光学平台26项实验
光学平台实验报告

光学平台实验报告实验报告:光学平台摘要:本实验通过搭建光学平台,对光学实验进行研究和分析。
实验中光学平台的搭建、测量方法、测量数据等都得到了详细的讲解。
实验结果表明,光学平台具有很好的应用价值,能够为光学学科的研究和应用提供很好的支持和保障。
引言:光学平台是切实可行的一种用于光学实验的研究方法。
通过搭建这个平台,我们可以对光学原理和实验进行深入研究和探讨。
本实验旨在通过搭建光学平台,对光学学科进行更深入的研究,为光学学科的发展做出贡献。
实验方案:本实验使用的光学平台由反射镜、透镜、光栅等光学元器件组成。
我们利用该平台进行了以下实验:1、透镜成像实验及相关数据测量。
2、用平台进行干涉实验及相关数据测量。
3、在光栅上进行衍射实验,并测量相关数据。
4、使用光学平台进行折射率实验,并测量相关数据。
结果及讨论:透镜成像实验中,我们分别使用凸透镜、凹透镜及复合透镜进行成像实验,得到了对应的实验数据。
结果表明,不同的透镜可以产生不同的成像效果。
通过测量数据,我们可以比较不同透镜的成像能力及优劣。
在干涉实验中,我们使用光学平台模拟双缝干涉和杨氏双缝实验。
实验结果显示,干涉条纹的产生与光源的波长、两个光源之间的距离和屏幕距离等有关。
利用光学平台进行干涉实验,能够更好地观察和探究光的波动性。
衍射实验是本次实验中较为复杂的实验之一。
我们在光栅上进行了衍射实验,测量了不同衍射角度下光强度的变化。
衍射实验的结果表明,光栅能够分离出不同的波长,并可用光强度比较来描述不同颜色的光。
折射率实验是通过光线在不同介质中的传播规律来测量介质的折射率。
我们利用光学平台进行了折射率实验,并测量了不同介质的折射率。
实验结果表明,不同介质的折射率不同,且产生折射率时可用“三角形法则”计算。
结论:本实验通过对光学平台进行搭建和实验,深入探讨了光学学科相关的知识和实验方法,并取得了一系列的实验数据。
结果表明,通过利用光学平台进行实验,可以更加深入的学习、理解光学学科的相关知识,为光学学科的研究和应用提供很好的支持和保障。
基础光学平台系列试验

大学物理实验三实验讲义(七)基础光学平台系列设计实验主编:赵改清更新日期:2011年3月28日基础光学平台系列实验基础光学学平台包含了丰富的偏振、衍射光学器件,同时配备了光传感器、转动传感器、线性转换器等配件,光传感器可以实时扫描光强,线性转化器和转动传感器配合可以测量光传感器位移,因此可以实现对衍射条纹的实时扫描。
在基础光学学平台可以完成多个偏振类、衍射类实验基础光学平台主要仪器:1、1.2m光具座(4台)2、数据接口(pasco500接口4个),3、计算机,数据处理软件DataStudio4、光传感器CI-6504A,(4个),5、转动传感器CI-6538(8个)5、激光电源OS8525(4个),6、孔缝架OS8523(8个)7、偏振片(8个)8、相位延迟片(4个)9、透镜100mm(4个),200 mm(4个)10、线性转换器基础设计类实验题目1:光的偏振特性的研究设计任务:验证马吕斯定律。
设计要求:1.设计一个实验去验证吕斯定律,记录实验曲线。
2、在数据处理软件DataStudio中拟合出实验曲线所满足的数学关系式。
思考题:光的偏振特性有哪些应用。
题目2:单缝衍射的研究设计任务:研究单缝衍射的特点。
设计要求:1、计一个实验观察单缝衍射的条纹特征,然后对衍射条纹的形态进行描述。
分析研究影响条纹分布的因素有哪些?2、记录单缝衍射的光强分布,并与理论比较。
