大学物理实验 夫琅禾费衍射

大学物理实验 夫琅禾费衍射

衍射李晓文北京师范大学物理实验教学中心\n光到底是什么？……………17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠更斯微粒说波动说由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风\n1818年，法国科学院悬奖征文题目：1……利用精密的实验确定光线的衍射效应。2根据实验用数学归纳法推导出光线通过物体附近的运动情况。主持人：比奥、拉普拉斯、泊松（微粒说）本意：希望通过征文，鼓励用微粒理论解释衍射现象，以期取得微粒理论的决定性胜利。\n菲涅耳以严密的数学推理，从横波观点出发，圆满地解释了光的偏振，并用半波带法定量地计算了圆孔、圆板等形状的障碍物所产生的衍射花纹，推出的结果与实验符合得很好。圆孔衍射\n比奥：“菲涅耳从这个观点出发，严格地把所有衍射现象归于统一的观点，并用公式予以概括，从而永恒地确定了它们之间的相互关系。”泊松：运用菲涅耳的方程推导圆盘衍射，得到一个稀奇的结果——在盘后方一定距离的屏幕上影子的中心应出现亮点。泊松认为这是荒谬的，于是声称这个理论被驳倒。\n泊松亮点（阿拉果）\n菲涅耳——“物理光学的缔造者”荣获法国科学院科学奖。发展了惠更斯和托马斯·杨的波动理论，开创了光学研究的新阶段。\n夫琅和费衍射当光源和观察屏距离产生衍射的物体都相当于无穷远时，所产生的衍射叫夫琅和费衍射。它就是平行光的衍射。1点光源距狭缝相当远，此时光源相对狭缝的发散角很小，并且满足，为缝宽。2观察屏离狭缝的距离满足时，不用透镜，也满足平行光衍射的条件。具体条件：，，\n激光的特点单色性：激光的谱线宽度窄。国际上采用氦氖激光器，作为体现米定义的标准辐射源—定标。方向性：激光发射限定在很小的立体角内，它几乎是平行的光束。一束激光射向月球，可以得到直径为2千米的亮斑—测距。相干性：激光器是目前相干性最好的一种光源—空间相干性和时间相干性。注意：不直视激光。\n光电元件（光电池、光电倍增管、光二极管、光敏电阻）光电池：利用光生伏打效应设计的一种半导体光电探测器。特点：不需外加电源。硒光电池光谱灵敏度峰值570nm，可见光区硅光电池光谱灵敏度峰值780nm，0.5-1.0微米\n实验内容（具体见实验要求）定性观察单缝的夫琅禾费衍射图案测量单缝衍射的光强分布曲线测量细丝的直径