偏振与双折射实验讲义(2015)
MSP430单片机实验报告v3.0
MSP430单片机课程设计 一．设计要求 数字温度计 （1）用数码管（或LCD）显示温度和提示信息； （2）通过内部温度传感器芯片测量环境温度； （3）有手动测量（按测量键单次测量）和自动测量（实时测量）两种工作模式； （4）通过按键设置工作模式和自动测量的采样时间（1秒～1小时）； （5）具备温度报警功能，温度过高或过低报警。 二．系统组成 系统由G2Launch Pad及其拓展板构成，单片机为MSP430G2553。 I2的通信方式对IO进行拓展，芯片为TCA6416A； 使用C 使用HT1621控制LCD; 三．系统流程 拓展的四个按键key1、key2、key3、key4分别对应单次测量、定时测量、定时时间的增、减。定时时间分别为1s,5s,15s,30s,60s。在自动测量模式下，当温度超过设定温度上限
即报警，报警时在LCD屏幕显示ERROR同时LED2闪烁，在5s后显示0℃。此时可重新开始手动或自动测量温度。 系统示意图： 四.演示 a)手动测量温度 b)自动测量温度 c)报警
显示ERROR同时LED闪烁d）设置时间界面 五．代码部分 #include "MSP430G2553.h" #include "TCA6416A.h" #include "LCD_128.h" #include "HT1621.h" #include "DAC8411.h" #define CPU_F ((double)8000000) #define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000000.0)) #define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000.0)) static int t=0; long temp; long IntDeg; void ADC10_ISR(void); void ADC10_init(void); void LCD_Init(); void LCD_Display(); void GPIO_init(); void I2C_IODect(); void Error_Display(); void WDT_Ontime(void); void LCD_Init_AUTO(); void LCD1S_Display();
偏振光的观测与研究~~实验报告
偏振光的观测与研究 光的干涉与衍射实验证明了光的波动性质。本实验将进一步说明光就是横波而不就是纵波,即其E与H的振动方向就是垂直于光的传播方向的。光的偏振性证明了光就是横波,人们通过对光的偏振性质的研究,更深刻地认识了光的传播规律与光与物质的相互作用规律。目前偏振光的应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。利用偏振光装置的各种精密仪器,已为科研、工程设计、生产技术的检验等,提供了极有价值的方法。 【实验目的】 1.观察光的偏振现象,加深偏振的基本概念。 2.了解偏振光的产生与检验方法。 3.观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。 4.观测椭圆偏振光与圆偏振光。 【实验仪器】 光具座、激光器、偏振片、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置 图1 实验仪器实物图 【实验原理】 1.偏振光的基本概念 按照光的电磁理论,光波就就是电磁波,它的电矢量E与磁矢量H相互垂直。两者均垂直于光的传播方向。从视觉与感光材料的特性上瞧,引起视觉与化学反应的就是光的电矢量,通常用电矢量E代表光的振动方向,并将电矢量E与光的传播方向所构成的平面称为光振动面。 在传播过程中,光的振动方向始终在某一确定方位的光称为平面偏振光或线偏振光,如图2(a)。光源发射的光就是由大量原子或分子辐射构成的。由于热运动与辐射的随机性,大量原子或分子发射的光的振动面出现在各个方向的几率就是相同的。一般说,在10－6s内各个方向电矢量的时间平均值相等,故出现如图2(b)所示的所谓自然光。有些光的振动面在某个特定方向出现的几率大于其她方向,即在较长时间内电矢量在某一方向较强,这就就是如图2(c)所示的所谓部分偏振光。还有一些光,其振动面的取向与电矢量的大小随时间作有规则的变化,其电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的移动轨迹呈椭圆(或圆形),这样的光称为椭圆偏振光(或圆偏振光),如图2(c)所示。 图2 光波按偏振的分类 2.获得偏振光的常用方法 (1)非金属镜面的反射。 通常自然光在两种媒质的界面上反射与折射时,反射光与折射光都将成为部分偏振光。并且当入射角增大到某一特定值时,镜面反射光成为完全偏振光,其振动面垂直于入射面,如图3所示,这时入射角称为布儒斯特角,也称为起偏角。
南理工 王宏波 MSP430F6638单片机实验报告
MSP430单片机应用技术 实验报告 学号：XXXXXXXX
