大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----测量单缝衍射的光强分布评分标准

实验六 测量单缝衍射的光强分布

预习报告（20分）

一. 实验目的

a. 观察单缝衍射现象及其特点; b. 测量单缝衍射的光强分布;

c. 应用单缝衍射的规律计算缝宽。

二．实验仪器

导轨、激光器、单缝二维调节架、一维光强测量装置、检流计

三．实验原理（略）

四．实验内容和步骤

实验主要内容是观察单缝衍射现象，测量单缝衍射的光强分布并计算出缝宽a 实验步骤（略） 数据采集与实验操作（40分） 五．数据记录及处理（10分） x(mm) I(10A) X(mm) I(10A) X(mm) 20.0 12.35 23.0 1.60 26.0 11.35 1.40 10.20 1.25 9.20 1.10 8.15 1.00 21.0 7.10 24.0 0.90 27.0 6.10 0.90 5.20 0.80 4.50 0.83 3.80 0.80 22.0 3.30 25.0 0.76 28.0 2.90 0.65 2.50 0.60 2.15 0.70 1.90 0.80 光强度分布曲线（略）（10分）

I(10A) X(mm) I(10A) X(mm) I(10A) 0.95 1.10 1.30 1.40 1.50 1.62 1.70 1.60 1.55 1.50 1.40 1.25 1.10 1.00 0.87 29.0 30.0 31.0 0.77 0.68 0.60 0.55 0.51 0.50 0.48 0.54 0.61 0.70 0.80 0.92 1.03 1.13 1.20 32.0 33.0 34.0 1.23 1.25 1.20 1.15 1.05 0.90 0.80 0.65 0.56 0.48 0.44 0.40 0.36 0.36 0.35

由图形测量缝宽，并计算狭缝的宽度（10分）

由狭缝到光电管的距离L=50.00cm, λ=632.8nm, 及测得的b=5.0mm 再由公式a=Lλ/b

得到 a=6.33×10(m)

六．思考题（10分）

①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变?

答:

a增大一倍时, 光强度↑；由a=Lλ/b ，b减小一半 a减小一半时, 光强度↓；由a=Lλ/b ，b增大一倍。

②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响? 答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变)；整体光强度↑ 或者 ↓。

③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径？其原理和方法如何？ 答：可以，原理和方法与测单狭缝同。

④本实验中，λ=632。8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。试验证： 是否满足夫朗和费衍射条件？ 答：依题意：

Lλ=（50*10^-2）*（632.8*10^-9）=3.164*10^-7

a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10 所以Lλ<即满足夫朗和费衍射条件。