光强分布的测量
光强分布测量实验报告
光强分布测量实验报告引言光强分布测量是光学实验中常用的一种手段。
通过测量光强的分布情况，可以了解光源的亮度、方向性以及光束的聚焦情况等信息。
本实验旨在通过测量不同光源的光强分布情况，并分析实验结果，探究光源的特性和光学仪器的使用方法。
实验材料和仪器- 可调节的光源- 光强分布测量仪器- 数据记录仪- 角度测量仪器实验步骤1. 将光源置于适当的位置，并调节光源的亮度。
2. 将光强分布测量仪器置于光源的前方适当位置，并将其与数据记录仪连接好。
3. 启动数据记录仪，并进行初始校准，以确保测量结果的准确性。
4. 选取适当的测量位置，将角度测量仪器与光强分布测量仪器进行配合，测量不同角度下的光强。
5. 重复步骤4，测量不同位置下的光强分布情况，并记录数据。
6. 根据实验数据，绘制光强分布曲线，并分析实验结果。
实验结果和分析经过实验测量，我们获得了不同角度和位置下的光强分布数据。
根据测量数据，我们绘制了光强分布曲线，并对实验结果进行了分析。
首先，我们可以观察到在光源正前方的位置，光强最强，随着角度的增加，光强逐渐减小。
这一结果符合我们的预期，说明光源辐射光的方向性较强。
其次，我们可以观察到在离光源较远的位置，光强分布呈现出较为均匀的趋势。
而在离光源较近的位置，光强分布不均匀，呈现出中央亮度高、周围亮度较低的特点。
这一现象说明光源的聚焦效果不佳，光线难以有效地集中在一点上。
此外，我们还观察到在不同光源下，光强分布曲线呈现出一定的差异。
不同光源在亮度和方向性上的差异会直接影响到光强的分布情况，从而导致光强分布曲线的差异。
因此，在进行光强分布测量时，需要对不同光源进行适当的选择和调整。
结论通过光强分布测量实验，我们得出以下结论：1. 光源的亮度和方向性对光强分布有重要影响，光源辐射的方向性越强，光强分布曲线的形状越明显。
2. 光源的聚焦效果直接影响光强分布的均匀性，较好的聚焦效果能够使光强分布更加均匀。
3. 不同光源的光强分布曲线存在差异，根据实际需要选择合适的光源进行测量。
单缝衍射光强分布的测量实验报告
单缝衍射光强分布的测量实验报告一、实验目的1、观察单缝衍射现象，加深对光的波动性的理解。
2、测量单缝衍射的光强分布，验证衍射理论。
3、掌握光强测量的基本方法和仪器的使用。
二、实验原理当一束光通过宽度可调的狭缝时，会在屏幕上产生衍射条纹。
根据惠更斯菲涅尔原理，单缝衍射的光强分布可以用下式表示：＼I ＝ I_0 ＼left(＼frac{＼sin ＼beta}｛＼beta}＼right)＾2\其中，＼（I\）是衍射光强，＼（I_0\）是中央明纹的光强，＼（＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin ＼theta}｛＼lambda}＼），＼（a\）是单缝宽度，＼（＼theta\）是衍射角，＼（＼lambda\）是入射光波长。
在衍射角较小的情况下，＼（＼sin ＼theta ＼approx ＼frac{y}｛L}＼），其中＼（y\）是衍射条纹到中央明纹的距离，＼（L\）是单缝到屏幕的距离。
三、实验仪器1、氦氖激光器2、单缝装置3、光传感器4、移动平台5、数据采集系统四、实验步骤1、调整实验装置将氦氖激光器、单缝装置和光传感器安装在移动平台上，并使其处于同一水平直线上。
调整单缝装置，使其与激光束垂直，并且单缝宽度适中。
调整光传感器的位置，使其能够接收到衍射光。
2、连接数据采集系统将光传感器与数据采集系统连接，确保数据能够准确传输。
3、测量光强分布打开激光器，让激光通过单缝产生衍射现象。
移动光传感器，从中央明纹开始，沿着衍射条纹的方向，每隔一定距离测量一次光强，并记录数据。
测量范围覆盖足够多的衍射条纹，以获得完整的光强分布曲线。
4、重复测量为了减小误差，重复上述测量步骤至少三次，取平均值作为最终的测量结果。
5、数据处理将测量得到的数据导入计算机，使用相关软件进行处理和分析。
绘制光强分布曲线，并与理论曲线进行比较。
五、实验数据与处理以下是一组测量得到的数据：｜位置＼（y\）（mm) ｜光强＼（I\）（μW) ｜｜｜｜｜－10 ｜ 15 ｜｜－8 ｜ 30 ｜｜－6 ｜ 50 ｜｜－4 ｜ 80 ｜｜－2 ｜ 120 ｜｜ 0 ｜ 150 ｜｜ 2 ｜ 120 ｜｜ 4 ｜ 80 ｜｜ 6 ｜ 50 ｜｜ 8 ｜ 30 ｜｜ 10 ｜ 15 ｜根据上述数据，绘制光强分布曲线如下：（此处插入光强分布曲线的图片）通过与理论曲线的对比，可以发现实验曲线与理论曲线基本吻合，但在某些细节上存在一定的偏差。