实验1 一、实验题目：UCS实验 二、实验目的 设置DCO FLL reference =ACLK=LFXT1 = 32768Hz, MCLK = SMCLK = 8MHz，输出ACLK、SMCLK，用示波器观察并拍照。 UCS，MCLK、 SMCLK 8MHz 的 1 2 六、实验结果 实验２ 一、实验题目：ＦＬＬ＋应用实验 二、实验目的
检测P1.4 输入，遇上升沿进端口中断，在中断服务程序内翻转P4.1 状态。 三、实验仪器和设备 计算机、开发板、示波器、信号源、电源、Code Comeposer Studio v5 四、实验步骤 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； WDT 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； ３、新建工作空间ｗｏｒｋｓｐａｃｅ； ４、新建工程ｐｒｏｊｅｃｔ与源文件ｍａｉｎ．Ｃ； ５、编写程序； ６、编译、调试、下载程序到单片机；
７、观察、分析、保存运行结果。 五、实验程序 实验４ 一、实验题目：ＷＤＴ＿Ａ实验 二、实验目的 定时模式 1 2 六、实验结果 实验５一、实验题目：Ｔｉｍｅｒ＿Ａ实验
二、实验目的 比较模式-Timer_A0，两路PWM 输出，增减计数模式，时钟源SMCLK，输出模式7 TACLK = SMCLK = default DCOCLKDIV。PWM周期CCR0 = 512-1，P1.6 输出PWM占空比CCR1 = 37.5%，P1.7输出PWM占空比CCR1 =12.5%。 要求： （1）用示波器观察两路PWM 输出的波形并拍照，测量周期、正脉宽等参数，与理论值进行对比分析。 （2 （3 1 2 实验６ 一、实验题目：ＡＤＣ１２实验 二、实验目的 ADC12 单次采样A0 端口，根据转换结果控制LED 状态。
MSP430单片机实验报告
MSP430单片机实验报告 专业： 姓名： 学号：
MSP430单片机实验报告 设计目标：使8位数码管显示“5201314.”，深入了解串行数据接口。 实现过程：主要分为主函数、驱动8位数码管函数、驱动1位数码管函数及延时函数。 延时函数：采用for循环。 驱动1位数码管子函数：设置74HC164的时钟传输和数传输，声明变量，使数据表中每一个要表示的字符的每一位都与shift做与运算从而进行传输，上升沿将传输数据传送出去。驱动1位数码管子函数的流程图如图1所示。 图1 驱动1位数码管子函数流程图 驱动8位数码管子函数：调用8次驱动1位数码管子函数。驱动8位数码管子函数流程图如图2所示。 图2 驱动8位数码管流程图
while 图3 主函数流程图 实验结果：供电后，数码管显示“5201314.”字样。 源程序： /************* 程序名称：5201314.*************/ /***程序功能:通过模拟同步串口控制8个共阳数码管***/ /*******P5.1 数据管脚，P5.3 同步时钟管脚*******/ #include
MSP430单片机AD转换实验
A/D转换实验 一、转换原理 MSP430F149的A/D转换器原理请参考相关书籍。 实验板上与AD相关的硬件电路: 编程工作实际就是对以下寄存器的操作： 寄存器类型寄存器缩写寄存器的含义 转换控制寄存器ADC12CTL0转换控制寄存器0 ADC12CTL1转换控制寄存器1 中断控制寄存器ADC12IFG中断标志寄存器ADC12IE中断使能寄存器ADC12IV中断向量寄存器 存储及其 控制寄存器ADC12MCTL0 ~ ADC12MCTL15存储控制寄存器0~15 ADC12MEM0 ~ ADC12MEM15 存储寄存器0~15
设计主程序和中断服务程序。 二、转换程序 1、程序1：转换结果发送到PC 主程序中进行A/D初始化，中断服务程序读A/D转换结果，主程序中通过串口发送结果。 “”主程序与中断程序： /********************************************************* 程序功能：将ADC对端口电压的转换结果按转换数据和对应的 模拟电压的形式通过串口发送到PC机屏幕上显示 ----------------------------------------------------------- 通信格式： 9600 ----------------------------------------------------------- 测试说明：打开串口调试精灵，正确设置通信格式，观察接收数据 **********************************************************/ #include <> #include "" #include "" #include "" #define Num_of_Results 32 uint results[Num_of_Results]; //保存ADC转换结果的数组 uint average; uchar tcnt = 0; /***********************主函数***********************/ void main( void ) {
偏振光实验报告
