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利用单缝衍射测光的波长

摘要

关键词：光电磁波波动性单缝衍射单缝夫琅禾费单缝衍射单色光
正文

实验原理
光的本质是一种电磁波，在传播中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，光就不再遵循直线传播的规律而会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布，形成了光的衍射现象。
夫琅禾费衍射是光源和观察屏与障碍物之间的距离都是无限远时的衍射（其入射光波和衍射光波都是平面波）。

如图S是一个光源，通过透镜L1形成一束平行光垂直照射宽度与光的波长相接近的单缝时，会绕过缝的边缘向阴影区衍射，衍射光经过透镜L2会在屏幕E上形成衍射条纹。
单缝衍射可用半波带法加以说明。图中设单缝的宽度为a，入射光的波长为λ。

假设衍射角为任意角θ的一束平行光，经过透镜L2聚焦在屏幕E上的P点，从A点作AC垂直于BC，这束光线的两边缘光线之间的光程差为：BC=asinθBC也是这束平行光的最大光程差，P点的明暗程度完全决定于光程差BC的量值。
（1）θ=0时，BC=0，正对中央明纹；
（2）θ≠0时，BC=asinθ，利用划分半波带的方法解释。
当平行光垂直于单缝平面入射时，单缝衍射条纹的明暗条件为：

θ=0，中央明纹中心，式中k为衍射的级数，k=1，2，3……依次为第一级、第二级、第三级……暗纹和明纹。
一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射的第k1级明纹位置恰好与已知波长为λ的单色光垂直入射该缝时衍射的第k级明纹位置重合,则由单缝衍射明纹公式可得asinθ=(2k1+1)λ1/2和asinθ=(2k+1)λ/2两式连解可以得到λ1=λ（2k1+1）/(2k+1)所以可以用此式得出未知光的波长。
实验仪器

完整的实验步骤
用已知波长的光照射该装置，待形成明暗条纹之后画出条纹，

实验样品图片

实验数据记录表格
结论
参考文献