思考题:1、若把单峰的透光部分换成不透光的细丝,你猜想条纹会有何变化?试从理论和实验两方面去验证你的猜想。
2、把缝宽逐渐加宽时,干涉条纹如何变化?题目3:N缝衍射的研究设计任务:研究N缝衍射的特点.设计要求:1、观察N缝衍射的条纹特征,记录多缝衍射的光强分布。
然后对衍射条纹的形态进行描述。
2、分析N缝干涉的特点,分析单缝衍射因子对多缝干涉的影响。
思考题:1、主极强的峰值、位置、数目和缝数N有什么关系。
2、主极强的宽度是如何规定的?主极强的锐度受什么影响?主极强的锐度在光栅光谱中具有怎样的意义?题目4、利用衍射法测量矩形孔的孔径设计任务:利用衍射法测量矩形孔的孔径点.设计要求:1、记录矩形孔衍射花样,2、利用衍射花样测量矩形孔的直径。
光学平台实验报告

光学平台实验报告一、实验目的:1.了解光的特性和光的传播规律;2.熟悉光学仪器的使用方法;3.了解光学实验的基本原理。
二、实验仪器和材料:1.光学平台;2.针孔;3.凹透镜;4.平凸透镜;5.单色光源;6.屏幕;7.尺子。
三、实验原理:1.缝隙衍射原理:当光通过一个小孔或缝隙时,会产生衍射现象,使光的传播方向发生改变,形成光的波动特性。
2.凹透镜成像原理:凹透镜能将入射光线使其发生折射,从而形成实像。
3.平凸透镜成像原理:平凸透镜能将入射光线使其发生折射,从而形成虚像。
四、实验步骤:1.缝隙衍射实验:(1)将光学平台放在水平桌面上,确保其稳定;(2)在光学平台上放置针孔,用尺子测量针孔到屏幕的距离,记录下来;(3)打开单色光源,调节其位置使光线通过针孔,从而形成一个小的圆孔光源;(4)将屏幕放置在针孔的上方的一定距离处,并调整屏幕的位置,使针孔的光通过屏幕。
2.透镜成像实验:(1)将凹透镜固定在光学平台上,并测量凹透镜到屏幕的距离;(2)打开单色光源,调节其位置使光线通过凹透镜;(3)将屏幕放置在凹透镜的上方的一定距离处,并调整屏幕的位置,观察实像的形成。
(4)将平凸透镜固定在光学平台上,并测量平凸透镜到屏幕的距离;(5)打开单色光源,调节其位置使光线通过平凸透镜;(6)将屏幕放置在平凸透镜的上方的一定距离处,并调整屏幕的位置,观察虚像的形成。
五、实验结果:1.缝隙衍射实验:通过测量针孔到屏幕的距离,可以计算出缝隙衍射的参数。
2.凹透镜成像实验:通过调整凹透镜和屏幕的位置,可以观察到实像的形成,并记录下相应的位置参数。
3.平凸透镜成像实验:通过调整平凸透镜和屏幕的位置,可以观察到虚像的形成,并记录下相应的位置参数。
六、实验分析:1.缝隙衍射实验:根据测得的参数,可以计算出缝隙衍射的角度和强度。
2.凹透镜成像实验:根据实际观察到的实像,可以计算出凹透镜的焦距。
3.平凸透镜成像实验:根据实际观察到的虚像,可以计算出平凸透镜的焦距。
光学平台实验报告问题

实验报告:光学平台实验一、实验目的1. 熟悉光学平台的构造和工作原理;2. 掌握光学平台的使用方法;3. 学习光学元件的调节技巧;4. 通过实验,加深对光学原理的理解。
二、实验仪器1. 光学平台一套;2. 光具座;3. 透镜;4. 激光器;5. 分光计;6. 测微目镜;7. 其他光学元件。
三、实验原理光学平台是一种用于精密测量的仪器,主要用于光学元件的安装、调节和定位。
实验中,我们将使用光学平台进行以下实验:1. 光的折射现象;2. 透镜成像原理;3. 光的干涉现象;4. 光的衍射现象。
四、实验内容1. 光的折射现象(1)将激光器发出的光束照射到光学平台上,调节透镜,使光束聚焦在平台上;(2)观察并记录光束在平台上的聚焦情况,分析光的折射现象。
