极小值，即暗条纹，这些极小值的位置与单缝的宽度有关。

c. 衍射极小值的位置满足衍射公式：sinθ = mλ/d，其中θ为衍射角，m为整数，λ为波长，d为单缝宽度。

2. 单丝衍射：a. 衍射图样呈现出一组明暗相间的环形条纹，中央亮环被称为中央峰。

b. 环形条纹的亮度逐渐减弱，直至消失。

c. 单丝衍射的光强分布符合夫琅禾费衍射公式：I = I0 (J1(x)/x)^2，其中I为光强，I0为中央峰的光强，J1为一阶贝塞尔函数，x为无量纲参数。

竭诚为您提供优质文档/双击可除单缝衍射光强的分布测量实验报告篇一：衍射光强分布测量衍射光强分布测量***，物理学系摘要：本实验利用激光为光源研究激光经过单缝与单丝时的衍射光强度分布情况。

激光的高准直性符合夫琅和费远场条件，且高单色性保证测量时没有不同波长光的叠加影响。

光感应器方面使用光栅尺与电脑连接做0.02毫米/点的高精度自动扫描。

通过巴比涅原理迂回得到了没有直射光时单丝的衍射光强分布，完整验证了运用衍射光强分布来测量小微物体的长度的方法和可行性，并实际运用此法测量了铜丝和头发丝的直径。

关键词：衍射分布巴比涅原理单缝直径测量ThemeasurementoftheDistributionofLightDiffraction YixiongKeYiLin,DepartmentofphysicsAbstarct：Thisexperimentmadeuseoflaserasthelightsourcetoverif yaseriesofdiffractionpatternsof633nmlaserviadiffere ntsingleslitsandmonofilaments.Thecollimationfeature ofthelasermeetstheconditionofFraunhoferdiffraction, themonochromicfeatureoflaserprovideabetterexperimen talenvironmentthatthediffractionpatternwon`tbeinter ferebythelightofotherwavelength.weuselinearencorder connectedtopcviauLI(universalLaboratoryInterface)as thesensortoautomaticallyscanthediffractionpatternwi ththeratioof0.02mmperdot.weusebabinet’sprincipletogetthediffractionpatternofamonofilament p letelyverifiedthemethodandfeasibilityofmeasuringati nyobjectwithitsdiffractionpattern.Inaddition,wetryt omeasurethediameterofacopperwireandpeople’shairinthiswayKeywords:Diffractiondistributionbabinet`sprinciplesingleslitsmeasureDiameterofthewire1一、引言衍射是波遇到障碍物时便利直线传播的现象。

实 验 报 告实验题目 单缝衍射光强分布一、实验目的及要求1. 通过对夫琅和费单缝衍射光强变化特点，加深对光的衍射现象和理论的理解，验证夫琅禾费衍射图样的若干规律。

2. 掌握用探头光电流放大器测量衍射光强分布的方法二、实验仪器（规格、型号、件数）光具座、单缝、探头及其附属支架，氦氖激光器及电源、光电流放大器。

三、实验原理及实验步骤夫琅和费单缝衍射：平行光的衍射为夫琅和费衍射，如图一所示，从光源S 发出的光经透镜L 1形成的平行光，照射在狭缝H 上，根据惠更斯一菲涅耳原理，狭缝上各点看做是新的子波源，子波源向各方向发出球面次波，这些次波叠加的结果，在透镜L 2的像方焦平面的屏上，可以得到一组平行于狭缝的明暗相间的衍射条纹。

图一中，平行于光轴的衍射光束会聚于屏幕的P 0处，是中央亮条纹的中心，其光强记为；与光轴成角方向的衍射光会聚于屏幕的处，根据计算结果得出处光强为：(1) 其中a 为狭缝宽度，λ为单色光波长。

由(1)式可得单缝衍射光强分布的特征如下：1．当u ＝0时＝0， 处的光强是最大值，称为中央主极大。

在其他条件不变的情况下，此处光强的最大值与狭缝宽度a 的平方成正比。

2．当u ＝Kπ时（K=±1，±2，±3……）即时，，出现暗条纹。

由于值很小，可以近似认为暗纹出现在＝K λ/a 的方向上，因而主极强两侧暗纹之间的角0I θP θP θ202sin ua sin I I ,(u )uπθ==λθP θ0I I θ=0I a sin K θ=λI 0θ=θθ图一aP o P θf 1f ''2L 1L 2SHθ间距为其他相邻暗纹之间角间距的两倍，如图二所示。

