使用衍射儀，學生測量強度作為各種衍射和幹涉圖案的位置函數。該裝置包括一個紅色衍射激光器(第2類激光器)，一個衍射狹縫係統和一個線性位置和高靈敏度的組合光傳感器。一個必需的附件是組合動態軌道和光學工作台(Track)，它也可作為動態車和軌道係統(DTS)的一部分。衍射元件附著在軌跡上。

線性位置和高靈敏度光傳感器組合具有用於光傳感器的模擬輸出和用於位置傳感器的數字輸出。

一個可選的綠色衍射激光器(gdl - ak)，不包括在基本衍射儀，促進了光波長對衍射和幹涉圖案的影響的研究。格林衍射激光器也是二類激光產品。

有了這些設備，學生們就能研究

• 狹縫寬度和圖案間距
• 雙縫分離和圖案間距
• 單縫衍射的強度與位置的函數關係
• 強度作為雙縫幹涉的位置函數
• 光波長對所有圖案的影響

注意:遊標產品是為教育用途而設計的。我們的產品不設計也不推薦用於任何工業、醫療或商業過程，如生命維持、患者診斷、生產過程控製或任何類型的工業測試。

包括什麼

• 紅色衍射激光器(635±5 nm)
• 衍射狹縫係統，具有各種單狹縫、雙狹縫、可變狹縫和比較狹縫
• 組合線性位置和高靈敏度光傳感器
• 激光電源

注意:該電源可與LabQuest接口使用的電源互換。

衍射儀組件

激光器和狹縫位於軌跡的一端，組合光傳感器和線性位置傳感器位於軌跡的另一端。所述分離使幹涉圖樣充分展開，以便於方便地測量間距。

1. 將動態軌跡放置在水平麵上。使用可調腳的軌道是方便的，但可選。
2. 將組合線性位置和高靈敏度光傳感器連接到軌道上，光傳感器朝向軌道長度下方。將位置傳感器的前端放置在110厘米左右的標記處是很方便的。傳感器底座上的中心卡片放置在軌道的中心槽內。將光傳感器滑動到位置傳感器的中心。

1. 將光傳感器的入口孔徑盤設置為0.3 mm設置，並將光傳感器靈敏度設置為中間，10 μ W，設置。
4. 將狹縫組件連接到軌道上，使標簽和銀色反射麵遠離組合線性位置和高靈敏度光傳感器。典型的起跑位置是在跑道上20厘米處。選擇0.04/0.25 mm雙狹縫。
5. 將紅色衍射激光連接到軌道上，麵向狹縫組件。典型的開始位置是在5厘米處。

6. 將電源連接到激光器和電源插座上。
7. 在激光器背麵的搖杆開關，當激光器的上邊緣被壓下時，激光器就會打開。打開激光，確認你看到紅色的光擊中狹縫組件。
8. 利用激光器背麵的兩個拇指螺絲調節激光器的垂直和水平方向，使光束通過雙狹縫，落在光傳感器前板上。將衍射圖案大致居中於光傳感器的頂部入口孔徑上。

兼容的軟件

開始

1. 按照“衍射儀組裝”一節中的步驟組裝衍射儀。
2. 移動位置傳感器到最右邊，從光傳感器的一邊看。
3. 將傳感器連接到接口(LabQuest Mini, LabQuest 2等)。
4. 啟動適當的數據收集軟件(Logger箴、Logger Lite、LabQuest App或圖形分析4)(如果尚未運行)，並從文件菜單中選擇新建。該軟件將識別傳感器並加載默認的數據收集設置。現在可以開始收集數據了。
5. 抓住位置傳感器，緩慢而平穩地移動光傳感器穿過舞台的整個寬度。花大約30秒來完成這個動作。如果你移動太快，光傳感器將沒有時間響應強度模式的變化。您總是可以通過存儲它並立即進行另一次運行來測試您的運行。新的一段應該幾乎位於第一個段的頂部。注意:僅對於LabPro，如果光傳感器在數據收集運行之間移動，零位將漂移。如果需要，重新調零傳感器。

如果您正在使用Chromebook™、移動設備(如iPad)收集數據^®或Android™平板電腦，或Vernier無線接口，請參閱以下鏈接了解最新連接信息:

www.auiic.com/start/crg-bta

注意:強度曲線圖vs。默認顯示位置。

規範

激光安全

• 紅色衍射激光器和綠色衍射激光器都是第2類激光產品。
• 不要直視激光束或它的反射。
• 最大輸出功率< 1mw。

2類激光器通常被認為是安全的，因為眨眼反射將限製暴露在短時間內。大多數激光筆都屬於這一類。無論激光的功率有多低，都應避免激光束直接照射眼睛。

線性位置傳感器是如何工作的

線性位置傳感器基於光學編碼器，類似於遊標旋轉運動傳感器(RMV-BTD)中使用的編碼器。當用手左右移動位置傳感器時，一條黑色和透明相間的窄帶會通過光學傳感器。事件被計數並轉化為一個位置讀數。分辨率約為40 μ m。基本上沒有反彈，因為係統隻有一個活動部件。

圖形分析，記錄器箴，當軟件啟動或選擇File | New時，LabQuest App會將位置讀數設置為零。要重新調零位置傳感器，移動位置傳感器到最右邊的邊緣，同時看著光傳感器孔徑板。

• 在圖形分析上，點擊或點擊位置表並選擇零。
• 在日誌記錄器箴，單擊工具欄上的零位按鈕，隻選擇位置傳感器，單擊確定。
• 在LabQuest App儀表屏幕上，點擊位置儀表並選擇零。

