电磁波的单缝衍射实验

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1、一.实验名称电磁波的单缝衍射实验二实验目的1、通过实验了解电磁波的衍射(绕射)现象，掌握衍射规律。2、掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响。三.实验所用仪器设备DH926B型微波分光仪、三厘米固态振荡器、喇叭天线、可变衰减器、 晶体检波器、单缝板三.实验基本框图连接好仪器，按实验步骤仔细完成，认真读数。五.实验基本原理如图2.1所示，电磁波入射到缝隙上，在缝隙上产生等效磁流，该等 效磁流与入射场的幅度成正比，金属板背面的电磁场可以等效为该等 效磁流的辐射，辐射幅度的大小与角度的关系为E=sin(ka sin0)/2 当 sin(ka sin0)/2=Q即(ka sinO)=2n仁a

2、sin。二迥时衍射场出现一级极小值。k当 sin(ka sin0)/2 = 1即(ka sin0)=(2n+。,a sin。=(2n+1)”时衍射出现一级极大值.2k根据微波波长和缝宽可计算出出现一级极小值时的衍射角为6 = sin-14a而出现一级极大值时的衍射角为A9 = sin-i（3 亍）其中4是波长，a是狭缝宽度，两者取同一长度单位。图1单缝衍射六.实验具体步骤1、如图2.2连接仪器。2、调节单缝衍射板的缝宽，选取缝宽为一适当值。3、将衍射板安装到支座上，使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某 一对刻线一致，此刻度线应与工作平台上的90刻度的一对线一致。4、转动小平台使固定臂的指针在小平

3、台的180处，此时小平台的 0就是狭缝平面的法线方向。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接 近满度。6、从衍射角0始，在单缝的两侧使衍射角每改变1取一次表头读数, 并记录下来。7、实验结束，关闭电源，将衰减器的衰减调至最大。1412.2单缝衍射实验系统七.实验原始数据记录角度（）0123456789电流（海）左80818280767262554634右角度（）10111213141516171819电流（海）左34343230221814853右角度（20212223242526272829电流（海）左侧221111.10.70.50.30.3右侧角度（）3031323

4、3343536373839电流（海）左1.5222221002右角度（）4041424344454647484950电流（海）左35676421002右八.实验数据处理理论的一级极小值的衍射角为27.3度，极大的衍射角为43.3度。实验中的一级极小值的衍射角为28度，极大的衍射角为43度。九.实验结论及结果分析从表格和衍射曲线图中可以发现当a =70mm，一级极大和极小的值比较容易找出，基本验证了单缝衍射的定理。实验的误差主要有三个原因1、由于实验室同时有多台实验装置同时进行实验，电磁波的衍射反 射折射导致的相互间的电磁波干扰较大，所以环境因数时刻随着周围 同学的实验过程在变，导致了一些测量的

5、不规律波动，产生误差。2、实验装置没有校准好就进行实验，导致一些系统误差的产生，例 如实验仪器的发射器就出现了发射器的喇叭没有与固定臂调整完全 平行，导致测量角度普遍存在与实际值的偏差，在后来重新校准后测 量结果才精确。3、由于实验室的环境因素的影响，导致接收电流一直在某个读数附 近波动，无法稳定，给我们的读数造成一定的误差。十.实验思考题解答1、分析缝宽太小或太大对本实验造成的影响。当狭缝很宽时，缝的宽度远远大于光的波长，衍射现象极不明显， 光沿直线传播，在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线。但当缝的宽 度调到很窄，可以跟光波相比拟时，光通过缝后就明显偏离了直线 传播方向，照射到屏上相当宽的地方，并且出现了明暗相间的衍射 条纹，纹缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽但亮度越来越暗。