微波的光学特性实验
2014级光电信息科学与工程李盼园
摘要
微波是一种特定波段的电磁波，其波长范围为1mm~1m。

它存在明显的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。

本实验主要对微波的单缝衍射、双缝干涉及布拉格衍射现象进行验证讨论。

关键词
微波、布拉格衍射、光学特性。

实验目的
1.了解微波的原理及实验装置
2.认识微波的光学特性及测量方法
3.明确布拉格公式的解释以及用微波实验系统验证该公式。

实验原理
微波是一种特定波段的电磁波，其波长范围为1mm~1m。

它存在反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。

但因为它的波长、频率和能量具有特殊的量值，所以它所表现出的这些性质也具有特殊性。

用微波来仿真晶格衍射，发生明显衍射效应的晶格可以放大到宏观尺度（厘米量级），因此要微波进行波动实验比光学实验更直观，安全。

１.微波的单缝衍射λ
当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。

缝后出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。

在中央两侧的衍射波强度迅速减小，直至 出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为a *sin 1λ
ϕ-=，其中是λ波长，a 是狭缝宽度。

随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：)43.1(sin 1a λ
ϕ-= 。

如图２－１。

图２－１
２.微波的双缝干涉 当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上，则每一条狭缝就是次级波波源。

由两缝发出的次级波是相干波。

当然，光通过每个缝也有衍射现象。

为了只研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，实验中令缝宽a 接近λ。

干涉加强的角度为)*(sin 1b a K +=-λ
ϕ，其中K=1，2，...，干涉减弱角度为：。