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1、实验室名称：2301实验时间:2017.3.27姓 名： 学号 :专业 :指导教师：成绩教师签名：年 月 日一、实验目的1、通过实验观察迈克尔逊干涉现象。2、掌握利用迈克尔逊干涉测量平面波长的方法。3、观察微波通过晶体模型的衍射现象。4、验证电磁波的布拉格方程。二、实验器材及软件DH926B型微波分光仪，DH1121B型三厘米固态信号源，喇叭天线，DH926AD 型数据采集仪，反射板，半透射玻璃板，计算机三、实验原理在与平面波前进的方向上放置成45度的半透射板。由于该板的作用，将入射 波分成两束波，一束向A方向传播，另一束向B方向传播。由于A、B处全反射板的 作用，两列波就再次回到半透射板并到
2、达接受喇叭处。于是接受喇叭收到两束同频率， 振动方向一致的两个波。如果这两个波的相位差为2n的整数倍，则干涉加强；当相 位差为n的奇数倍则干涉减弱。因此在A处放一固定板，让B处的反射板移动，当表 头指示从一次极小变到另一次极小时，则B处的反射板就移动入/2。因此有这个距离 就可求得平面波的波长。本实验是仿照X射线入射真实晶体发生衍射的基本原理，人为的制作了一个方形 点阵的模拟晶体，以微波代替X射线，使微波向模拟晶体入射，观察从不同晶面上点 阵的反射波产生干涉应符合的条件，这个条件就是布拉格方程，即当微波波长为的平面波入射到间距为a（晶格常数）的晶面上，入射角为9 ,当满足条件n九二2aCos0
3、 （n 为整数）时，发生衍射，衍射线在所考虑的晶面反射线方向。而在一般的布拉格衍射 实验中采用入射线与晶面的夹角（即通称的掠射角），这时布拉格方程为 n九二2aSin 我们这里采用入射线与晶面法线的夹角（即通称的入射角），是为了在实 验时方便。因为当被研究晶面的法线与分光仪上度盘的00刻度一致时，入射线与反射 线的方向在度盘上有相同的示数，不容易搞错，操作方便。四、实验步骤1、按实验指导书连接仪器，调整系统至稳态。2、使两喇叭口面互成90。3、半透射板与两喇叭轴线互成45o。4、将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上， 再插上反射扳，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线
4、一致，可移反射板的法钱与发 射喇叭轴线一致。5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示合适值。6、将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋 转读数机构上的手柄使反射板移动，从表头上测出（n+1）个极小值，并同时从读数机2 L构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L,则波长九二丝。n7、通过测量，验证布拉格定律求出晶格常数。8、利用米尺直接测量各层中的球间距离，取平均，与上一项测量的“晶格常数” 作比较。五、实验数据飞。) U(V)1015202224253035404548100面3.80.10.21.61.40.050.100.11.4
5、2.2e()U(V)49505560100面2.420.50.4910U(V)373839404145110面2.02.933.231.31 10面六、实验小结通过对实验数据的分析可以得出，迈克尔逊实验测出的波长只是原波长的一半， 与通过图表得出的结论一致。通过具体的实验操作让我对迈克尔逊实验原理有了进一 步的理解，也了解了一种测量波长的方法。同时也加深了对微波的理解。对于布拉格 实验，这个实验的操作较为简单，但是在操作过程中需要仔细。由于微波极易受影响， 实验过程中应距仪器较远读数稳定后记录。在调节入射角与反射角时要注意角度的度 数，否则会造成实验数据的极大偏差。得到数据之后根据公式2d s
6、in0二n九可以算出d 的大小，经过换算得出结论，实验结果与理论数据相差不大，可以近似认为实验数据 是准确的。通过布拉格实验我们可以测量晶体分子之间的距离，它也是研究晶体的一 种方法。为我们提供了一种鉴别不同晶体和真假的方法，有很明显的实际意义。另外， 通过这次试验，我也熟悉了 DH926B型微波分光仪的基本使用方法，同时也加深了对 电磁波理论相关知识的了解，培养了自己的动手能力。七、实验思考题1分析实验所测得的波长和实际波长存在误差的原因。 答：实验中读数时存在随机误差，实验器材受环境中的振动等因素的干扰产生偏差。2.半透射板的放置角度如有偏移，对实验结果有何影响？ 答：接收喇叭天线处两条分路到达的微波传输方向不一致，无法形成反射。
迈克尔逊干涉及布拉格衍射实验
