1、成績課程名稱：電磁場與電磁波實驗題目：單縫衍射實驗、雙縫干涉實驗一、實驗目的和任務研究當一平面波入射到一寬度和波長可比擬的狹縫時，就要發生衍射的現象。在縫后面出 現的衍射波強度不是均勻的，中央最強；研究當一平面波垂直入射到一金屬板的兩條狹線上，則每一條狹縫就是次級波波源。由兩 縫發出的次級波是相干波，因此在金屬板的背后面空間中，將產生干涉現象。二、 實驗儀器及器件表2.1實驗儀器列表儀器名稱型號數量備注1分度轉臺DH9261臺2喇叭天線1對33厘米固態信號發生器1臺4晶體檢波器1個5可變衰減器1個6微安表1個7讀數機構1個8支座、支柱、視頻電纜、介質板等附件若干三、實驗內容及原理1）單縫衍射實

2、驗的原理實驗的原理見圖1：當一平面波入射到一寬度和波長可比擬的狹 縫時，就要發生衍射的現象。在縫后面將出現的衍射波強度不是均勻的，中央最強，同時也 最寬，在中央的兩側衍射波強度迅速減小，直至出現衍射波強度的最小值，即一級極小，此 時的衍射角為，二=sin.”，其中是波長，是狹縫寬度。兩者取同一單位長度，然后，隨 著衍射角增大，衍射波寬度又逐漸增大，直至一級極大值，角度為二=3忙-】：技 蕓。2）雙縫干涉實驗的原理見圖2：當一平面波垂直入射到一金屬板的兩條狹縫上時，則每 一條狹縫就是次級波波源。由于兩縫發出的次級波是相干波，因此在金屬板背后面的空間中， 將產生干涉現象。當然，電磁波通過每個縫也有

3、狹縫現象。因此實驗將是衍射和干涉兩者結 合的結果。為了研究主要是由于來自雙縫的兩束中央衍射相互干涉的結果，令雙縫的縫寬 接近，例如：=32 mm， =40 mm，這時單縫的一級極小接近53。因此，取較大的則 干涉強度受單縫衍射影響大。干涉加強的角度為=1,2,.干涉減弱的角度為_=三：廠】二二-;，=1,2,.圖1單縫衍射實驗圖2雙縫衍射實驗四、實驗步驟單縫衍射實驗步驟1：根據圖3,連接儀器。調整單縫衍射板的縫寬。步驟2：把單縫板放在支座上，應使狹縫平面與支座下面的小圓盤上的某一對刻度線相一 致，此刻線應與工作平臺上的90。刻度的一對刻線對齊。步驟3：轉動小平臺，使固定臂的指針指在小平臺的18

4、0。線處，此時小平臺的0。線就 是狹縫平面的法線方向。步驟4：調整信號電平，使活動臂上的微安表示數接近滿度。從衍射角0。開始，在單縫 的兩側，衍射角每改變1。，讀取微安表示數，并記錄下來。步驟5：畫出單縫衍射強度與衍射角的關系曲線。雙縫干涉實驗實驗步驟與單縫衍射實驗的一樣，但所用的是雙縫板而不是單縫板。第2頁共7頁五、實驗測試數據表格記錄表1單縫衍射實驗的數據記錄表入射角（度）-52-50-48-46-44-42-40-38-36微安表讀數125320121入射角（度）-34-32-30-28-26-24-22-20-16微安表讀數1000013816入射角（度）-14-12-10-8-6-4

5、-202微安表讀數141824303645544641入射角（度）468101214162022微安表讀數383327221612821入射角（度）242628303234363840微安表讀數001011111入射角（度）424446485052微安表讀數234200表2雙縫干涉實驗的數據記錄表入射角（度）-50-48-46-44-42-40-38-36-34微安表讀數00241212661入射角（度）-32-30-28-26-24-22-20-18-16微安表讀數1613181841618入射角（度）-14-12-10-8-6-4-202微安表讀數202524161014515038入射角

6、（度）468101214161820微安表讀數2319213218821入射角（度）222426283032343638微安表讀數313161462244入射角（度）404244464850微安表讀數5108530六、實驗數據分析及處理圖6.1單縫衍射實驗I-0關系曲線在單縫衍射實驗中，已知=32mm, =70mm，因此可以得到:第一級暗紋中心為第一級亮紋中心為甲=sin-1(4) = 23.9a.3人甲=sin-i() = 48.12a在圖6.1的左半部，單縫衍射的第一級暗紋中心在-25。附近；右半部，零級極大在24。附 近。在圖6.1的右半部，單縫衍射的第一級亮紋中心在-50。附近；右半部

7、，零級極大在49。附 近。雙縫干涉實驗60圖6.2雙縫干涉實驗/-0關系曲線在雙縫干涉實驗中，已知=32mm, =40mm, =130mm,則有: 干涉加強發生的角度為cp = sin-i(7C-)o + b第一級亮紋中心為32(P =sin-i() = 10.8170第二級亮紋中心為(p= sin-1() = 22.1。170第三級亮紋中心為(P = sin-i() = 34.4170干涉減弱發生的角度為8 = sin-i(2K + l*)2 a + b第零級暗紋中心為(p sin-i ( x-?-) 5.42 170第一級暗紋中心為.3 32 一中 =sin t( x) = 16.42 1

8、70第二級暗紋中心為.5 32中=sin -1( x)=282 170圖6.2的左半部雙縫干涉減弱發生在-5。，-20。，-30。附近，增強發生在-10。，-20。， -40。附近；圖6.2的左半部雙縫干涉減弱發生在8。，20。，28。附近，增強發生在10。，22。，40 。附近；可見，實際情況與理論基本相近。誤差可能原因有以下幾點：1、由于實驗對周圍環境要就較高，而實驗室人太多，導致反射過多，手臂的晃動對度 數的大小都有影響，所以很可能對度數造成了誤差；2、由于雙縫銜射板的度數不是很精確，調雙縫寬度的時候可能造成較大的誤差；3、儀器的喇叭天線有些松動，旋轉轉動臂時可能因晃動而造成誤差。七、實驗結論與感悟（或討論）1、當一平面波入射到一寬度和波長可比擬的狹縫時，就要發生衍射的現象。在縫后面出 現的衍射波強度不是均勻的，中央最強；當一平面波垂直入射到一金屬板的兩條狹線上，則 每一條狹縫就是次級波波源。由兩縫發出的次級波是相干波，因此在金屬板的背后面空間中， 將產生干涉現象。并學會了通過單縫衍射與雙縫衍射的I-a曲線圖計算波源波長2、實驗的精確性難以控制。雙縫干涉實驗當中，由于干涉板并不能做到嚴格與出射電磁 波波波矢垂直，導致干涉圖