訊技自研光學實驗教具應用：單縫衍射實驗

1. 實驗概述

單縫衍射實驗是非常經典的光學實驗。光在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，偏離直線傳播的路徑而繞道障礙物后面傳播，并在障礙物的幾何陰影區和幾何照明區內形成光強的不均勻分布，這種現象稱為光的衍射。

衍射物與光源及接收屏均在有限遠處的衍射稱為菲涅爾衍射，菲涅爾衍射的光源為點光源，實際實驗觀測時不需要使用透鏡，僅需在有限遠處放置光屏或觀測相機即可。單縫菲涅爾衍射的示意圖下圖所示

2. 使用VirutalLab Fusion建模仿真

 

圖1.軟件建模光路圖

圖2.軟件仿真結果

圖3.沿x軸強度分布

3. 實驗教具中的實驗搭建

圖1.教具實驗光路

 

圖2.實驗結果
 

4.實驗總結

單縫衍射的現象是衍射光斑沿x軸（即縫寬的方向）分布，中央主極大的亮度最高，寬度最寬，越往兩側的光斑亮度越低。我們可以通過軟件仿真和實際光路搭建，來理解并查看單縫衍射實驗的現象，實驗教具采用籠式結構，使實驗搭建更為簡便，適用于初學光學的學生使用。