針對目前單縫衍射實驗存在的問題,提出了一種改進的測量方法,該方法基于面陣CCD及相關軟件,實現(xiàn)了單縫衍射圖樣的采集顯示,較好地完成了單縫寬度的測量,并且測量速度快,測量結果與實際結果吻合較好。 

【文章來源】：湖北第二師范學院學報. 2020,37(08)

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【部分圖文】：

單縫衍射現(xiàn)象示意圖

等式(1)中 θ= x D 稱為衍射角,I0是觀察屏中心點處的光強。通常稱 ( sinu u ) 2 為單縫衍射因子,λ是入射光波波長,衍射光光強分布如圖2所示。實驗中采用單色光入射,當θ=0時,則x=0,sinθ=0,I=I0,此時對應于衍射圖樣中光強的中央主極大值,衍射條紋稱為中央亮條紋;當θ=kπ時,則 sin θ=k λ d k=±1,±2,?,Ι=0 ,對應于衍射圖樣中的暗條紋。

在單縫衍射實驗中,常采用散射角極小、方向性好的半導體激光器作為光源,若在單縫后較遠的位置放置光電探測器(如硅光電池),且硅光電池可以在平行于衍射條紋的方向移動,光強計用于記錄入射到硅光電池上的光強值,如圖3所示即為目前常用的夫瑯禾費單縫衍射實驗裝置[5]。在該實驗裝置中可以通過移動硅光電池來測量單縫衍射條紋的光強分布;同時也可測量單縫的寬度: d= kλD x ,如果測得第k級暗條紋的位置x,則可以計算得到單縫的寬度。反之,如測得單縫寬度,也可以計算得到入射的光波長。2 單縫衍射實驗的改進探究

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于兩步成像的單縫衍射自動測量[J]. 王一潔,牛立剛.  物理實驗. 2016(09)
[2]激光單縫衍射測量實驗的兩點改進[J]. 陳鵬,楊鵬,馮學超,康利平,馬曉春.  大學物理實驗. 2015(05)
[3]基于CCD技術測量單縫衍射中中央明紋的相對光強[J]. 周珺,郭鵬.  大學物理實驗. 2014(03)
[4]基于圖像處理的不規(guī)則形體表面積測量方法[J]. 洪英,黨宏社,宋晉國.  計算機測量與控制. 2009(09)
[5]面陣CCD尺寸測量的實驗[J]. 鐘翔,齊龍.  實驗室科學. 2009(01)



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