高靈敏度光傳感器是如何工作的

高靈敏度光傳感器包括一個孔徑板，可選擇0.1,0.2,0.3,0.5,1.0和1.5毫米寬的入口狹縫，以及全開和全阻塞的孔徑。這些狹縫用於限製傳感器在水平方向上的接受，以優化整個係統的空間分辨率。狹縫的選擇是光量和空間分辨率之間的權衡。暗淡、寬闊的圖案最好用較寬的縫來研究，而明亮、高度細致的圖案則需要較窄的縫來研究。0.5毫米的狹縫是開始的好地方。如果收集的數據中的特征在0.5毫米寬的量級上，您可能想要嚐試更窄的狹縫。或者，嚐試用較窄的縫收集數據，看看模式形狀是否發生了變化。通常情況下，狹縫越窄，幹涉圖樣的調製率就越高，但強度就會降低。

光傳感器本身有三個量程。名義全量程讀數大致對應於1、10或100 μ W，如所選。傳感器的響應貫穿可見波長。然而，每個量程都報告為滿刻度的百分比，或0到100%，因為絕對校準與這些實驗無關。當傳感器在黑暗中時，傳感器的讀數在10到20%之間是正常的。可選地，光傳感器可以調零。要做到這一點，旋轉光圈板到空白(黑圈)的位置，以阻擋所有來自傳感器的光。

• 在LabQuest App電表界麵，輕按電表，選擇零。
• 在日誌記錄器箴，單擊工具欄上的零按鈕，隻選擇光傳感器，單擊確定。
• 在圖形分析中，點擊或點擊光計，選擇零。

光傳感器不是為從線性位置傳感器上拆卸而設計的。

狹縫組裝

狹縫是由玻璃上的金屬薄膜製成的，因此呈現出非常清晰的衍射和幹涉圖案。

可用的縫

狹縫應用程序

• 設計了單縫、雙縫和多縫模式，用於定量實驗。
• 可變狹縫鑄造垂直圖案，在白色表麵上顯示，旨在定性觀看。您可以選擇使用遊標光學擴展套件包含的屏幕(訂單代碼OEK)，或單獨作為更換部件(訂單代碼SCRN-OEK)。
• 比較狹縫是通過上下調節激光來在視覺上和定性上比較圖案;因為光束不會完全水平，圖案可能不會擊中光傳感器。
• 狹縫和線的比較是用來定性的，觀察單個狹縫和單個不透明線之間的圖案相似性。
• 圓形光圈用於從孔中定性地觀察衍射圖樣，而不是從線中。

故障排除

故障處理和常見問題請參見www.auiic.com/til/2995

用衍射儀進行樣品實驗

衍射儀所提供的各種狹縫可以進行許多實驗。在大多數情況下，每項活動都可以進行到兩個深度:可以測量暗帶或光帶的間距並與計算進行比較，或者可以將圖案的定量形狀與計算進行比較。

在實驗過程中，滑塊組件中的止動器將選定的狹縫固定在合適的位置。可變狹縫的選擇沒有停頓，以允許平穩地改變狹縫的位置。

其餘的狹縫是用來肉眼觀察的，不一定要用光傳感器和定位台進行測量。

狹縫組件包括可變寬度的單狹縫和可變分離的雙狹縫。為了演示平滑地改變任一變量的效果，從激光大致打擊圖案的中間開始，並向右或向左滑動狹縫組件。

與理論比較

用衍射儀進行的實驗通常是作為圖案強度分布的完整模型進行的，或者作為對明暗條紋位置的簡單搜索。這裏提供了基本模型。注意:本文改編自《物理基礎》第9期^th版本，哈利迪和雷斯尼克，威利，2011年。

強度分布

對於寬度為a和間隔為d的狹縫，雙狹縫幹涉強度隨狹縫角度的變化由

在哪裏

我_米是最大強度，是一個整體尺度因子。λ是光的波長。

給出寬度為a的狹縫的單狹縫衍射

為了與衍射儀的數據進行比較，你需要應用小角度近似。使用從狹縫到屏幕(或入口孔徑)沿軌道的距離L，以及沿垂直於軌道的線的位置y，我們有

自從y << L。

在實際操作中，y軸的原點位置會根據激光的確切方向有很小的變化。位置傳感器的零點與y上的原點位置相差很大。

由於玻璃縫的反射，偶爾會出現與理論的差異。反射可能導致中心峰值的幅度從預期中下降或上升。傾斜將非常接近圖案的中心，但可能向一側輕微偏移。這很正常。

為了將實驗數據與模型進行比較，調整模型的整體比例以匹配數據，並添加水平偏移量使模型與實驗數據一致，不會以零為中心。

隻適用於邊緣位置

單個狹縫中暗條紋的位置是由

對於雙縫，亮條紋位置由

簡而言之，在單縫衍射中，一個暗條紋到下一個暗條紋的距離為λL/a，在雙縫幹涉中，一個亮條紋到下一個亮條紋的距離為λL/d。

維修信息

如果你的衍射儀，請聯係遊標技術支持:physics@vernier.com或致電888-837-6437。支持專家將與您合作，以確定是否需要將設備送去維修。屆時，退貨授權(RMA)號將被發出，並將告知如何退貨進行修理。

配件/替換

保修

Vernier保證本產品在材料和工藝上無缺陷，有效期為5年，從發貨之日起。本保證不包括濫用或不當使用造成的產品損壞。