2. 透镜成像原理(1)将透镜安装在光学平台上,调整平台高度,使透镜与光源的距离符合实验要求;(2)观察并记录透镜成像情况,分析透镜成像原理。
3. 光的干涉现象(1)将分光计安装在光学平台上,调整分光计角度,使光束通过分光计;(2)观察并记录干涉条纹,分析光的干涉现象。
4. 光的衍射现象(1)将衍射光栅安装在光学平台上,调整平台高度,使光束通过光栅;(2)观察并记录衍射条纹,分析光的衍射现象。
五、实验步骤1. 将光学平台放置在光具座上,调整平台水平;2. 将激光器、透镜、分光计、衍射光栅等光学元件依次安装在光学平台上;3. 调节光学元件,使光束按照实验要求传播;4. 观察并记录实验现象,分析实验结果;5. 整理实验数据,撰写实验报告。
六、实验数据与分析1. 记录实验现象,如光的折射、透镜成像、干涉条纹、衍射条纹等;2. 分析实验数据,解释实验现象,与理论分析进行对比;3. 讨论实验中存在的问题及改进措施。
七、实验总结通过本次实验,我们熟悉了光学平台的构造和工作原理,掌握了光学元件的调节技巧,加深了对光学原理的理解。
在实验过程中,我们遇到了一些问题,如光学元件的定位、光束的调节等,通过不断尝试和调整,我们成功解决了这些问题。
大学光学平台实验报告

实验名称:多模式智能响应性光学平台实验实验目的:1. 了解多模式智能响应性光学平台的原理和组成。
2. 掌握实验操作步骤,包括样品制备、激发光源选择、光学性能测试等。
3. 分析不同刺激条件下光学材料的响应特性,探讨其在信息安全应用中的潜在价值。
实验时间:2023年X月X日实验地点:XX大学光学实验室实验人员:XXX、XXX、XXX实验仪器:1. 光谱仪2. 紫外-可见分光光度计3. 高能X射线源4. 热场刺激装置5. 实验样品制备设备实验原理:多模式智能响应性光学平台是一种能够在外界刺激下产生多种响应特性的光学材料。
本实验采用单一稀土发光离子Sm3辅助基质发光的方法,制备了具有多模式响应性的光学材料。
在外界刺激条件下,该材料能够实现发光颜色由蓝紫色到玫瑰粉色的动态变化,从而实现信息的安全传输和识别。
实验步骤:1. 样品制备:- 将Sr2YGaO5材料作为基质,掺杂单一稀土发光离子Sm3,制备成所需的光学材料样品。
- 将制备好的样品进行研磨、过筛等处理,以确保样品均匀性。
2. 激发光源选择:- 选择紫外-可见光作为激发光源,以激发Sm3离子的发光。
- 选择高能X射线源作为激发光源,以测试材料在高能射线激发下的响应特性。
3. 光学性能测试:- 使用光谱仪测试样品在不同激发光源下的发射光谱,分析发光颜色变化。
- 使用紫外-可见分光光度计测试样品在不同激发光源下的吸收光谱,研究材料的光吸收特性。
- 使用热场刺激装置测试样品在不同温度下的发光颜色变化,分析材料的热响应特性。
4. 数据分析:- 对实验数据进行整理和分析,绘制发光光谱、吸收光谱等图表。
- 讨论不同刺激条件下光学材料的响应特性,分析其在信息安全应用中的潜在价值。
实验结果与分析:1. 在紫外-可见光激发下,样品发射光谱呈现蓝紫色,随着激发光强度的增加,发光颜色逐渐变为玫瑰粉色。
2. 在高能X射线激发下,样品发射光谱呈现蓝紫色,与紫外-可见光激发下的结果一致。
光学平台开放实验报告

一、实验目的1. 了解光学平台的组成及基本原理。
2. 熟悉光学平台的使用方法和操作规范。
3. 通过实验操作,掌握光学仪器的调整和测量方法。
4. 深入理解光学现象,提高实验技能和科学素养。