实验1. 验证马吕斯定律 实验原理：某些双折射晶体对于光振动垂直于光轴的线偏振 光有强烈吸收，而对于光振动平行于光轴的线偏振光吸收很少(吸 收o 光，通过e 光)，这种对线偏振光的强烈的选择吸收性质，叫 做二向色性。具有二向色性的晶体叫做偏振片。 偏振片可作为起偏器。自然光通过偏振片后，变为振动面平行 于偏振片光轴(透振方向)，强度为自然光一半的线偏振光。如图1、图2所示： 图1中靠近光源的偏振片1P 为起偏器，设经过1P 后线偏振光 振幅为0A （图2所示），光强为I 0。2P 与1P 夹角为θ,因此经2P 后 的线偏振光振幅为θcos 0A A =，光强为θθ20220cos cos I A I ==, 此式为马吕斯定律。 实验数据及图形： P 1 P 2 线偏光 单色自然光 线偏光 图1 P 1 P 2 A 0 A 0cos θ θ 图2
从图形中可以看出符合余弦定理，数据正确。 实验2.半波片，1/4波片作用 实验原理：偏振光垂直通过波片以后，按其振动方向（或振 动面）分解为寻常光（o 光）和非常光（e 光）。它们具有相同的 振动频率和固定的相位差（同波晶片的厚度成正比），若将它们投 影到同一方向，就能满足相干条件，实现偏振光的干涉。 分振动面的干涉装置如图3所示，M 和N 是两个偏振片，C 是 波片，单色自然光通过M 变成线偏振光，线偏振光在波片C 中分 解为o 光和e 光，最后投影在N 上，形成干涉。 考虑特殊情况，当M ⊥N 时，即两个偏振片的透振方向垂直时，出射光强为：)cos 1)(2(sin 420δθ-= ⊥I I ；当M ∥N 时，即两个偏振片的透振方向平行时，出射光强为：M N 图3 分振动面干涉装置 I 0 波片 偏振片 偏振片 单色自然光
偏振与双折射实验讲义(2019)
偏振与双折射实验讲义（2019） 实验：偏振与双折射 【实验目的】 1. 观察与了解光在各向异性晶体中传播时产生的双折射现象和规律。 2.3. 掌握一些光的偏振态的鉴别方法和测试技术。 4. 了解波片的性质。 【预备问题】 1. 自然光、部分偏振光、线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光的定义。 2. 如何用实验方法来区分自然光、圆偏振光、椭圆偏振光、部分偏振光、线偏振光？ 3. 如何获得椭圆偏振光和圆偏振光？ 【实验原理】 （一）基本概念 光矢量：光是一种电磁波，是横波，相互垂直的振动矢量电场强度 E 和磁场强度H 垂直于波的传播方向，在光与物质相互作用过程中反应比较明显的是电矢量E,用来表征光 波的振动，简称为光矢量E。 线偏振光（平面偏振光）：光矢量的方向不变大小随位相变化，在垂直于光波传播方向的平圆偏振光、椭圆偏振光：光矢量随时间作有规律的改变，光矢量的末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹是圆或者是椭圆。 自然光：在垂直于光的传播方向上等概率地包含有各个横向光振动，各光振动彼此独立无固定的位相关联。 部分偏振光：介于自然光和线偏振光之间的一种偏振状态，即光的振动虽也是各个方向都有，但不同方向的振幅大小不一样，而且各个振动的位相也彼此无关。 图 1 光的偏振态 双折射：一束光入射到光学各向异性的介质时，折射光往往有两束。其中一束光遵守通常的e
光轴：在双折射晶体中有一特殊方向，当光沿着这个方向传播时，不发生双折射现象，这个方向称为晶体的光轴。负晶体：o光折射率大于e光折射率，o光的传播速度小于e 光传播速度。反之为正晶体。冰洲石等为负晶体，石英等为正晶体。 o 光和e光的吸收是不一样的，此特性称为二向色性。 偏振片：只允许光矢量在平行于某特定方向上的分量通过的光学器件。该方向称之偏振片的透光轴。 （二）基本规律 （1）起偏与检偏 将非偏振光变成偏振光的过程称为起偏，起偏的装置称为起偏器，通常也叫偏振片。本实验用到的是晶体起偏器。将偏振片用于检偏时称为检偏器。 按照马吕斯定律，强度为10的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为 【T0cos2e 式中e为入射光的偏振方向与检偏器透光轴之间的夹角。显然，当以光线传播方向 为轴转动检偏器时，透射光强度I将发生周期性变化。当 e 时，透射光强度最大；当 e 时，透射光强度最小（消光状态）；当⑹ e 时，透射光 强度介于最大值和最小值之间。 因此，根据透射光强度变化的情况，可以区别光的不同偏振状态。 ⑵波片 波片是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，其表面平行于光轴。 当一束单色平行自然光正入射到波片上时，光在晶体内部便分解为o光与e光。o光 光矢量垂直于光轴；e光光矢量平行于光轴。而o光和e光的传播方向不变，仍都与表面垂直。但o光在晶体内的速度为vo, e光的为ve,即相应的折射率no、ne不同。设波片的厚度为d,则两束光通过波片后就有位相差''，式中为光波在真空中 的波长。3 的称为二分之一波片（半 波片或卫波片）；出2为四分之一波片（「1波片），上面的k都是任意整数。不论半波片或4波片都是对一定波长而言的。 离开波片时合成光波的偏振性质，决定于及入射光的性质。 （三）偏振态不变的情形 （1）自然光或部分偏振光通过波片后仍为自然光或部分偏振光
第十一节反射光和折射光的偏振
