理及误差计算:
1反射实验数据
θi
degree
θoutdegree
θi
degree
θoutdegree
1
20
23
5
55
58
2
30
30
6
60
65
3
40
435
7
70
74
4
50
53
8
80
80
从上面的实验数据看出,微波的入射角θi
和反射角θout在误差允许的范围内可认为是相等的,少数的偏差可能是由于微波易受外界干扰所致。
因而可以认为,微波也是符合反射定律的。
2迈克尔逊干涉实验数据
1正向070mm,记录极大值出现的位置
1342mm
3144mm
4800mm
2反向700mm,记录极大值出现的位置
6418mm
4830mm
3149mm
正向出现的三次极大值之间的间距分别为1802mm,1656mm,1616mm,
间距的平均值为L117063mm
在这个间距内,极大峰只在首尾各出现了一次,因此λ12L134126mm
6461mm1409mm
反向出现三次极大值之间的间距分别为1588mm,1681mm,1659mm间距的平均值为L216427mm同样,在这个间距内,极大峰首尾各出现一次,因此λ22L232854mm
两次波长的平均值为λ3349mm,与仪器给出的标定波长3202mm较为接近,可认为微波的迈克尔逊干涉是符合定律并且波长测量时可信的。
3单缝衍射实验数据实验数据过多,故这里略去,详见附表的原始数据。只给出转换以后的Iψ实验曲线图和相关峰值。
图片见附页1
可见,中央衍射峰出现在1°,而第一级衍射峰分别出现在45°和43°
而根据理论的第一极大值衍射角计算公式Φarcsi
32λa,以及波长λ3202mm,单缝宽a70mm,可以得到,理论的两个第一极大衍射角为±43325°,与实验测得的结果相近,除去干扰造成的误差影响,可以认为,微波也符合单缝衍射规律。
4微波布拉格衍射实验数据实验数据略去,根据数据作出的Iθ关系图如下,按照掠射角的范围分成两段:
f微波光学实验5
f微波光学实验6
从图中可以读出的两个极大值对应掠射角为θ123°,θ253°(极大的衍射峰出现位因为过大而被略去)
而根据理论计算公式arcsi
K,代入相关数据,可以得到理论的极大值衍射角为2d
θ1’2359°,θ2’5317(这时分别取K1和2)对照理论值,可见实验中得到的测量值偏离理论值很小,实验测量的结果是可靠的。少量偏移误差的存在,可以认为是由于实验中微波的发射以及传播过程受到外界因素的干扰所致。
思考题,实验感想,疑问与建议:实验中发现有两个因素可能导致结果出现误差:一个是干扰因素,微波本身很容易受到干扰,其次,实验仪器的开放程度很大,实验人员很容易在操作过程中遮挡了微波传播的路径而造成结果不准确。
另一个是仪器设计上的缺陷,仪器中,玻璃片、r