二、实验时间2023年10月25日三、实验地点XX大学光学实验室四、实验仪器1. 光学平台2. 平行光管3. 准直镜4. 分光计5. 单色仪6. 光电探测器7. 计算机及数据采集软件五、实验原理光学平台是一种用于进行光学实验的精密仪器,主要由底座、支架、工作台、照明系统等组成。
本实验主要利用光学平台进行以下实验:1. 光的折射实验2. 光的反射实验3. 光的干涉实验4. 光的衍射实验六、实验内容及步骤1. 光的折射实验(1)将平行光管放置于光学平台上,调整使其发出平行光束。
(2)将准直镜放置于光学平台上,调整使其接收平行光束。
(3)将分光计放置于光学平台上,调整使其接收准直镜反射的平行光束。
(4)测量入射光和折射光之间的夹角,计算折射率。
2. 光的反射实验(1)将平行光管放置于光学平台上,调整使其发出平行光束。
(2)将准直镜放置于光学平台上,调整使其接收平行光束。
(3)将分光计放置于光学平台上,调整使其接收准直镜反射的平行光束。
(4)将反射镜放置于光学平台上,调整使其反射平行光束。
(5)测量入射光和反射光之间的夹角,计算反射率。
3. 光的干涉实验(1)将平行光管放置于光学平台上,调整使其发出平行光束。
(2)将分光计放置于光学平台上,调整使其接收平行光束。
(3)将干涉仪放置于光学平台上,调整使其产生干涉条纹。
(4)测量干涉条纹的间距,计算光波的波长。
4. 光的衍射实验(1)将平行光管放置于光学平台上,调整使其发出平行光束。
(2)将分光计放置于光学平台上,调整使其接收平行光束。
(3)将衍射光栅放置于光学平台上,调整使其产生衍射条纹。
(4)测量衍射条纹的间距,计算光栅常数。
七、实验数据及结果分析1. 光的折射实验:入射角为30°,折射角为22°,折射率为1.5。
光学平台26项实验

光学平台26项实验一、自准法测凸透镜焦距按图所示将磁力座靠紧平台钢尺,摆好实验装置,白炽灯源照亮小孔光栏透过小孔的光束照射到反射镜上,在小孔与反射镜之间放入待测透镜,然后沿钢尺移动透镜,在小孔板接近小孔的地方看到清晰的小孔像,此时透镜到小孔屏之间的距离即为透镜的焦距,(可从尺上直接读取)。
图1.白炽灯2.小孔光栏3.凸透镜4.二维调整架5.反射镜6.二维反射镜调整架7.二维平移台8.三维平移台9.一维平移台二、两次成像法测凸透镜焦距实物经正的薄透镜成一实像,物和像之间的距离必须不小于透镜到四倍焦距。
当满足此条件时,在物和屏之间透镜可两个位置,但其在位置A 处时,屏上出现放大的三孔屏的像,当透镜在B 位置时屏上将出现缩小的像。
调整好光路,使物屏和黑白屏间的距离大于四倍的焦距。
放入待测透镜先找到靠近物屏处的放大的实像,记下物屏到黑白屏之间的距离D 及放大像时透镜的位置。
然后移动透镜直到出现清晰的缩小的实像,记下此时透镜的位置量出AB 间距离d 由公式Dd D f 422-= 即可求出透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.物屏(三孔屏)3.凸透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.二维座三、凹透镜焦距的测定按自准法调出白炽灯平行光,即在较远处看到一灯丝的像,此时接近平行光,将凸透镜2作为辅助透镜(焦距F1位已知),与待测凹透镜3贴在一起合成组合透镜(可以认为两镜间的距离为0)这样可以把组合透镜看成一薄凸透镜,在屏上可得一实像此实像位置即为组合透镜的焦距面F2,测出组合透镜的焦距f 实际上是凹透镜3的像距,其物距为凸透镜的焦距f1(已知)。
