ccd單縫衍射實驗

《ccd單縫衍射實驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。

1、實驗報告課程名稱：《光電基礎實驗》實驗項目：CCD單縫衍射實驗一、實驗目的：應用ＣＣＤ單縫衍射儀作光學實驗項目中單逢，雙逢，多逢，雙光束等的干涉，衍射實驗．在電腦屏幕上實時顯示曲線全貌，測量其相對光強分布和衍射角．進而測量單縫的縫寬，單絲的直徑，光源的波長，雙縫的縫寬和縫間距，光柵常數(shù)．二、實驗內容與原理：1.實驗原理：光的衍射現(xiàn)象是光的波動性的一種表現(xiàn)，可分為菲涅耳衍射擊與夫瑯和費衍射兩類。菲涅耳衍射是近場衍射，夫瑯和費衍射是遠場衍射，又稱平行光衍射。將單色點光源放置在透鏡L1的前焦面，經透鏡后的光束成為平行光垂直照射在單縫AB上，按惠更斯--菲涅耳

2、原理，位于狹縫的波陣面上的每一點都可以看成一個新的子波源，他們向各個方向發(fā)射球面子波，這些子波相疊加經透鏡L2會聚后，在L2的后焦面上形成明暗相間的衍射條紋，其光強分布規(guī)律為：（1）其中，a是單縫寬度，θ是衍射角，為入射光波長。由（1）式可見：a)當時，，為中央主極大的強度，光強最強，絕大部分的光能都落在中央明紋上。b)當時，為第K級暗紋。由于夫瑯禾費衍射時，θ很小，有θsinθ，因此暗紋出現(xiàn)的條件為：(2)c.從(2)可見，當K=±1時，為主極大兩側第一級暗條紋的衍射角，由此決定了中央明紋的寬度，其余各級明紋角寬度，所以中央明紋寬度是其它各級明紋寬度

3、的二倍。2.實驗內容：a.將實驗系統(tǒng)安置在光具座上，并調整到相同高度。使激光器和單縫的距離盡量遠一些，激光器前的小孔光瀾的孔盡可能小一些，將激光束的大部分“高頻”成分濾除。單縫的CCD光強儀之間的距離盡可能滿足原場條件。（首先調節(jié)光源，減光器，光強儀的位置，調整至光線可以很好的射入CCD光強儀前端的采光窗口，然后在減光器和光強儀之間放入組合光柵，利用白紙調整光所對的光柵片，使光線可以進行相對要求的衍射。）a.將“CCD光強儀”與“SB14控制器”以及顯示器連接。（實際操作時已連接）b.檢查電路連接調整光路。曲線對稱調節(jié)，顯示器看到圖形左右不對稱主要是各

4、光學元件的幾何關系沒有調好引起的。觀察從縫上反射的衍射光，應在激光出射孔附近，調節(jié)單縫的平面和激光束垂直（調節(jié)縫和光強儀采光窗的水平方向垂直。）曲線削頂調節(jié)：轉動減光器，增大減光量。曲線頂部凹陷調節(jié)：主要是單縫的黑度不夠，有漏光現(xiàn)象。曲線不圓滑漂亮：可能是縫的邊緣不直或刀口上有塵?；蚴枪鈴妰x采光窗上有塵埃，可左右移動光強儀尋找較好的工作區(qū)間。c.測量數(shù)據。移動光標，讀取衍射曲線上的幾個特殊點的各值。d.觀察研究雙縫干涉和多縫干涉的現(xiàn)象。一、實驗器材：光具座，激光器，減光器，組合光柵片，LM501CCD光強分布測量儀，計算機二、實驗結果：縫寬（mm)　　

5、　　　空間位置　　　光強相對光強（Ｉ/Ｉ０）sin條紋X(ch)X(mm)Y(A/D)　電壓?。?１０中央明紋１12０12.3232908.0410一級暗紋１１２８12.41430.110.0140.00017一級亮紋１３５５14.912151.160.1440.0050二級暗紋１４６０16.0620.010.00120.0072二級亮紋１３３16.86530.130.01620.0088三級暗紋１６３３17.96-11-0.02-0.00250.011０.１２中央明紋１２７２13.9934029.1210一級暗紋１４２８15.711980.490.0

6、540.0033一級亮紋１４９０16.393590.900.0990.0046二級暗紋158317.41590.150.01640.0066二級亮紋164218.06910.320.03510.0079三級暗紋172919.02290.070.00770.0097Z=51.65cm背景強度2250.54　　縫寬?。āl紋　　　　實驗值　　　理論計算值中央明紋0101一級暗紋0.000170.0140.00650一級亮紋0.00500.1440.0475二級暗紋0.00720.00120.0130二級暗紋0.00880.01620.0165三級暗紋0.0

7、11-0.00250.01950中央明紋0101一級暗紋0.00330.0540.00540一級亮紋0.00460.0990.0472二級暗紋0.00660.01640.01080三級亮紋0.00790.03510.0165三級暗紋0.00970.00770.01620一、實驗結果分析：一，產生實驗誤差的原因有1.實驗室里有背景光存在，對光強有影響2.光束和接受器，光柵不在一直線上，3人為讀數(shù)，操作方面產生4。儀器精確度不夠二，在做多光柵（N條光柵）實驗時，可看到在兩主級大亮紋之間有N-2次級大，有N-1暗紋三，由于實驗儀器對光非常靈敏，所以細微光強都

8、會影響結果，所以實驗在黑暗條件下做的二、思考題：1.實驗過程中，光柵片與接收屏之間要滿足什么條