§10.11 反射光和折射光的偏振 一、反射光和折射光的偏振 当自然光在介质表面反射、折射时，偏振度要发生变化。其反射光是部分偏振光，反射光垂直入射面的分量垂直分量)比例大(·多| 少)：折射光也是部分偏振光，平行入射面的分量(平行分量)比例大( | 多·少)。 随着入射角i变化，反射光、折射光的偏振度也变。 二、布儒斯特定律( Brewster Law) 1 布儒斯特角 设：入射角为i0,折射角为r0，若有i0＋r0＝900（反射光与入射光垂直），则：反射光是垂直于入射面的完全偏振光，折射光是平行于入射面的部分偏振光。 即当i = i0时，反射光是线偏振光(只有垂直分量)。 称i0为布儒斯特角(Brewster angle)或起偏角(polarizing angle)。 2 布儒斯特定律 若i0＋r0＝900 折射线? 反射线 则 由折射定律可知 是2介质对于1介质的相对折射率。 例n1=1.00(空气)，n2=1.50(玻璃)。 空气?玻璃 i0 = tg-1(1.50/1.00) = 56?18? 玻璃?空气 i ?0 = tg-1(1.00/1.50) = 33?42? 两角互余 满足布儒斯特定律时，折射光仍为部分偏振光( 平行分量多，垂直分量少)。此时，平行分量( | )全部折射，垂直分量(·)有反射有折射。 思考：(1)如何测量不透明介质的折射率？ (2)在拍摄玻璃窗内的物体时，如何去掉反射光的干扰？ 三、用玻璃片堆起偏 玻璃片上表面反射，入射角是布儒斯特角(由空气?玻璃)； 玻璃片下表面反射，入射角也是布儒斯特角(由玻璃?空气)。 每反射一次，垂直振动(S)将反射掉一批，折射光中的垂直(S)振动将逐渐减少， 经多片玻璃片反射，折射光接近为只含平行分量的线偏振光(只含| 振动)。 实例：外腔式激光管加装布儒斯特窗，可使出射光为线偏振光，并减少反射损失。 实例：立体电影原理 四、其它的起偏方式 1 双折射法： 晶体是各向异性媒质，双折射晶体内原子按一定规律排列，使晶体在不同方向上，结构不同，性质不同，对光学而言，即光的传播速度各向异性。如由方解石制作的尼科尔棱镜。 2 晶体的二向色性
MSP430单片机GPIO实验教程
GPIO实验教程 2015/7/24 官网地址：http://www.fengke.club
目录 第一节GPIO硬件介绍 (2) 第二节GPIO寄存器介绍 (3) 第三节实验 (5) 第四节实验现象 (7)
第一节GPIO硬件介绍 MSP430F5438A单片机属于5系列单片机，该系列的单片机最多可以提供12路数字IO接口，P1~P11以及PJ。大部分接口都有8个管脚，但是有些接口会少于8 个管脚。可以参考说明文档中关于接口的章节。每个I/O 管脚都可以独立的设置为输入或者输出方向，并且每个I/O 接线都可以被独立的读取或者写入。所有接口的寄存器都可以被独立的置位或者清零，就像设置驱动能力一样。 P1和P2接口具中断功能。从P1和P2接口的各个I/O管脚引入的中断可以独立的被使能并且设置为上升沿或者下降沿出发中断。所有的P1接口的I/O管脚的中断都来源于同一个中断向量P1IV，并且P2接口的中断都来源于另外一个中断向量P2IV。在一些MSP430x5xx单片机中，附加的接口也具有中断功能。详细说明请查阅芯片的说明文档。 每个独立的接口可以作为字节长度端口访问或者结合起来作为字长度端口进行访问。端口配对P1/P2、P3/P4、P5/P6、P7/P8 等联合起来分别叫做PA、PB、PC、PD 等。当进行字操作写入PA 口时，所有的16 为都被写入这个端口。利用字节操作写入PA 口的低字节时，高字节保持不变。相似地，使用字节指令写入PA 口高字节时，低字节保持不变。其它端口也是一样的，当写入的数据长度小于端口最大长度时，那些没有用到的位保持不变。所有的端口寄存器都利用这个规则来命名，除了中断向量寄存器P1IV 和P2IV。它们只能进行字节操作，并且PAIV 这个寄存器根本不存在。 利用字操作读取端口PA可以使所有16位数据传递到目的地。利用字节操作读取端口PA（P1或者P2）的高字节或者低字节并且将它们存储到存储器时可以只把高字节或者低字节分别传递到目的地。利用字节操作读取PA口数据并写入通用寄存器时整个字节都被写入寄存器中最不重要的字节。寄存器中其它重要的字节会自动清零。端口PB、PC、PD 和PE 都可以进行相同的操作。当读入的数据长短小于端口最大长度时，那些没有用到的位被视零，PJ 口也是一样的。 数字I/O的主要特征有： 1、可以独立编程的独立I/O口； 2、可以任意的混合输入输出； 3、独立配置P1、P2口的中断； 4、独立的输入和输出数据寄存器； 5、独立配置上拉或下拉电阻。
光的偏振和体的双折射
第五章 光的偏振和晶体的双折射 § 5.1光的偏振态 偏振：振动方向相对于传播方向的不对称性。 一．光是横波 1、 光是电磁波——横波 2、 用二向色性晶体（电气石晶体、硫酸碘奎宁晶体）检验——横波。 最初的器件是用细导线做成的密排线栅（金质线栅，d=5.08×10-4 mm ），光通过时，由于与导线同方向的电场被吸收，留下与其垂直的振动。 1928年，Harvaed 大学的Land （19岁）发明了人造偏振片，用聚乙烯醇膜浸碘制得。到1938年，出现了H 型偏振片，原理相同。 3、名词 起偏：使光变为具有偏振特性。 检偏：检验光的偏振特性。 透振方向：通过偏振仪器光的电矢量的振动方向。 二．光的偏振态 偏振：振动方向相对于传播方向的不对称性。 对可见光，只考虑其电矢量。 1．自然光 振动方向随机，相对于波矢对称。光的叠加是按强度相加。 可沿任意方向正交分解，在任一方向的强度为总强度之半。02 1I I 自然光是大量原子同时发出的光波的集合。其中的每一列是由一个原子发出的，有一个偏振方向和相位，但光波之间是没有任何关系的。所以，他们的集合，就是在各个方向振动相等、相位差随机的自然光。