光强分布的测量
光强分布的测量实验一、实验目的１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。
２．会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。
３．学会用衍射法测量微小量。
4． 验证马吕斯定律。
二、实验原理如图1所示，图1 夫琅禾费单缝衍射光路图与狭缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0处，是中央明纹的中心，光强最大，设为I 0，与光轴方向成Ф角的衍射光束会聚于屏上P A 处，P A 的光强由计算可得：式中，b 为狭缝的宽度，λ为单色光的波长，当0=β时，光强最大，称为主极大，主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。
当πβk =，即：220sin ββI I A =)sin (λφπβb =bKλφ=sin ），，，⋅⋅⋅±±±=321(K时，出现暗条纹。
除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大，由数学计算可得出现这些次极大的位置在β=±1.43π，±2.46π，±3.47π，…，这些次极大的相对光强I/I 0依次为0.047，0.017，0.008，…图2 夫琅禾费衍射的光强分布夫琅禾费衍射的光强分布如图2所示。
图3 夫琅禾费单缝衍射的简化装置用氦氖激光器作光源，则由于激光束的方向性好，能量集中，且缝的宽度b 一般很小，这样就可以不用透镜L 1，若观察屏（接受器）距离狭缝也较远（即D 远大于b ）则透镜L 2也可以不用，这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图3，这时，由上二式可得三、实验装置激光器座、半导体激光器、导轨、二维调节架、一维光强测试装置、分划板 、可调狭缝、平行光管、起偏检偏装置、光电探头 、小孔屏、 数字式检流计、专用测量线等。
Dx /tan sin =≈φφxD K b /λ=图4 衍射、干涉等一维光强分布的测试四、实验步骤1. 接上电源（要求交流稳压220V ±11V ，频率50HZ 输出），开机预热15分钟；2. 量程选择开关置于“1”档，衰减旋钮顺时针置底，调节调零旋钮，使数据显示为－.000； （一）单缝衍射一维光强分布的测试1、 按图4搭好实验装置。
光强分布实验报告
光强分布实验报告光强分布实验报告引言：光是我们生活中不可或缺的一部分，而光的强度分布对于我们理解光的特性和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测量光在不同距离和角度下的光强分布，探究光的传播规律和光源的性质。
实验器材与方法：实验器材：光源、光强计、光屏、尺子、直尺、角度测量器等。
实验方法：1. 将光源固定在一定位置，以光屏为基准，测量不同距离下的光强分布。
2. 将光源固定在一定位置，以光屏为基准，调整角度测量不同角度下的光强分布。
3. 记录实验数据，并进行数据处理和分析。
实验结果与讨论：1. 不同距离下的光强分布：通过实验测量，我们得到了不同距离下的光强分布曲线。
结果显示，随着距离的增加，光的强度逐渐减弱。
这符合光传播的衰减规律，即光的强度与距离的平方成反比关系。
这一结果与光的传播特性相符合，也验证了光的传播规律。
2. 不同角度下的光强分布：我们调整了光源的角度，测量了不同角度下的光强分布。
实验结果显示，光强分布曲线随着角度的变化而变化。
当光源与光屏垂直时，光强最大；而当光源与光屏平行时，光强最小。
这一结果说明光的传播方向对光强分布有重要影响，即光的传播方向与光强分布呈反比关系。
3. 光源的性质：通过实验结果可以推断出光源的性质。
当光源与光屏垂直时，光强最大，这说明光源是向各个方向均匀发光的。
而当光源与光屏平行时，光强最小，这说明光源是具有方向性的，只向某个方向发光。
