1、射波反射波圖2布拉格衍射班級組別姓名_學號-日期指導教師【實驗題目微波的布拉格衍射【實驗目的】了解布拉格衍射原理和晶體結構知識，利用微波在模擬晶體上的衍射驗證布拉格公式；了解并學習微波分光儀的結構和微波器件的使用?！緦嶒瀮x器】微波分光儀，模擬晶體，梳片；【實驗原理晶體對x射線的衍射實質是晶體每個格點上的原子產生的散射波的相干疊加：同一晶面上各個原子發出的散射波相干疊加，形成晶面的衍射波；同一晶面族的不同晶面的衍射波之間相干疊加。對于同一晶面，各原子散射波相干疊加的結果遵從反射定律，即反射角等于入射角，如圖2所示由于晶面間距為d的相鄰晶面之間反射波的光程差為2dsin0,則形成干涉極大的條件為：

2、2dsin0=kkk=1,2,3（2）2）式即為晶體衍射的布拉格條件。改用入射角卩表示，則（2）式可寫為：2dcos=kkk=1,2,3.（3）布拉格公式給出衍射波極大的入射角與衍射角方向，由I的極大值所對應的卩，可求出晶面間距d；或已知晶面間距d,來計算I極大所對應的卩。實驗內容】估算理論值由已知的晶格常數a和微波波長入，根據式2dcosR=kA估算出（100）面和（110）面衍射極大的入射角P分別測量（100）和（110）兩個晶面的衍射波強度和衍射角（b），繪制bI曲線；衍射角（入射角）測量范圍：15-80。，每隔3-5o測一個；在衍射極大附近每隔1。測一個；4.重復操作2.要求角度從小到

3、大和從大到小測量2次；5.驗證布拉格衍射公式，即將測量量與理論計算結果進行比較驗證。原始數據及數據處理】n=(1,0,0)n=(1,1,0)P/I1/MAI2/pAI/pAP/I1/pAI2/pAIo/pA15211.51511120101010201112555525121.5304038393022232282928.535222345052514022235606261452223661616150121111.53834383652465048401210115486828445898.55678807950988.558626262552856022222260343.565433.

4、562141514.570121.564313030.5752226536383780201015663232328510010010068383838709910099.57572807680121714.5Ai-p關系曲線亠i/PAII亠Io/pA120,0102030405060708090理論值】n=(1,0,0)面d=a=4cmX=3.3cm2dcos=k九k=1,2(k為其它值時無意義)當k=1時cos卩=0.4125卩=65.7當k=2時cos卩=0.825卩=34.4n=(1,1,0)面d=a/V2=2.829cm入=3.3cm2dcos=k九k=1(k為其它值時無意義)當k=1時cos卩=0.583卩=54.4實驗數據分析總結】由以上數據及圖像可知藍線為n=(1,0,0)面的I-P關系曲線，可知峰值有五個對應的B為20、3035、66、70度，與理論計算所得的兩個峰值位置34.465.7在誤差允許范圍內對應。前兩個峰值幅度較小，可推知是由實驗過程中的偶然誤差所造成的，最后一個峰值較前幾個峰值大很多，可推知是由于實驗裝置不夠完善等系統誤差所造成。紅線為n=(1,1,0)面的lo-B關系曲線，峰值有一個對應的B為54度附近與理論計算所得峰值位置54.4度在誤差允許范圍內對應。當p80度時，衍射強度(電流表示數)突然增大，且一直增大，