在直角坐标系中，一列沿z 向传播、振动方向与X 轴夹角为θ的光，在X 方向的振幅 为θθ cos A A x =，由于各个光波在X 方向的总强度是光强相加，故有 220 222 20 cos )(A d A d A I x x πθθθπ π θ ===?? 同理2 A I y π= 而总光强220 22A d A I πθπ == ? ，故02 1I I I y x = = 2．平面偏振光（线偏振光） 只包含单一振动方向的电矢量。 在任一方向的光强θθ2 0cos I I =，马吕斯定律。 用偏振片可以获得平面偏振光。 偏振仪器（起偏器）的消光比=最小透射光强/最大透射光强 3．部分偏振光 介于自然光和线偏光之间。 偏振度=（I MAX -I MIN ）/（I MAX +I MIN ） 4．圆偏振光 电矢量端点轨迹的投影为圆。 其电矢量不是沿某一方向作周期性振动，而是做匀速旋转。但其电矢量的投影则是简谐振动。
MSP430单片机AD转换实验
AD转换实验 一、转换原理 MSP430F149勺A/D转换器原理请参考相关书籍。实验板上与AD相关的硬件电路： RV3 10K ------------ 3-3\ J6 P61 SI?2 Al）输入电路 RV4 III-10K f > 2 ； ||| 二、转换程序 1、程序1：转换结果发送到PC 主程序中进行A/D初始化，中断服务程序读A/D转换结果，主程序中通过串口发送结果。
“ main 、c ”主程序与中断程序： /********************************************************* 程序功能：将ADC 对P6、0端口电压的转换结果按转换数据与对应的 模拟电压的形式通过 串口发送到 PC 机屏幕上显示 通信格式 ：N 、 8、 1, 9600 测试说明 ：打开串口调试精灵 ,正确设置通信格式 ,观察接收数据 **********************************************************/ #include
大学物理实验- 光的偏振
实验27 光的偏振 一、实验目的 1、观察光的偏振现象，加深对光的偏振的理解。 2、了解偏振光的产生及其检验方法。 3、观测布儒斯特角，测定玻璃折射率。 4、观测椭圆偏振光与圆偏振光。 5、了解1/2波片和1/4波片的用途。 二、实验原理 1、光的偏振状态 光是电磁波，它是横波。通常用电矢量E表示光波的振动矢量。 (1)自然光其电矢量在垂直于传播方向的平面内任意取向，各个方向的取向概率相等，所以在相当长的时间里（10-5秒已足够了），各取向上电矢量的时间平均值是相等的，这样的光称为自然光，如图27-l所示。 (2)平面偏振光电矢量只限于某一确定方向的光，因其电矢量和光线构成一个平面而称其为平面偏振光。如果迎着光线看，电矢量末端的轨迹为一直线，所以平面偏振光也称为线偏振光，如图27-2所示。 (3)部分偏振光电矢量在某一确定方向上较强，而在和它正交的方向上较弱，这种光称为部分偏振光，如图27-3所示。部分偏振光可以看成是线偏振光和自然光的混合。 (4)椭圆偏振光迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一椭圆，这样的光称为椭圆偏振光。椭圆偏振光可以由两个电矢量互相垂直的、有恒定相位差的线偏振光合成得到。 (5)圆偏振光迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一个圆，则这样的光称为圆偏振光。圆偏振光可视为长、短轴相等的椭圆偏振光。 图27-4 椭圆偏振光
2、布儒斯特定律 反射光的偏振与布儒斯特定律 如图27-5所示，光在两介质（如空气和玻璃片等）界面上，反射光和折射光（透射光）都是部分偏振光。当反射光线与折射光线的夹角恰为90°时，反射光为线偏振光，其电矢量振动方向垂直于入射光线与界面法线所决定的平面（入射面）。此时的透射光中包含平行于入射面的偏振光的全部以及垂直于入射面的偏振光的其余部分，所以透射光仍为部分偏振光。由折射定律很容易导出此时的入射角 α 满足关系 1 2 tan n n = α (27-1) (27-1)式称为布儒斯特定律，入射角 α 称为布儒斯特角，或称为起偏角。若光从空气入射到玻璃（n 2约为1.5），起偏角约56°。 3、偏振片、起偏和检偏、马吕斯定律 (1)由二向色性晶体的选择吸收所产生的偏振 自然光 偏振光 偏振片 P 1P 2 I 0 起偏器 检偏器 自然光 I ' 图a 偏振片起偏 图b 起偏和检偏 图27-6 偏振片 有些晶体（如电气石）、长链分子晶体（如高碘硫酸奎宁），对两个相互垂直振动的电矢量具有不同的吸收本领，这种选择吸收性称为二向色性。在两平板玻璃间，夹一层二向色性很强的物质就制成了偏振片。自然光通过偏振片时，一个方向的电矢量几乎完全通过（该方向称为偏振片的偏振化方向），而与偏振化方向垂直的电矢量则几乎被完全吸收，因此透射光就成为线偏振光。根据这一特性，偏振片既可用来产生偏振光（起偏），也可用于检验光的偏振状态（检偏）。 (2)马吕斯定律 用强度为I 0的线偏振光入射，透过偏振片的光强为I ，则有如下关系 θ 20cos I I = (27-2) (27-2)式称为马吕斯定律。 θ是入射光的E 矢量振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角。以入射光线为轴转动偏振片，如果透射光强I 有变化，且转动到某位置时 I ＝0，则表明入射 光为线偏振光，此时θ ＝90°。 4、波片 (1)两个互相垂直的、同频率的简谐振动的合成 设有两各互相垂直且同频率的简谐振动，它们的运动方程分别为 )cos() cos(2211?ω?ω+=+=t A y t A x (27-3) 合运动是这两个分运动之和，消去参数t ，得到合运动矢量末端运动轨迹方程为 )(sin )cos(2122 12212 22212????-=--+A A xy A y A x (27-4) 上式表明，一般情况下，合振动矢量末端运动轨迹是椭圆，该椭圆在2122A A ?的矩形范围内。如果(27-3)式表示的是两线偏振光，则叠加后一般成为椭圆偏振光。下面讨论相位 差 12???-=?为几种特殊值的情况。 ①当π?k 2=?（ k =0, ±1, ±2, …）时，(27-4)式变为
实验十二 偏振现像的观察与分析
实验十二偏振现像的观察与分析 光是一种电磁波，其电矢量的振动方向垂直于传播方向，是横波。由于一般光源发光机制的无序性，其光波的电矢量的分布（方向和大小）对传播方向来说是对称的，称为自然光。由于某种原因，使光线的电矢量分布对其传播方向不再有对称时，我们称这种光线为偏振光。对偏振现象的研究在光学发展史中有很重要的地位，光的偏振使人们对光的传播（反射、折射、吸收和散射）规律有了新的认识，并在光学计量、晶体性质研究和实验应力分析等技术部门有广泛的应用。 一、实验目的 1、观察光的偏振现象，加深对偏振光理论知识的理解。 2、了解产生和检验偏振光的原理和方法。 二、实验原理 1．偏振光的基本概念 光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学中把电场强度E称为光矢量。在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持在固定平面上振动，这种振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面，如图1。此时光矢量在垂直于传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。若光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称为圆偏振态。如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态，如图2。普通光源发出的光一般是自然光，自然光不能直接显示出偏振现象。但自然光可以看成是两个振幅相同，振动相互垂直的非相干平面偏振光的叠加。在自然光与平面偏振光之间有一种部分偏振光，可以看作是一个平面偏振光与一个自然光混合而成的。其中的平面偏振光的振动方向就是这个部分偏振光的振幅最大方向。 2．偏振片 虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使用的偏振光
偏振光的研究实验报告
偏振光的研究实验报告
偏 振 光 的 研 究 班级：物理实验班21 学号：2120909006 姓名：黄忠政
光的偏振现象是波动光学的一种重要现象，它的发现证实了光是横波，即光的振动垂直于它的传播方向。光的偏振性质在光学计量、光弹技术、薄膜技术等领域有着重要的应用。 一．实验目的： 1.了解产生和检验偏振光的原理和方法； 2.了解各种偏振片和波片的作用。 二．实验装置； 计算机，格兰陵镜，1/2、1/4波片，调节支架，光电接系统，激光器。 三．实验原理： 1.偏振光的概念和基本规律 （1）偏振光的种类 光波是一种电磁波，根据电磁学理论，光波的矢量E、磁矢量H和光的传播方向三者相互垂直，所以光是横波。通常人们用
电矢量E代表光的振动方向，而电矢量E和光的传播方向所构成的平面称为光波的振动面。 普通光源发出的光是由大量原子或分子的自发辐射所产生的，它们所发射的光的电矢量在各个方向振动的几率相同，称为自然光。电矢量的振动方向始终沿某一确定方向的光，称为线偏振光或平面偏振光。若电矢量在各个方向都振动，但在某个固定方向占绝对优势，这种光称为部分偏振光，电矢量的末端在垂直于光传播方向的任一平面内做椭圆（或圆）运动的光，称为椭圆（或圆）偏振光。各种偏振光的电矢量E如图1所示，注意光的传播方向垂直于纸面。 （2）偏振光、波片和偏振光的产生 通常的光源都是自然光，研究光的偏振性质，必须采用一些物理方法将自然光变成偏振光，这一转变过程称为起偏，获得线
