夫琅和费说明书 物理实验竞赛.docVIP

夫琅禾费单缝衍射的改进 原理：夫琅禾费衍射藉以把通过圆孔或狭缝的一波动分成多个向外的波动，当光通过毛线时，将光平分，之后以平行的角度各自行进，后面跟着进来的波动亦是如此，在观测时把屏幕放在行进路线上来看成像条纹，这个方法就用到这样的原理。 对于光的衍射与干涉的解释 光的衍射 光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物或者小孔（窄缝），绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。 干涉 指满足一定条件的两列相干光波相遇叠加，在叠加区域某些点的光振动始终加强，某些点的光振动始终减弱，即在干涉区域内振动强度有稳定的空间分布； 这表明这一个实验是光的衍射而不是光的干涉 优势：原夫琅和费实验中的实验装置是一个光源、两个透镜、一个接收屏、单缝 而我们的实验则是减少了两个透镜有一个接收屏，有效地简化了我们的实验步骤，有利于我们平时在没有精密的实验仪器情况下进行夫琅和费实验。 实验用具:激光笔,电池,纸皮若干,毛发。 实验步骤： 1 选一个稳定的发射台（平稳的桌子），使笔身与地面平行。 2 使发射端朝着接受屏（白色的墙壁），并使其距离在1米或以上。（如果距离太近会导致衍射条纹太密，测量误差很大） 3 调整固定台和激光笔，使衍射条纹保持水平，并固定住。尽可能保持水平，易对衍射条纹的测量。 4 用笔在接受屏上标记出0级亮纹和1级亮纹，并沿衍射条纹做一条与之平行的辅助线，这样可以使测量容易些。 应用：测量头发丝的直径 当用狭缝做实验时，利用公式光程差?u=d sinθ计算d，又因为θ角非常小，所以sinθ≈θ≈tanθ≈(r/L) 当处于第一级亮纹时?u=λ，即一倍波长。 d=λL/r，由此可以计算出狭缝的宽度 现在我们用头发代替狭缝，计算公式还是一样的。 这是条纹分布 上面的图片是我们的衍射距离为5.12m时根据墙上的衍射图像画出来的记录表 我们从网上查得红色激光笔的波长为650nm。 于是头发直径d=650*10-9 *5.12/0.049=0.068mm 上网查得头发直径为0.07mm误差=（0.07-0.068）/0.07*100％％ 误差分析如下：1 光路与狭缝并非严格垂直 2 光路和接受屏并不是严格垂直 激光笔在测量时有细微移动 测量0级和1级亮纹之间的距离精度不够高