实验六布拉格衍射实验一、实验目的1、培养综合性设计电磁波实验方案的能力2、验证电磁波的布拉格方程二、实验设备S426 型分光仪三、实验原理任何的真实晶体，都具有自然外形和各向异性的性质，这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关晶体内的离子、 原子或分子占据着点阵的结构，两相邻结点的距离叫晶体的晶格常数真实晶体的晶格常数约在10 厘米的数量级 X 射线的波长与晶体的常数属于同一数量级实际上晶体是起着衍射光栅的作用因此可以利用X 射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列，以达到对晶体结构的了解仿照X 射线入射真实晶体发生衍射的基本原理，人为制做了一个方形点阵的模拟晶体，以微波代替X 射线，使微波向模拟晶体入射，观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件 这个条件就是布拉格方程：当波长为λ 的平面波射到间距为a 的晶面上，入射角为θ ， 当满足条件nλ=2aCOS θ时 为整数）（n ， 发生衍射衍射线在所考虑的晶面反射线方向在一般的布拉格衍射实验中采用入射线与晶面的夹角（即通称的掠射角）α ，这时布拉格方程即为nλ =2asin α四、实验内容及步骤1、设计利用S426 型分光仪演示电磁波布拉格衍射现象的方案；2、根据设计的方案，布置仪器，验证布拉格方程。
验证布拉格公式实验前，应该用间距均匀的梳形叉从上到下逐层检查晶格位置上的模拟铝球， 使球进入叉槽中，形成方形点阵 模拟晶体架的中心孔插在支架上，支架插入与度盘中心一致的销子上，同时使模拟晶体架下面小圆盘的某一条刻线与度盘上的0° 刻线重合由已知的晶格常数a 和微波波长λ ， 并根据公式可以算出 （100） 面衍射极大的入射角β ，测量估算值附近且满足入射角等于反射角条件β 与衍射强度I 的关系曲线， 写出衍射极大的入射角与理论结果进行比较、分析与讨论五、实验数据λ=32mm；a=4cm θ （度）I 303132333435363738394041424344100 面343840424652586258504841363027110 面70 67 67 70 76 83 89 95 98 100 104 105 104 103 102 θ （度）I454647484950515253545556575859100 面202530353840414344454649545963110 面96 90 87 85 81 79 75 72 69 67 67 68 70 73 76 θ （度）I6061626364656667686970100 面6568707172737373747574110 面78 80 81 82 82 83 87 90 91 90 86 由 nλ=2aCOS θ 得 n=1 时， θ=66.4 o，n=2 时， θ=36.8 o ，即100 面110 面n 值1 2 1 2 θ（度）理论值66.4 36.8 66.4 36.8 θ（度）实际值69 37 68 41 误差3.92％0.5％2.4% 11.4% 实际值与理论值相近，故有布拉格方程nλ=2asin α成立。
六、误差分析本实验由于是用微波进行，所以在实验过程中易受到影响使得显示器上读数会产生一定误差 而已其本身也存在误差因素，并且在操作过程中即旋转角度时不能那么精确这些因素都会对实验结果造成一定误差实际所测d，为用普通直尺估测而得，仅供参考七、心得体会本实验操作较为简单，但在操作过程中需要仔细与耐心由于微波极易受影响，实验过程中应距仪器较远读数稳定后记录在调节入射角与反射角时应注意角度的度数，在实验中易因度数调错而造成实验数据的极大偏差。