偏振光的器件称为起偏器。线偏振光可用人造偏振片获得，如：某些有机化合物晶体具有二向色性，用这些材料制成的偏振片，能吸收某一方向振动的光，与此方向垂直振动的光则能通过，从而产生线偏振光；还可以利用光的反射和折射起偏的平行玻璃片堆；利用晶体的双折射特性起偏的尼科尔棱镜等。 椭圆偏振光、圆偏振光可用波片来产生，将双折射晶体割成光轴与表面平行的晶片，就制成波片了。当波长为λ线偏振光垂直入射到厚度为d波片时，线偏振光在此波片中分成o光和e 光， 二者的电矢量E分别垂直于和平行于光轴，它们的传播方向相同，但在波片中的传播速度v0、v e却不同。如图2所示。因此折射率n0=c/v0、n e=c/v e是不同的，于是，通过波片后，o光和e 光的相位差ΔΦ和光程差δ分别为Δφ=2Π（n0-n e）/λ,δ=(n0-n e)d能产生光程差为λ/2的波片称为λ/2波片（或半波
基于MSP430单片机的环境参数监测仪的设计制作
毕业设计（论文） 题目：基于MSP430单片机的环境 参数监测仪的设计制作 指导者： 评阅者： 2014 年 4 月
毕业设计（论文）中文摘要 温湿度和光照度等参数是标定环境不可缺少的参数，对其进行准确的测量具有重要意义。本文以室内外居住环境为背景，设计出一种以MSP430F5438A超低功耗单片机为控制核心的环境参数监测仪。 论文对环境参数监测系统硬件和软件模块包括子系统模块进行了详细设计：通过相应的传感器芯片对包括温度、湿度、光强、红外辐射度和可燃气体浓度等环境参数进行检测和采集；通过微处理器MSP430F5438A将传感器芯片采集到的数据进行分析处理，并在液晶终端进行参数的实时显示和监控。 论文分别对温度传感器模块，单总线湿度传感器模块，光照度传感器模块，气敏传感器模块，红外热释电模块以及按键和液晶显示模块进行了单模块分别调试。在此基础上对这些子程序模块进行了整合调试及整机功能和功耗测试，最终完成整个监控系统及仪器的设计制作。 实验显示，本环境参数监测仪具有体积小、携带方便、功耗低、可靠性高、免维护、成本低等优点，在室内外环境参数监测领域，具有很好的应用前景。 关键词：MSP430单片机环境参数监测传感器液晶显示
毕业设计（论文）外文摘要 Title： The Design and Production of Environmental Parameter Monitor Based on MSP430 Abstract： Parameters such as temperature, humidity and illuminance are indispensable to the calibration environment, which has important significance for accurate measurement. The aim of this thesis is to design an environmental parameter monitor, which controlled by an ultra-low power MSP430F5438A for indoor and outdoor living environment. The detailed design of hardware and software module including subsystem module in the environmental parameter monitor is proposed in this thesis. The corresponding sensor chip is used to detect and collect the environmental parameter such as temperature, humidity, illuminance, the infrared radiation intensity and combustible gas concentration. The MSP430F5438A analyzes and processed the data which collected by sensor chips, and realized the real-time display and monitoring for parameters on LCD terminal. The thesis proceeds debugging on single module likes temperature sensor module, single bus humidity sensor module, illuminance sensor module, gas sensor module, pyroelectric infrared module and buttons and LCD module, respectively. On the basis of that, after debugging and test on the function and power for the integrated subroutine modules, the design and production of the whole monitoring system and instrument is completed. Test results given show that the environmental parameter monitor has several advantages, such as small volume, portable, low power
msp430单片机实现猜数字游戏