3．除中央主极大之外，相邻两暗纹之间都有一次极大。

数学计算指出，这些次极大的位置出现在u ＝±1.43π，±2.46π，±3.47π ……，其相对光强= 0.047；0.017；0.008……。

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。

实验三单缝衍射光强分布研究一、实验简介光衍射现象是光波动性一种体现。

衍射现象存在，深刻阐明了光子运动是受测不准关系制约。

因而研究光衍射，不但有助于加深对光本性理解，也是近代光学技术（如光谱分析，晶体分析，全息分析，光学信息解决等）实验基本。

衍射导致光强在空间重新分布，运用光电传感元件探测光强相对变化，是近代技术中惯用光强测量办法之一。

二、实验目1、观测单缝衍射现象，研究其光强分布，加深对衍射理论理解；2、学会用光电元件测量单缝衍射相对光强分布，掌握其分布规律；3、学会用衍射法测量狭缝宽度。

三、实验原理1、单缝衍射光强分布当光在传播过程中通过障碍物时，如不透明物体边沿、小孔、细线、狭缝等，一某些光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。

如果障碍物尺寸与波长相近，那么这样衍射现象就比较容易观测到。

单缝衍射有两种：一种是菲涅耳衍射，单缝距离光源和接受屏均为限远，或者说入射波和衍射波都是球面波；另一种是夫琅禾费衍射，单缝距离光源和接受屏均为无限远或相称于无限远，即入射波和衍射波都可看作是平面波。

在用散射角极小激光器(<0.002rad)产生激光束，通过一条很细狭缝（0.1～0.3mm宽），在狭缝后不不大于0.5m地方放上观测屏，就可以看到衍射条纹，它事实上就是夫琅禾费衍射条纹，如图1所示。

当激光照射在单缝上时，依照惠更斯—菲涅耳原理，单缝上每一点都可当作是向各个方向发射球面子波新波源。

由于子波迭加成果，在屏上可以得到一组平行于单缝明暗相间条纹。

激光方向性强，可视为平行光束。

宽度为d 单缝产生夫琅禾费衍射图样，其衍射光路图满足近似条件：Dx≈≈θθsin ()d D >>产生暗条纹条件是：λθk d =sin () ,3,2,1±±±=k （1）暗条纹中心位置为：dD k x λ= （2）两相邻暗纹之间中心是明纹次极大中心。

由理论计算可得，垂直入射于单缝平面平行光经单缝衍射后光强分布规律为：220sin ββI I = λθπβsin d =（3） 式中，d 是狭缝宽，λ是波长，D 是单缝位置到光电池位置距离，x 是从衍射条纹中心位置到测量点之间距离，其光强分布如图2所示。

深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号：指导教师：报告人：学号：实验时间：年月日星期实验地点科技楼 90 实验报告提交时间：理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域：La 82>>λ或82a L >>λ为狭缝与屏之间的距离；λ为入射光的波长。

的取值范围进行估算：实验时，若取m a 4101-⨯≤，入射光是应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽 λϕk a =sin k k L ϕtan = 很小，所以a kL L X k k /λ=Φ=激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为50cm 左右，本实验采用的是方向性很好，发散角rad 53101~101--⨯⨯的Ne He -激光作为光源，这样可满足夫琅和费衍射的远场条件，从而可省去单缝前后的透镜1L 和2L 。

；．点亮Ne He -激光器，使激光垂直照射于单缝的刀口上，利用小孔屏调好光路，须特别注意的是：观察时不要正对电源，以免灼伤眼睛。

WJH 接上电源开机预热15min ，将量程选择开关置I 档，衰减旋钮置校准为止（顺时针旋到底，即灵敏度最高）。

调节调零旋钮，使数据显示器显示“-000”（负号闪烁）。

以后在测量过深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号： B7 指导教师：报告人：学号：实验时间： 201 年月日星期实验地点科技楼 90 实验报告提交时间：单缝衍射相对光强度曲线图。

