用衍射仪，学生测量强度作为各种衍射和干涉图案的位置的函数。该仪器包括一个红色衍射激光器(2类激光器)，一个衍射狭缝系统，以及一个线性位置和高灵敏度光传感器组合。一个必要的附件是组合动态轨道和光学工作台(Track)，它也可作为动态车和轨道系统(DTS)的一部分。衍射元件附着在轨道上。

该组合线性位置和高灵敏度光传感器具有光传感器的模拟输出和位置传感器的数字输出。

可选的绿色衍射激光器(GDL-DAK)，不包括在基本的衍射仪器，便于研究光波长对衍射和干涉图案的影响。格林衍射激光器也是2类激光产品。

有了这些设备，学生们就能研究两者之间的关系

• 狭缝宽度和图案间距
• 双缝分离和图案间距
• 对于单缝衍射，强度是位置的函数
• 对于双缝干涉，强度是位置的函数
• 光波长对所有图案的影响

注意:游标产品是专为教Manbetxapp手机育用途。我们的产Manbetxapp手机品不设计也不推荐用于任何工业、医疗或商业过程，如生命支持、患者诊断、制造过程控制或任何类型的工业测试。

包括什么

• 红色衍射激光器(635±5 nm)
• 衍射狭缝系统，具有多种单狭缝、双狭缝、可变狭缝和比较狭缝
• 组合线性位置和高灵敏度光传感器
• 激光电源

注意:电源与LabQuest接口使用的电源是可互换的。

衍射仪总成

激光和狭缝位于轨道的一端，光传感器和线性位置传感器的组合位于轨道的另一端。所述分离使干涉图案能够充分扩散以便于测量间距。

1. 将动态轨道放置在水平面上。使用可调节脚的轨道是方便的，但可选的。
2. 将组合线性位置和高灵敏度光传感器连接到轨道上，光传感器朝向轨道的长度。将位置传感器的前端放置在大约110厘米的标记处是很方便的。传感器底座上的中心标签位于轨道的中心槽中。将光传感器滑动到位置传感器的大约中心。

1. 将光传感器的入口孔径盘设置为0.3 mm设置，并将光传感器灵敏度设置为中间，10µW，设置。
4. 将狭缝组件连接到轨道上，标签和银色反射面远离组合线性位置和高灵敏度光传感器。典型的起跑位置是在跑道上20厘米处。选择0.04/0.25 mm双缝。
5. 将红色衍射激光器连接到轨道上，面向狭缝组件。典型的起始位置是在5厘米处。

6. 将电源连接到激光器和电源插座上。
7. 激光背面的摇杆开关在激光上沿被压下时打开激光。打开激光，确认你看到红光击中狭缝组件。
8. 利用激光背面的两个拇指螺钉调节激光的垂直和水平方向，使光束通过双狭缝落在光传感器前板上。将衍射图案大致居中于光传感器的顶部入口孔径。

兼容的软件

开始

1. 按照衍射仪器组装部分中的步骤组装衍射仪器。
2. 从光传感器一侧看，将位置传感器移动到最右边。
3. 将传感器连接到接口(LabQuest Mini, LabQuest 2等)。
4. 启动适当的数据收集软件(Logger箴， Logger Lite, LabQuest应用程序或图形分析4)如果尚未运行，并从文件菜单中选择新建。该软件将识别传感器并加载默认的数据收集设置。现在可以开始收集数据了。
5. 抓住位置传感器，缓慢而平稳地移动光传感器横跨舞台的整个宽度。做这个动作大约需要30秒。如果你移动得太快，光传感器将没有时间对强度模式的变化做出反应。您总是可以通过存储它来测试您的运行，然后立即进行另一次运行。新的跑道应该几乎位于第一个跑道的顶部。注意:仅对于LabPro，如果光传感器在数据收集过程中移动，零位就会漂移。如果需要，重新调零传感器。

如果您正在使用Chromebook™、移动设备(如iPad)收集数据^®或Android™平板电脑，或Vernier无线接口，请参阅以下链接获取最新连接信息:

www.cqlameng.com/start/crg-bta

注意:强度曲线图vs。默认显示位置。

规范

激光安全

• 红色衍射激光器和绿色衍射激光器都是2类激光产品。Manbetxapp手机
• 不要直接盯着激光束或其反射。
• 最大输出功率< 1mw。

二类激光通常被认为是安全的，因为眨眼反射会限制暴露在短时间内。大多数激光笔都属于这一类。无论激光功率有多低，都应避免直接照射眼睛。

线性位置传感器如何工作

线性位置传感器基于光学编码器，类似于游标旋转运动传感器(RMV-BTD)中使用的编码器。当用手左右移动位置传感器时，一条黑色和透明相间的窄带通过光学传感器。事件被计数并转换为位置读数。分辨率约为40 μ m。基本上没有反弹，因为这个系统只有一个活动部件。

图形分析，记录器箴，当软件启动或选择File | New时，LabQuest App会将位置读数设为零。若要重新调零位置传感器，请将位置传感器移动到最右边缘，同时查看光传感器孔径板。

• 在图形分析上，点击或点击位置计并选择零。
• 在日志记录器箴，单击工具栏上的归零按钮，只选择位置传感器，单击确定。
• 在LabQuest App仪表界面，轻按位置仪表，选择“零”。