Msp430猜数字游戏设计 设计任务： 1.先以一组四位数字为原版； 2.游戏参与者依次输入所猜测的四位数字，单片机根据所说入的四 位数字，进行提示xAyb，x为数字位置都正确的个数，y为数字正确位置不正确的个数； 3.设置按键显示正确结果。 设计方案： 根据第一个实验设计进行改变，在其基础上添加比较compare（）子函数，运行时调用次子函数进行比较。之后显示结果。 设计目的： 体验单片机的趣味性。 程序代码： #include
unsigned char leddata[27] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x8f,0xbf,0x89,0xb9 ,0xff,0x86,0xaf,0xcf,0xc7,0x91,0x8c}; unsigned char time[8] = {0,10,0,11,0,0,0,0};//初始数码管unsigned char getkey(void); unsigned int qiushu(); long compare(); void qingping(void); void fenjie(); void delay(unsigned int asdf) { for(uint asd=0;asd 反射光与折射光的偏振 自然光可分解为振动方向互相垂直的两种光。自然光射到两种透明介质的分界面上发生反射和折射时，由于反射率和折射率与光的振动方向有关，反射光和折射光都将成为部分偏振光，在特殊情况下，反射光将是线偏振光。 用E P 表示平行于入射面的电矢量振动的振幅，E P1、E ’P1、E ’P2分别代表入射光、反射光和折射光的电矢量振动的振幅；i 表示入射角，r 表示折射角，则根据菲涅耳公式（参见“菲涅耳公式”），反射比 ,) tan()tan(p1p1p r i r i E E r +-='= （1） 透射比 ). cos()sin(cos sin 2p12 p p r i r i i r E E t -+== (2) 用S E 表示垂直于入射面的电矢量振动的振幅,1S E 、1S E '、2S E 分别代表入射光、反射光和折射光的电矢量振动的振幅，则反射比 ,) sin()sin(11r i r i E E r S S S +--='= （3） 透射比 ). sin(cos sin 212r i i r E E t S S S +== （4） 由（1）式可知，当 2π =+r i 时，0/11P ='E E P 。这表示反射光中没有平行于入射面的电矢量，即反射光成为垂直于入射面的线偏振光。所以这是利用反射从自然光得到偏振光的一种方法。这时的入射角i 叫做偏化角，通常用p i 表示。 由于r r n i n r i s i n ,s i n s i n ,22p 1p ==+π p c o s i =，所以 .arctan ,tan 1 2p 12p n n i n n i == （5） 偏振光得观测与研究 光得干涉与衍射实验证明了光得波动性质。本实验将进一步说明光就是横波而不就是纵波,即其E与H得振动方向就是垂直于光得传播方向得。光得偏振性证明了光就是横波,人们通过对光得偏振性质得研究,更深刻地认识了光得传播规律与光与物质得相互作用规律。目前偏振光得应用已遍及于工农业、医学、国防等部门。利用偏振光装置得各种精密仪器,已为科研、工程设计、生产技术得检验等,提供了极有价值得方法。 【实验目得】 1.观察光得偏振现象,加深偏振得基本概念。 2．了解偏振光得产生与检验方法。 3.观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。 4.观测椭圆偏振光与圆偏振光。 【实验仪器】 光具座、激光器、偏振片、1/4波片、１／２波片、光电转换装置、光点检流计、观测布儒斯特角装置 图1实验仪器实物图 【实验原理】 1.偏振光得基本概念 按照光得电磁理论,光波就就是电磁波，它得电矢量Ｅ与磁矢量H相互垂直。两者均垂直于光得传播方向。从视觉与感光材料得特性上瞧,引起视觉与化学反应得就是光得电矢量,通常用电矢量E代表光得振动方向,并将电矢量E与光得传播方向所构成得平面称为光振动面。在传播过程中,光得振动方向始终在某一确定方位得光称为平面偏振光或线偏振光,如图２（a)。光源发射得光就是由大量原子或分子辐射构成得。由于热运动与辐射得随机性,大量原子或分子发射得光得振动面出现在各个方向得几率就是相同得。一般说，在１0-6ｓ内各个方向电矢量得时间平均值相等,故出现如图2(b)所示得所谓自然光。有些光得振动面在某个特定方向出现得几率大于其她方向，即在较长时间内电矢量在某一方向较强,这就就是如图2（c)所示得所谓部分偏振光。还有一些光,其振动面得取向与电矢量得大小随时间作有规则得变化,其电矢量末端在垂直于传播方向得平面上得移动轨迹呈椭圆(或圆形),这样得光称为椭圆偏振光（或圆偏振光),如图2(ｃ)所示。 图2 光波按偏振得分类 2.获得偏振光得常用方法 (1)非金属镜面得反射。 通常自然光在两种媒质得界面上反射与折射时，反射光与折射光都将成为部分偏振光。并且当入射角增大到某一特定值时,镜面反射光成为完全偏振光,其振动面垂直于入射面,如图３所示，这时入射角称为布儒斯特角,也称为起偏角。反射光与折射光的偏振
偏振光的观测与研究~~实验报告