这一结果揭示了光源的特性，对于光的应用和设计具有重要意义。
结论：通过光强分布实验，我们得到了光在不同距离和角度下的光强分布曲线。
实验结果验证了光的传播规律和光源的性质。
光的强度随着距离的增加而减弱，光的传播方向与光强分布呈反比关系。
光源具有均匀发光和方向性发光的特性。
这些发现对于光的应用和设计具有重要的指导意义。
实验的局限性和改进：在实验过程中，由于实验条件的限制，可能存在一些误差。
例如，光源的发光均匀性、光强计的精度等因素都会对实验结果产生影响。
光强分布的测量实验报告
光强分布的测量实验报告光强分布的测量实验报告引言光是我们日常生活中不可或缺的一部分，而了解光的特性对于很多科学研究和技术应用都至关重要。
光强分布是指光在空间中的强度变化情况，它对于光的传播和衍射现象有着重要影响。
本实验旨在通过测量光强分布，深入了解光的特性，并探索光在不同介质中的传播规律。
实验方法1. 实验器材准备为了测量光强分布，我们需要准备以下器材：激光器、光电二极管、光屏、光强测量仪等。
2. 实验设置将激光器置于实验室中央，调整其位置和角度，使得激光束尽可能垂直地照射到光屏上。
在激光束出射方向上放置光电二极管，并将其连接到光强测量仪上。
3. 实验步骤a. 打开激光器，并调整其功率，使得激光束的强度适中。
b. 将光屏放置在激光束的传播路径上，确保激光束能够均匀地照射到光屏上。
c. 将光电二极管放置在离光屏一定距离的位置上，并将其与光强测量仪连接好。
d. 打开光强测量仪，并进行校准。
e. 将光电二极管沿着光屏上的一条直线移动，同时记录下每个位置对应的光强数值。
f. 重复以上步骤，改变光屏和光电二极管的相对位置，测量不同条件下的光强分布。
实验结果与讨论通过实验测量，我们得到了不同位置处的光强数值，并绘制出了光强分布曲线。
在理想情况下，我们预期光强应该呈现出中心亮度高、向周围逐渐减弱的分布形态。
然而，在实际测量中，我们发现光强分布曲线并不完全符合这一预期。
首先，我们观察到在光束中心位置，光强确实较高，符合我们的预期。
然而，随着距离光束中心的远离，光强并没有像预期的那样逐渐减弱。
相反，我们观察到在一定距离后，光强开始出现周期性的变化。
这种现象可以解释为光的衍射现象，即光波在通过障碍物或边缘时发生弯曲和扩散。
此外，我们还发现光强分布曲线的形状与光屏和光电二极管的相对位置有关。
当光电二极管与光屏的距离较近时，我们观察到光强分布曲线更加集中，而距离较远时，曲线更加扩散。
这说明光在不同介质中的传播会受到介质的影响，光的传播路径会发生变化。
光强的分布实验报告
光强的分布实验报告实验报告：光强的分布实验引言：在光学研究中，了解光的强度分布对于了解光的行为、优化光学系统的设计具有重要意义。
本实验旨在通过测量光源强度随距离的变化，以探究光强在空间中的分布规律。
实验步骤：1.实验器材准备：双缝衍射装置、光源、刻度尺、测光仪、读数卡等。
2.在实验室安全规范下，设置实验装置并保证光源正常发光。
3.将测光仪与光源间距离设置为一定值，测光仪初始读数归零。
4.以一定的间隔将测光仪沿与光源间距离平行方向移动，并记录每个位置的光强读数值。
5.重复上述步骤多次，取平均值，以增加实验数据的准确性。
6.将实验数据整理成表格，并绘制出光强随距离变化的图像。
7.通过图像分析，得出实验结果，并进行数据处理和讨论。
实验结果与分析：根据实验数据，制作出光强随距离变化的图像，图像中横坐标表示距离，纵坐标表示光强的读数值。
图像显示出光强随距离增加而逐渐减小的趋势，但光强分布并不均匀。
在图像中，我们可以观察到光强的最大值和最小值，并且这些值随距离变化呈现出其中一种规律。
通过对图像的观察和分析，我们发现光强的分布呈现出衍射图案，即具有明显的干涉效应。
在实验中，衍射是由双缝装置引起的，而衍射效应导致了光强的分布不均匀。
根据衍射理论，当光通过一个尺寸较小的孔或缝时，光波会在孔或缝周围扩散，形成衍射图案。
在实验中，双缝装置提供了两个互相平行的缝，使得光通过这两个缝时发生衍射。
衍射的结果是在屏幕上形成一系列的亮暗条纹，显示了在空间中的光强的分布。
实验中观察到的光强图案与理论预测相符。
根据理论分析，光强的分布遵循夫琅禾费衍射公式。
根据夫琅禾费衍射公式可知，衍射的图案与光的波长、缝宽和观察位置有关。
