;中央
明纹最亮、最宽,它的宽度为其他各级明纹宽度的两倍。当kk12,即xkD时,I0,在这些地方为暗条纹。暗d条纹是以光轴为对称轴,呈等间隔、左右对称的分布。中央亮条纹的宽度x可用k1的两条暗条纹间的间距确定,x2D;某一级暗条纹的位置与缝宽d
d成反比,d大,x小,各级衍射条纹向中央收缩;当d宽到一定程度,衍射现
象便不再明显,只能看到中央位置有一条亮线,这时可以认为光线是沿几何直线传播的。次极大明纹与中央明纹的相对光强分别为:
I004700170008I0
4
2、衍射障碍宽度d的测量由以上分析,如已知光波长,可得单缝的宽度计算公式为
dkDx
(5)
因此,如果测到了第k级暗条纹的位置x,用光的衍射可以测量细缝的宽度
d。同理,如已知单缝的宽度d,可以测量未知的光波长。
3、光电检测光的衍射现象是光的波动性的一种表现。研究光的衍射现象不仅有助于加深对光本质的理解,而且能为进一步学好近代光学技术打下基础。衍射使光强在空间重新分布,利用光电元件测量光强的相对变化,是测量光强的方法之一,也是光学精密测量的常用方法。当在小孔屏位置处放上硅光电池和一维光强读数装置,与数字检流计(也称光点检流计)相连的硅光电池可沿衍射展开方向移动,那么数字检流计所显示出来的光电流的大小就与落在硅光电池上的光强成正比,实验装置如图3所示。根据硅光电池的光电特性可知,光电流和入射光能量成正比,只要工作电压不太小,光电流和工作电压无关,光电特性是线性关系。所以当光电池与数字检流计构成的回路内电阻恒定时,光电流的相对强度就直接表示了光的相对强度。
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f由于硅光电池的受光面积较大,而实际要求测出各个点位置处的光强,所以在硅光电池前装一细缝光栏05mm,用以控制受光面积,并把硅光电池装在带有螺旋测微装置的底座上,可沿横向方向移动,这就相当于改变了衍射角。
单缝
激光管
硅光电池
图3
四、实验仪器衍射光强实验系统:①单色光源:HeNe激光器;②衍射器件:可调单缝、多缝板、多孔板、光栅;③接收器件:光传感器、光电流放大器、白屏;④光具座:1m硬铝导轨。二维调节滑动座这是光具座上使用的一种有特殊装置的滑动座,4个旋钮分列两侧,其中一侧有3个,上方的用于调节光学器件(如狭缝)在竖直平面内的转角,使器件铅直,中间的用于横向调节;下面的用于锁定滑动座在导轨上的位置。移动测量架主要r