#### 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。

单缝衍射光强实验报告单缝衍射光强实验报告引言：单缝衍射是一种经典的光学实验，通过将光线通过一个狭缝，观察光线经过狭缝后的衍射现象，可以研究光的波动性质。

本实验旨在通过测量不同条件下的单缝衍射光强，探究光的波动性质。

实验设备和原理：本实验所需的设备包括激光器、狭缝、光屏、光电二极管等。

实验原理基于光的波动性，当光线通过一个狭缝时，会发生衍射现象，形成衍射图样。

衍射图样的形状和强度分布与狭缝的宽度、光的波长以及观察位置等因素有关。

实验步骤：1. 将激光器对准狭缝，调整狭缝宽度，使得光线通过狭缝后能够形成明显的衍射图样。

2. 将光屏放置在狭缝后方适当位置，并调整光屏的位置，使得衍射图样尽可能清晰。

3. 使用光电二极管测量不同位置处的光强，并记录下来。

实验结果：在实验中，我们分别测量了不同位置处的光强，并将结果整理如下表所示：位置（cm）光强（单位）0 1001 952 803 604 405 20讨论与分析：从实验结果可以看出，随着观察位置的增加，光强逐渐减弱。

这是因为光线经过狭缝后发生衍射，形成衍射图样。

在衍射图样中，中央区域的光强最强，随着距离中央区域的增加，光强逐渐减弱。

另外，我们还可以观察到衍射图样的形状。

通过实验中调整狭缝宽度的大小，我们可以发现，狭缝宽度越小，衍射图样的主极大越窄，副极大越多。

这与单缝衍射的理论预测相符。

结论：通过本实验，我们成功观察到了单缝衍射的光强分布图样，并验证了光的波动性质。

实验结果表明，光线通过狭缝后会发生衍射，形成衍射图样，中央区域的光强最强，随着距离中央区域的增加，光强逐渐减弱。

此外，狭缝宽度的大小也会影响衍射图样的形状。

实验的局限性和改进：本实验中，我们只观察了单缝衍射的光强分布，而没有对衍射图样的具体形状进行定量测量。

此外，由于实验条件的限制，我们也无法对光的波长等参数进行精确测量。

为了进一步深入研究光的波动性质，可以通过使用更精确的测量设备和调整实验条件等方法进行改进。

【最新整理，下载后即可编辑】单缝衍射光强分布【实验目的】1.定性观察单缝衍射现象和其特点。

2.学会用光电元件测量单缝衍射光强分布，并且绘制曲线。

【实验仪器】【实验原理】光波遇到障碍时，波前受到限制而进入障碍后方的阴影区，称为衍射。

衍射分为两类：一类是中场衍射，指光源与观察屏据衍射物为有限远时产生的衍射，称菲涅尔衍射；一类是远场衍射，指光源与接收屏距衍射物相当于无限远时所产生的衍射，叫夫琅禾费衍射，它就是平行光通过障碍的衍射。

夫琅禾费单缝衍射光强I =I 0(sin β)2β2;其中β=πa sin θλ；a 为缝宽，θ为衍射角，λ为入射光波长。

上图中θ为衍射角，a 为缝宽。

【实验内容】（一） 定性观察衍射现象1.按激光器、衍射板、接收器（屏）的顺序在光节学导轨上放置仪器，调节光路，保证等高共轴。

衍射板与接收器的间距不仪器名称 光学导轨 激光器 接收器 数字式检流计 衍射板 型号小于1m。

2.观察不同形状衍射物的衍射图样，记录其特点。

（二）测量单缝衍射光强分布曲线1.选择一个单缝，记录缝宽，测量-2到+2级条纹的光强分布。

要求至少测30个数据点。

2.测量缝到屏的距离L。

3.以sinθ为横坐标，I/I为纵坐标绘制曲线，在同一张图中绘出理论曲线，做比较。

【实验步骤】1.摆好实验仪器，布置光路如下图顺序为激光器—狭缝—接收器—数字检流计，其中狭缝与出光口的距离不大于10cm，狭缝与接收器的距离不小于1m。

2.调节激光器水平，即可拿一张纸片，对准接收器的中心，记下位置，然后打开激光器，沿导轨移动纸片，使激光器的光点一直打纸片所记位置，即光线打过来的高度要一致。

3.再调节各光学元件等高共轴，先粗调，即用眼睛观察，使得各个元件等高；再细调，用尺子量取它们的高度(狭缝的高度，激光器出光口的高度，接收器的中心)，调节升降旋钮使其等高，随后用一纸片，接到光源发出的光，以其上的光斑位置作为参照，依次移动到各个元件前，调节他们的左右(即调节接收器底座的平移螺杆，狭缝底座的平移螺杆)高低，使光线恰好垂直照到元件的中心。