实验中的结果也表明光的传播遵循光的干涉和衍射现象，这意味着光是一种波动现象，并且具有粒子性和波动性的二重性质。
实验结果的合理解释需要结合波动光学理论来理解。
结论：通过本实验，我们探究了光强在空间中的分布规律。
实验结果表明光强分布非均匀，呈现出明显的衍射图案。
光强分布的测量
光强分布的测量实验一、实验目的１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。
２．会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。
３．学会用衍射法测量微小量。
4．验证马吕斯定律。
二、实验原理如图1所示，图1 夫琅禾费单缝衍射光路图与狭缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0处，是中央明纹的中心，光强最大，设为I 0，与光轴方向成Ф角的衍射光束会聚于屏上PA 处，PA 的光强由计算可得：式中，b 为狭缝的宽度，λ为单色光的波长，当0=β时，光强最大，称为主极大，主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。
当πβk =，即：220sin ββI I A =)sin (λφπβb =bKλφ=sin ），，，⋅⋅⋅±±±=321(K时，出现暗条纹。
除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大，由数学计算可得出现这些次极大的位置在β=±1.43π，±2.46π，±3.47π，…，这些次极大的相对光强I/I0依次为0.047，0.017，0.008，…图2 夫琅禾费衍射的光强分布夫琅禾费衍射的光强分布如图2所示。
图3 夫琅禾费单缝衍射的简化装置用氦氖激光器作光源，则由于激光束的方向性好，能量集中，且缝的宽度b 一般很小，这样就可以不用透镜L 1，若观察屏（接受器）距离狭缝也较远（即D 远大于b ）则透镜L2也可以不用，这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图3，这时，由上二式可得三、实验装置激光器座、半导体激光器、导轨、二维调节架、一维光强测试装置、分划板、可调狭缝、平行光管、起偏检偏装置、光电探头、小孔屏、数字式检流计、专用测量线等。
Dx /ta n s i n =≈φφxD K b /λ=图4 衍射、干涉等一维光强分布的测试四、实验步骤1. 接上电源（要求交流稳压220V ±11V ，频率50H Z 输出），开机预热15分钟；2. 量程选择开关置于“1”档，衰减旋钮顺时针置底，调节调零旋钮，使数据显示为－.000； （一）单缝衍射一维光强分布的测试1、 按图4搭好实验装置。
单缝衍射光强分布的测定
单缝衍射光强分布的测定光的衍射现象是光的波动性又一重要特征。
单缝衍射是衍射现象中最简单的也是最典型的例子。
在近代光学技术中，如光谱分析、晶体分析、光信息处理等到领域，光的衍射已成为一种重要的研究手段和方法。
所以，研究衍射现象及其规律，在理论和实践上都有重要意义。
实验目的1. 观察单缝衍射现象及特点。
2. 测定单缝衍射时的相对光强分布3. 应用单缝衍射的光强分布规律计算缝的宽度α。
实验仪器光具导轨座，He-Ne 激光管及电源，二维调节架，光强分布测定仪，可调狭缝，狭缝A 、B 。
扩束镜与起偏听偏器，分划板，光电探头，小孔屏，数字式检流计（全套）等。
实验原理光在传播过程中遇到障碍时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射。
光的衍射分为夫琅和费衍射与菲涅耳衍射，亦称为远场衍射与近场衍射。
本实验只研究夫琅和费衍射。
理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。
单缝的夫琅和费衍射如图二 所示。
当处于夫琅和费衍射区域，式中α是狭缝宽度，L 是狭缝与屏之间的距离，λ是入射光的波长。
实验时，若取α≤10-4m, L ≥1.00m ，入射光是He-Ne激光，其波长是632.8nm,就可满足上述条件。
所以，实验时就可以采用如图一装置。
