发布时间 : 星期四 文章菲涅尔圆孔衍射实验分析 - 图文更新完毕开始阅读
2.2 实验设计
为保证探究的合理性和客观性，我的实验设计是：为保证实验过程中测量的数据都是在一条水平线上完成的，我们在实验台上固定一根张紧的弦，然后将实验所需光学器材按要求，按顺序依次放置于弦上。通过不断调节光源、透镜、圆孔的位置，当在承接屏上能观察到衍射图样时固定三者的位置。承接光屏必须为带有小孔的白色光屏，在承接屏后安装光强测定仪，保证穿过小孔的光是单数、完整进入测定仪，保证实验数据的准确性。接下来便可通过光强测定仪得到光强在横向、径向的不同数值。最后，运用origin8.0软件把相关数据进行处理，就可直观描绘出光强的变化图样。图3所示为实验装置图。
图3：实验装置图
1、激光器支架； 2、氖激光器； 3、凸透镜 4、透镜支架； 5、衍射圆孔； 6、承接光屏； 7调节底座； 下图为该实验的实体图：
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图4：实验装置实体图
由氦氖激光器发出的光作为光源，然后放置一个凸透镜，将发散的光线变为平行光，然后让部分光经过圆孔，用光屏承接，调节光屏与圆孔之间的距离，当距离适中时，则在光屏上能观察到明暗相间的同心圆环。光屏使用的是具有微小孔径的白屏，在光屏后面安装一个光强测定仪，使透过光屏的光能完全射入光强测定仪的探头，准确测量光强的大小，同时为满足所测量的光强在同一条直线上，我们在实验开始前和实验过程中在光源，透镜，圆孔之间运用了一条弦，让光强测定仪探头始终保持在这条弦上运动。 下图为实验光路图：
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图5：实验光路图
2.3实验的改进（如图6）
（1）、为保证径向测量光强是在同一条直线上，我们在实验过程中设置了一根水平线坐标线，令所有的光学器件沿着这条水平线运动；
（2）、为保证入射光线与水平面平行，测量光源高度和由光源射出的光线在屏上的像的高度，令两者高度相同，则保证入射光线水平；
（3）、为保证菲涅尔圆孔衍射条件认为光是从很远的地方入射过来，以平行光射入圆孔，我们特意在实验中增加凸透镜；
（4）、由于实验室提供的光强测定仪上的探头过大，导致不能准确判断进入探头内的是哪条衍射圆环，特意在探头前安装一块带有小孔的白色光屏，并将其固定在探头上，严格控制进光亮。同时为了避免白色光屏上的小孔再次发生衍射现象，将光屏与探头间的距离做到足够小，保证光强不被削弱；
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图6：实验改进实物图
3、实验步骤与测量结果
3.1 实验前准备
（1）、打开氦氖激光器，对其调节，保证射出光线水平；
（2）、在氦氖激光器与圆孔之间固定一根弦，并将此弦向后延伸。（为了保我们所测光强在同一条直线上）
（3）、由于实验室提供的光屏小孔过大和深色光屏会吸收光，我自制一白色屏和小孔，将其固定于光强测定仪的探头上。
（4）、对光强测定仪调零，对其探头进行测试。
3.2 实验过程
为保证实验数据的准确性,分别从横向和径向分析菲涅尔圆孔衍射光强的分布特点。
先设定实验使用的光源是氦氖激光器，其波长λ=632.8nm，圆孔半径ρ=0.5mm，通过调整衍射光屏和承接光屏之间的距离，找到清晰，明显的圆孔衍射图样。此时，固定衍射光屏的位置。
（1）、保证光源与衍射光屏之间的距离R，接收光屏位置不变，通过旋转探头
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