单缝衍射实验报告篇一：单缝衍射实验报告-205006-195002-185001-175006-165014-155018-145015-135007-125002-11501 0-105030-95047-85047-75026-65006-55033-45154-35360-25654-15920-051071 051069158902562735344451385502965006750268504595043105026115008125002 135006145014155015165011175004185001000500020001000500130016001400060 002000900270043004300240005003001400327059508360974097208090570031301 250026000500240041003900240007000200050013001400100004000119520500300 700030006篇二：单缝衍射的光强分布(完整版+空白打印版+真实实验数据)深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号：指导教师：报告人：学号：实验时间：年月日星期实验地点实验报告提交时间：12345篇三：[实验报告]单缝衍射的光强分布与缝宽测量单缝衍射的光强分布与缝宽测量摘要：本文主要介绍了通过观察单缝的夫琅和费衍射现象及其随单缝宽度变化的规律，加深对光的衍射理论的理解。

学习光强分布的光电测量方法。

利用衍射图案测定单缝的宽度。

关键词：单缝衍射；光强分布；光电流；单缝缝宽-,-；；-；一、引言单缝衍射的基本解释是光在传播过程中遇到障碍物，光波会绕过障碍物继续传播。

而所谓的夫琅禾费衍射是指光源、衍射屏和观察屏三者之间都是相距无限远的情况。

即当入射光和衍射光都是平行的情况。

其图案是一组平行于狭缝的明暗相间的条纹。

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.。

单缝衍射光强的分布测量实验报告一、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数据处理技巧。

二、实验原理当一束平行光通过宽度为 a 的单缝时，会在屏幕上产生衍射条纹。

根据惠更斯菲涅尔原理，衍射光强分布可以用下式表示：＼I ＝ I_0 ＼left(＼frac{＼sin\beta}｛＼beta}＼right)＾2\其中，＼（I_0\）是中央明纹中心的光强，＼（＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin\theta}｛＼lambda}＼），＼（＼theta\）是衍射角，＼（＼lambda\）是光波波长。

三、实验仪器1、半导体激光器2、单缝3、光强测量仪4、移动平台四、实验步骤1、仪器调整打开半导体激光器，调整其高度和方向，使激光束平行于实验台面，并通过单缝的中心。

将光强测量仪的探头放置在合适的位置，确保能够接收到衍射光。

2、测量光强分布移动光强测量仪的探头，从中央明纹中心开始，沿衍射方向逐点测量光强，并记录数据。

测量范围应包括中央明纹和若干级次的暗纹和明纹。

3、改变单缝宽度，重复测量更换不同宽度的单缝，重复上述测量步骤。

五、实验数据以下是在不同单缝宽度下测量得到的光强分布数据（单位：相对光强）：｜衍射角（度）｜单缝宽度 a ＝ 01mm ｜单缝宽度 a ＝02mm ｜单缝宽度 a ＝ 03mm ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜－15 ｜ 002 ｜ 0005 ｜ 0002 ｜｜－12 ｜ 005 ｜ 001 ｜ 0005 ｜｜－9 ｜ 01 ｜ 002 ｜ 001 ｜｜－6 ｜ 02 ｜ 005 ｜ 002 ｜｜－3 ｜ 04 ｜ 01 ｜ 005 ｜｜ 0 ｜ 10 ｜ 02 ｜ 01 ｜｜ 3 ｜ 04 ｜ 01 ｜ 005 ｜｜ 6 ｜ 02 ｜ 005 ｜ 002 ｜｜ 9 ｜ 01 ｜ 002 ｜ 001 ｜｜ 12 ｜ 005 ｜ 001 ｜ 0005 ｜｜ 15 ｜ 002 ｜ 0005 ｜ 0002 ｜六、数据处理与分析1、绘制光强分布曲线以衍射角为横坐标，光强为纵坐标，分别绘制不同单缝宽度下的光强分布曲线。