高灵敏度光传感器如何工作

高灵敏度光传感器包括一个孔径板，可选择0.1,0.2,0.3,0.5,1.0和1.5毫米宽的入口狭缝，以及全开和全堵的孔径。这些狭缝用于限制传感器在水平方向上的接受，以优化整个系统的空间分辨率。狭缝的选择是光量和空间分辨率之间的权衡。暗淡，宽阔的图案最好用宽缝来研究，而明亮，高度详细的图案将需要窄缝。0.5毫米的狭缝是一个很好的开始。如果收集到的数据中的特征在0.5毫米宽的量级，您可能想要尝试更窄的狭缝。或者，尝试用更窄的缝收集数据，看看图案形状是否发生变化。典型地，干涉图样的调制随着狭缝的变窄而增大，但强度会减小。

光传感器本身有三个量程。标称满量程读数大致对应于1,10或100 μ W，如所选。传感器响应整个可见波长。然而，由于绝对校准与这些实验无关，每个量程都以满量程的百分比或0到100%来报告。当传感器在黑暗中时，传感器的读数在10 ~ 20%之间是正常的。可选地，光传感器可以归零。为此，将光圈板旋转到空白(黑色圆圈)位置，以阻挡来自传感器的所有光线。

• 在LabQuest App仪表界面，轻按光表，选择零。
• 在日志记录器箴，单击工具栏上的归零按钮，只选择光传感器，单击确定。
• 在图形分析中，点击或点击测光表并选择零。

光传感器的设计不是为了从线性位置传感器上拆卸下来。

狭缝组装

这些狭缝是由玻璃上的金属薄膜制成的，因此呈现出非常清晰的衍射和干涉图案。

可用的缝

狭缝应用程序

• 为定量实验设计了单缝、双缝和多缝模式。
• 可变狭缝铸造垂直图案，显示在白色表面上，用于定性观看。您可以选择使用游标光学扩展套件中包含的屏幕(订单代码OEK)，或单独作为替换部件提供(订单代码SCRN-OEK)。
• 比较狭缝是通过上下调节激光来进行视觉和定性比较的;因为光束不会完全水平，图案可能不会击中光传感器。
• 缝和线的比较旨在定性地使用，以观察单个缝和单个不透明线之间的图案相似性。
• 圆形孔径用于从孔中定性地观察衍射图样，而不是从线中。

故障排除

有关故障处理和常见问题，请参见www.cqlameng.com/til/2995

用衍射仪进行样品实验

衍射仪所提供的各种狭缝意味着许多实验。在大多数情况下，每个活动都可以进行两个深度:可以测量深色或浅色带的间距并与计算进行比较，或者可以将图案的定量形状与计算进行比较。

在实验过程中，滑块组件中的夹具将选定的狭缝固定在位置上。可变狭缝选择没有制动，允许平稳地改变狭缝位置。

其余的狭缝用于肉眼观察，不一定要用光传感器和定位台进行测量。

所述狭缝组件包括可变宽度单狭缝和可变间距双狭缝。为了演示平滑改变任一变量的效果，首先在图案的中间粗略地敲击激光，然后向右或向左滑动狭缝组件。

与理论比较

用衍射仪进行的实验通常是作为图案强度分布的完整模型进行的，或者作为对亮条纹和暗条纹位置的简单搜索。这里提供了基本模型。注意:这是改编自《物理学基础》第9卷^th哈利迪和雷斯尼克，威利，2011年版。

强度分布

双缝干涉强度随宽度为a、间距为d的缝夹角的函数为

在哪里

我_米是最大强度，是一个整体尺度因子。λ是光的波长。

宽度为a的狭缝的单缝衍射由

为了与衍射仪的数据进行比较，您需要应用小角度近似。使用从狭缝到屏幕(或入口孔径)沿轨道的距离L，以及沿垂直于轨道的线的位置y，我们有

因为y << L。

在实践中，y轴原点的位置将会有少量的变化，具体取决于激光是如何被定向的。位置传感器的零点将与y上的原点位置大不相同。

由于玻璃缝隙的反射，可能会与理论产生偶尔的差异。反射可能导致中央峰值有一个下降或峰值的预期。倾斜将非常接近图案的中心，但可能会向一侧轻微偏移。这很正常。

为了将实验数据与模型进行比较，可以调整模型的整体比例以匹配数据，并增加一个水平偏移量，使模型与实验数据保持一致，不以零为中心。

边缘位置

单个狭缝中暗条纹的位置由

对于双缝，亮条纹的位置由

简而言之，单缝衍射中一个暗条纹到下一个暗条纹的距离为λL/a，双缝干涉中一个亮条纹到下一个亮条纹的距离为λL/d。

维修信息

如果你在你的衍射仪，请联系游标技术支持:physics@vernier.com或拨打888-837-6437。技术支持专家将与您一起确定是否需要将设备送去维修。届时，将发出退货授权(RMA)号码，并告知如何退货进行维修。

配件/替换

保修

游标公司保证本产品从向客户发货之日起五年内在材料和工艺方面没有缺陷。本保修不包括因滥用或不当使用造成的产品损坏。