微波實驗和布拉格衍射

1、βθd微波實驗和布拉格衍射【實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康摹?、了解微波的特點，學(xué)習(xí)微波器件的使用2、了解布拉格衍射的原理，利用微波在模擬晶體上的衍射驗證布拉格公式并測定微波波長3、通過微波的單縫衍射和邁克爾遜干涉實驗，加深對波動理論的解釋【實驗原理實驗原理】（1）單縫衍射與光波波一樣，微波的夫瑯禾費衍射的強度分布式，可由下式計算：其中220=sinIIuu?，a是狹縫寬度，是微波波長。sinua???=?當(dāng)時為衍射的極大。21sin012...2k

2、ak??==d?IO?單縫衍射示意圖（2）雙縫衍射微波遵守光波的干涉定律，當(dāng)一束微波垂直入射到金屬板的兩條狹縫上，則每條狹縫就是次波源，由兩縫發(fā)出的次波是干涉波，因此金屬板的背面空間中，將產(chǎn)生干涉現(xiàn)象設(shè)縫寬為a，兩縫間距為b，則利用光學(xué)的雙縫衍射的結(jié)果得到，K=0、1、2...1=sinKab??分別為中央極大，一級極大，二級極大...，K=123...121=sin2Kab??分別為一級極小，二極極小....（2）布拉格衍射如圖示，從

3、間距為d的相鄰兩個晶面反射的兩束波的程差為2dsinθ，θ為入射波與晶面的折射角，顯然，只有滿足下列條件的θ，即，k=1，2，3…2sindk??=才能形成干涉極大，上式稱為晶體衍射的布拉格條件。布拉格衍射示意圖【實驗儀器實驗儀器】本實驗的實驗裝置由微波分光儀，模擬晶體，單縫，反射板（兩塊），分束板等組成?！緦嶒瀮?nèi)容實驗內(nèi)容】（1）單縫衍射實驗）單縫衍射實驗（i）儀器連接時，按需要先調(diào)整單縫衍射板的縫寬，轉(zhuǎn)動載物臺，使其上的180刻線與

4、發(fā)射臂的指針一致。6040200204060020406080100120度度度uA)度度度uA)度度度度圖1單縫衍射強度的角分布從中讀出從中可以看出角度越大相應(yīng)的誤差也越大，這是由于衍射的極大值為無窮遠處的測量值。此實驗的微波波長較長，故在較小的衍射角時符合的較好，而角度較大時實驗條件與“無窮遠”相差很大，衍射的公式已不在成立。（2）雙縫衍射角度（）464442403836343230電流（A)1232824281672.5角度（）2

5、82624222018161412電流（A)314436965564030角度（）1086420246電流（A)01050767881858050角度（）81012141618202224電流（A)1010103547676341角度（）262830323436384042電流（A)13423816.5207.81角度（）4446電流（A)28得到的衍射強度的角分布為：理論值實驗值相對誤差衍射級數(shù)極大（）極?。ǎO大（）極小（）極大（）