λ<<L82α如图二 单缝衍射的光路图1、导轨2、激光电源3、激光器4、单缝或双缝二维调节架5、小孔屏6、一维光强测量装置7、WJF 型数字式检流计根据惠更斯-菲涅耳原理，可导出单缝衍射的光强分布规律为当衍射角ϕ等于或趋于零时，即ϕ=0（或ϕ→0），按式，有故I=I 0，衍射花样中心点P 0的光强达到最大值（亮条纹），称为主极大。
当衍射角ϕ满足时，ｕ=k π 则I=0，对应点的光强为极小（暗条纹）， k 称为极小值级次。
若用X k 表示光强极小值点到中心点P 0的距离，因衍射角ψ甚小，则故X k =L ϕ=k λL/α,当λ、L 固定时，X k 与α成反比。
缝宽α变大，衍射条纹变密；缝宽α变小，衍射条纹变疏。
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图1 单缝衍射相对光强分布曲线图
9087848178757269666360575451484542
由图1可知：
1，当x=69时I=I0 ,出现主极大。
此时，衍射图样光强最强，表现为中央亮纹。
2，夫琅禾费光强呈对称分布，主极大两侧次极大是等间距对称分
布。
3，光强分布只有一个主极大，而在其两侧分布有多个次极大，且两极间必有一极小，在衍射图样中表现为暗纹。
4，在主极大两侧的次极大相对光强比主极大小得多，中央明纹最宽最亮。
3.计算单缝宽度：
D=82.0cm
第一级暗条纹：
X=(76-62)/2=7cm
b1=kλD/X=1×650×10∧﹣9×0.82/(7×10∧﹣3)=0.076mm
第二级暗条纹：
X=(82-55)/2=13.5 cm
b2=kλD/X=2×650×10∧﹣9×0.82/(13.5×10∧﹣3)=0.079mm
第三级暗条纹：
X=(90-48)/2=21cm
b3=kλD/X=3×650×10∧﹣9×0.82/(21×10∧﹣3)=0.076mm
k=(b1+b1+b1)/3=(0.76+0.79+0.76)/3=0.077mm
分析误差：实验误差有可能来自于环境附加光强的影响以及转动螺旋侧位装置的过程中由于转动一周又向回转的原因以及其他操作所引起的误差等。
2.双缝衍射数据的处理：
图2双缝衍射相对光强分布曲线图
4．衍射现象的规律和特征：
以上图样依次为GS1，GS2
，SK1/2/3，
JK
，双缝衍射示意图。
由图可知：
GS1衍射呈矩形分布，亮纹为点型，且以中央处最亮，向外亮度依
次递减。
GS2衍射呈线型分布，亮纹为点型，且以中央处最亮，向两侧亮
度依次递减。
SK1/2/3
衍射呈同心圆分布，以中央处为最亮，向外侧亮度依次
递减。
JK衍射呈十字型分布，亮纹为点型，且以中央处为最亮，向外侧亮度依次递减。
总的来说颜射现象的规律和特征为中央亮条纹最亮即处光强最大，向两边依次递减。
【思考与讨论】
1，什么是夫琅禾费衍射？实验中怎么样实现夫琅禾费衍射？
夫琅禾费实验是光源和衍射屏到衍射物的距离为无限远或相当于无限远时的衍射，即所谓的远场衍射。
夫琅禾费实验是平行光的衍射，要求入射光和衍射光都为平行光且衍射屏应放在无限远处。
在实验中，由于光源利用激光束，且距屏的距离不太远，故看做是平行光，同时屏到光电探头距离也看做是无限远，其光线课认为是平行光，省去了透镜，简化了实验装备。
2，如何区分自然光，部分偏振光和线偏振光？
让待测挂光束通过起偏，检偏装置，然后观察检流计。
读数
为0时，转动分度盘，如果旋转一周，检流计读数未发生变
化，说明其为自然光; 如果旋转一周可找到两个位置在检流
计上的读数为0，则为线偏振光；如果旋转一周，未出现消光
现象，到光强随角度发生变化，则可判断该光束为部分偏振
光。
3，在单缝夫琅禾费衍射实验中，缝宽的变化对衍射图样的光强和条纹宽度有说明影响？
当缝宽变宽时，由光衍射条件可知，衍射变软致使衍射现象
并不明显，是亮纹光强强度变弱，暗纹区光强变强。
由b=kλD/X
可知，当k=1时，x= λD/b,当λ，D不变，b变大时，x减小，
即b变宽使条纹宽度变窄。
同理，当缝宽变小时，亮纹去光
强变强，暗纹区光强变弱，条纹宽度变宽。
【实验总结】
通过实验的预习和实验的过程让我了解了实验的原理及实验中应注意的事项，如激光管是强度很高的光源，禁止用眼睛直接观看激光光源，或使激光光束直接照射眼睛，以免伤害视网膜，数字检流计使用前需预热十五分钟后进行调零等。
在实验的过程中同时也感受到了想要做好一个实验是不容易的，只有通过不断的摸索才能理解的更加深刻。