单缝衍射实验_单缝衍射实验总结

单缝衍射实验目的

单缝衍射实验的实验目的：掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响；观察单缝衍射现象，了解其特点；测量单缝衍射时的相对光强分布；利用光强分布图形计算单缝宽度。

单缝衍射实验_单缝衍射实验总结

单缝衍射实验_单缝衍射实验总结

实验仪器：He-Ne激光器、衍射狭缝、光具座、白屏、光电探头、光功率计。

单缝衍射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的一种现象。如果波长与缝、孔或障碍物尺寸相当或者更大时，衍射现象最明显。依据光源、衍射屏（障碍物）及接收屏相对位置的不同，常将衍射白光的单缝衍射现象分为两类，即菲涅尔衍射与夫琅和费衍射。

单缝衍射的实验现象

单缝衍射：光在传播过程中遇到障碍物,光波会绕过障碍物继续传播。

单缝衍射的实验现象

条纹最亮，同时也最宽，约为其他明条纹宽度的两倍。条纹两侧，光强度迅速减小，直至暗条纹；随后光强又逐渐增大成为明条纹，依此类推。分析图中光强条纹与光强图线的对应关系，可见光强条纹的明暗、宽窄都对应着光强图线的高低及宽窄；光的衍射仅与缝的宽度有关。缝宽越大，光强度（光的能量）越集中于条纹，所形成的图线峰窄而高。随着缝宽进一步加大，衍射图线的峰将被压缩成一条亮线，基本观察不到衍射波形。

单缝衍射实验中，如果入射光是复合光，会看到什么现象

这里复合光，我的理解应该是指光源是由不同波长的光组成的。

那么条纹还是最亮的。不同颜色的光各自形成自己的亮条纹，波长越短的，亮条纹间距越窄。从而最终形成的条纹是彩色的。每个亮条类似彩虹，且近中心端为紫色等短波长光，远中心端为红色等长波长的光。

在衍射角为30度的情况下，缝上端和下端到屏的光程为3λsin30，而根据半波带的相关定义，波阵面可划分为3λsin30/(λ/2)=3个。有奇数个个半波带所以为亮处。题确实可以这样做，但是一般来说夫琅禾费衍射并不使用半波带法而是直接用菲涅尔公式积分。

单缝衍射，双缝实验，延迟选择

单缝衍射试验：

当光子到达屏幕的时候，光子立刻进入屏幕中，这些光子均匀分布在屏幕上，并且无规则的向四周游走，当光子运动到屏幕的这个位置离开的时候，恰好能够被肉眼观测到，于是就观测到这片区域亮了起来，在屏幕上形成了条纹，其他区域离开的光子无法被观测到，就是黑暗状态。

双缝实验：

同理单缝衍射实验，光子到达屏幕的时候会无规则运动，这些光子恰好运动到屏幕固定区域上并离开，这片区域就负责把光子转向可观测位置，屏幕就产生了条纹，其他区域的屏幕就是黑暗状态。

延迟选择实验：

记录的是光子到达屏幕上的位置，与此同时，光子立刻分布在屏幕上，但是并不能记录这些光子在屏幕中的走向，所以观测的是光子进入屏幕的位置，也就是平行线，而肉眼观测的是光子离开屏幕的位置，也就是条纹。

总结，光子是粒子。

单缝衍射实验中明暗条纹的间距与什么有关？

单缝衍射实验中明暗条纹的间距与缝的宽度、缝到光屏的距离和光的波长有关。

1、单缝衍射实验中明暗条纹的间距与波长成正比，与缝的宽度、单缝到光屏的距离成反比。

2、单缝衍射实验中波长越大则明暗条纹的间距越大；缝的宽度越小、缝到光屏的距离越小则明暗条纹的间距越大。

3、单缝衍射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的一种现象。如果波长与缝、孔或障碍物尺寸相当或者更大时，衍射现象最明显。

4、依据光源、衍射屏（障碍物）及接收屏相对位置的不同，常将衍射分为两类，即菲涅尔衍射与夫琅和费衍射。菲涅尔衍射是普遍情况，夫琅禾费衍射只是它的特例。

5、光源和光屏到障碍物的距离均不是很远，并且没有使用透镜。此时光线不是平行光，即波阵面不是平面。这种情况是菲涅尔最早（1818年）描述的，所以称为菲涅尔衍射。

6、光源和光屏到障碍物的距离都很大，此时入射光为平行光，波面是平面，衍射光也是平行光。这种衍射称为夫琅禾费衍射，是夫琅禾费（J.von Fraunhofer）最早描述的（1821-1822年）。在实验室里可以很容易的用透镜使入射球面光波变成平行光，很容易实现夫琅禾费衍射的条件。