深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：单缝衍射的光强分布学院：专业：班级：组号：指导教师：报告人：学号：实验时间：年月日星期实验地点科技楼90实验报告提交时间：一、实验目的１．观察单缝衍射现象及其特点； ２．测量单缝衍射的光强分布；３．用单缝衍射的规律计算单缝缝宽；二、实验原理：光在传播过程中遇到障碍物时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射。

当障碍物的大小与光的波长大得不多时，如狭缝、小孔、小圆屏、毛发、细针、金属丝等，就能观察到明显的光的衍射现象，亦即光线偏离直线路程的现象。

光的衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射，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光路图如下图所示。

a. 理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域：L a 82>>λ或82a L >>λ式中：a 为狭缝宽度；L 为狭缝与屏之间的距离；λ为入射光的波长。

可以对L 的取值范围进行估算：实验时，若取m a 4101-⨯≤，入射光是Ne He -激光，其波长为632.80nm ，cm cm a 26.12≈=λ，所以只要取cm L 20≥，就可满足夫琅和费衍射的远场条件。

但实验证明，取cm L 50≈，结果较为理想。

b. 根据惠更斯－费涅耳原理，可导出单缝衍射的相对光强分布规律：20)/(sin u u I I= 式中： λϕπ/)sin (a u =暗纹条件：由上式知，暗条纹即0=I 出现在λϕπ/)sin (a u =π±=，π2±=，…即暗纹条件为λϕk a =sin ，1±=k ，2±=k ，…明纹条件：求I 为极值的各处，即可得出明纹条件。

令0)/(sin 22=u u dud推得 u u tan =此为超越函数，同图解法求得：0=u ，π43.1±，π46.2±，π47.3±，… 即 0sin =ϕa ，π43.1±，π46.2±，π47.3±，…可见，用菲涅耳波带法求出的明纹条件2/)12(sin λϕ+±k a ，1=k ，2，3，…只是近似准确的。

一、实验目的1. 了解光强分布的基本原理和实验方法；2. 通过实验观察光强分布的特点，加深对光强分布规律的理解；3. 培养学生运用实验手段解决实际问题的能力。

二、实验原理光强分布是指光在空间中传播过程中，光强随位置的变化情况。

光强分布与光的衍射、干涉等现象密切相关。

本实验采用单缝衍射实验装置，通过调节缝宽、入射光波长、屏幕距离等参数，观察光强分布的变化规律。

单缝衍射光强分布的公式为：I = (sinu/u)^2 I0，其中，u = (λa/2L)sinθ，λ为入射光波长，a为狭缝宽度，L为狭缝与屏幕之间的距离，θ为衍射角，I0为中央亮条纹的光强。

三、实验仪器1. 单缝衍射实验装置：包括激光器、狭缝、屏幕、光强测量仪等；2. 光电传感器：用于测量光强；3. 秒表：用于计时；4. 计算器：用于计算。

四、实验步骤1. 搭建实验装置，确保激光器、狭缝、屏幕三者等高共轴；2. 调节狭缝宽度，记录中央亮条纹的光强I0；3. 改变屏幕与狭缝的距离L，记录不同距离处的光强分布；4. 改变入射光波长，重复步骤3，观察光强分布的变化；5. 利用光电传感器测量不同位置处的光强，绘制光强分布曲线。

五、实验结果与分析1. 光强分布曲线：根据实验数据，绘制光强分布曲线，分析光强分布规律；2. 光强分布特点：观察光强分布曲线，分析光强分布的特点，如中央亮条纹、暗条纹、光强分布的周期性等；3. 光强分布与参数的关系：分析光强分布与狭缝宽度、入射光波长、屏幕距离等参数的关系。

六、实验结论1. 光强分布曲线呈现出周期性变化，中央亮条纹的光强最大，暗条纹的光强接近于零；2. 光强分布与狭缝宽度、入射光波长、屏幕距离等参数有关，符合光强分布的公式；3. 通过实验，加深了对光强分布规律的理解，培养了运用实验手段解决实际问题的能力。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持实验装置的稳定，避免振动对实验结果的影响；2. 调节狭缝宽度、入射光波长、屏幕距离等参数时，要缓慢进行，避免突然变化对实验结果的影响；3. 在测量光强分布时，要保证光电传感器与屏幕之间的距离，确保测量结果的准确性。