10041156探究微波实验中的单缝衍射与双缝干涉样稿.doc

探究微波试验中
单缝衍射和双缝干涉
第一作者：100415班 张容珲 10041156
第二作者：102721班 周文博 10271110
摘要：在微波试验中探究布拉格衍射试验中，我们经过单缝衍射来探究波波长，不过我们发觉误差十分之大，这和试验仪器不精密有很大关系，不过，我们在学****光学进行试验时候能够清楚地发觉，在夫琅禾费单缝衍射试验现象中波衍射是十分弱，不过在杨氏双缝干涉中波干涉是十分显著，我们能够进行微波杨氏双缝干涉来深入探究微波波长，并和夫琅禾费单缝衍射进行比较。
关键词：微波试验、布拉格衍射、夫琅禾费单缝衍射、杨氏双缝干涉
目录
探究微波试验中 1
单缝衍射和双缝干涉 1
一、 试验摘要 4
二、 试验目标 4
1. 了解微波特点，学****微波器件使用 4
三、 试验原理 4
四、 晶体结构 4
4
5
五、 试验仪器 5
六、 试验内容 5
5
6
6
七、 数据处理 6
6
2. 绘制衍射分布曲线 7
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八．试验讨论 9
试验摘要
微波是种特定波段电磁波，其波长范围大约为1mm～1m。和一般电磁波一样，微波也存在反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。但因为其波长、频率和能量含有特殊量值，微波表现出一系列即不一样于一般无线电波，又不一样于光波特点。
微波波长比一般电磁波要短得多，加此，其发生、辐射、传输和接收器件全部有自己特殊性。它波长又比X射线和光波长得多，假如用微波来仿真“晶格”衍射，发生显著衍射效应“晶格”能够放大到宏观尺度。
试验目标
了解微波特点，学****微波器件使用
了解布拉格衍射原理，利用微波在模拟晶体上衍射验证布拉格公式并测定微波波长
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a
经过微波单缝衍射和双缝干涉试验，探究两种方法正确度。
试验原理
晶体结构
 
 
 
 
 
 
 
 
 
θ
A1
A2
A3
A4
B1
B2
B3
B4
晶体中原子按一定规律形成高度规则空间排列，称为晶格。最简单晶格能够是所谓简单立方晶格，它由沿三个方向x，y，z等距排列格点所组成。间距a称为晶格常数。晶格在几何上这种对称性也可用晶面来描述。一个格点能够沿不一样方向组成晶面，晶面取向不一样，则晶面间距不一样。

晶体对电磁波衍射是三维衍射，处理三维衍射措施是将其分解成两步走：第一步是处理一个晶面中多个格点之间干涉（称为点间干涉）；第二步是处理不一样晶面间干涉（称为面间干涉）。研究衍射问题最关心是衍射强度分布极值位置。在三维晶格衍射中，这个任务是这么分解：先找到晶面上点间干涉0级主极大位置，再讨论各不一样晶面0级衍射线发生干涉极大条件。
（1）点间干涉
β
θ
d
电磁波入射到图示晶面上，考虑由多个晶格点A1，A2…；B1，B2…发出子波间相干叠加，这个二维点阵衍射0级主极强方向，应该符合沿此方向全部衍射线间无程差。无程差条件应该是：入射线和衍射线所在平面和晶面A1 A2…B1B2…垂直，且衍射角等于入射角；换言之，二维点阵0级主极强方向是以晶面为镜面反射线方向。
（2）面间干涉
图示，从间距为d相邻两个晶面反射两束波程差为2dsinθ ，θ为入射波和晶面折射角，显然，只有满足下列条件θ，即2dsinθ = k λ ，k =1，2，3…才能形成干涉极大，上式称为晶体衍射布拉格条件。

和声波一样，微波夫琅禾费衍射强度分布式，可由下式计算： Iθ=(I0sin2u/u2 ,其中 u=(πasinθ)/λ，a是狭缝宽度，λ是微波波长。假如求出±1级强度为0处所对应角度θ，则λ可按下式求出，即λ= 2sinθ。
θ
a

：和见光一样，微波双缝干涉波强度分布可由下列公式算出：△==
，而当△=m时，波相干为极大值点，当△=时，波相消，为极小值点。所以，我们能够利用以上规律去探究波波长。
试验仪器
本试验试验装置由微波分光仪，模拟晶体，单缝，反射板（两块），分束板等组成。
试验内容

试验前，应该用间距均匀梳形叉从上到下逐层检验