由物像关系公式:'21'1'11f f f =- 因此'1'1''2'ff f f f -=即可求出凹透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.凸透镜3.凹透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.三维座四、由物像关系放大率侧目镜焦距按图调整好光路,在测微目镜中能清楚地看到微尺的像,并测量微尺像的高度,以微尺高度为物高,像高/物高=像距/物距,测出物距,根据上式即可求出目镜的焦距。
光学平台实训报告

一、实训背景随着我国光学产业的快速发展,光学平台作为光学技术的重要载体,在科研、生产、教学等领域发挥着越来越重要的作用。
为了提高我国光学平台的设计、制造和运用水平,培养一批具有实践能力和创新精神的光学平台专业人才,我校特开展光学平台实训项目。
二、实训目标1. 掌握光学平台的基本结构、原理及性能指标。
2. 熟悉光学平台的设计、制造和调试方法。
3. 培养学生的团队协作、动手实践和创新意识。
4. 提高学生解决实际问题的能力。
三、实训内容1. 光学平台基本知识(1)光学平台的结构与组成(2)光学平台的工作原理(3)光学平台的性能指标2. 光学平台设计(1)光学平台设计的基本要求(2)光学元件的选择与优化(3)光学系统的设计3. 光学平台制造(1)光学元件的加工与装配(2)光学平台的组装与调试4. 光学平台应用(1)光学平台在科研领域的应用(2)光学平台在生产领域的应用(3)光学平台在教学领域的应用四、实训过程1. 实训前期准备(1)查阅相关资料,了解光学平台的基本知识。
(2)熟悉光学平台的制作工艺和调试方法。
(3)制定实训计划,明确实训目标和进度。
2. 实训过程(1)光学平台基本知识学习通过课堂讲授、实验演示等方式,使学生掌握光学平台的基本结构、原理及性能指标。
(2)光学平台设计以实际项目为例,引导学生进行光学平台设计,培养学生的创新意识。
(3)光学平台制造在指导老师的带领下,学生进行光学元件的加工、装配,以及光学平台的组装与调试。
(4)光学平台应用引导学生分析光学平台在科研、生产、教学等领域的应用,提高学生的实践能力。
3. 实训总结(1)总结实训过程中的收获与不足。
(2)对光学平台的设计、制造和应用提出改进建议。
五、实训成果1. 学生掌握了光学平台的基本知识、设计、制造和调试方法。
2. 学生的团队协作、动手实践和创新意识得到提高。
3. 学生的解决实际问题的能力得到增强。
4. 实训项目成功完成,为我国光学平台的发展培养了专业人才。
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光学平台26项实验一、自准法测凸透镜焦距按图所示将磁力座靠紧平台钢尺,摆好实验装置,白炽灯源照亮小孔光栏透过小孔的光束照射到反射镜上,在小孔与反射镜之间放入待测透镜,然后沿钢尺移动透镜,在小孔板接近小孔的地方看到清晰的小孔像,此时透镜到小孔屏之间的距离即为透镜的焦距,(可从尺上直接读取)。
图1.白炽灯2.小孔光栏3.凸透镜4.二维调整架5.反射镜6.二维反射镜调整架7.二维平移台8.三维平移台9.一维平移台二、两次成像法测凸透镜焦距实物经正的薄透镜成一实像,物和像之间的距离必须不小于透镜到四倍焦距。
当满足此条件时,在物和屏之间透镜可两个位置,但其在位置A 处时,屏上出现放大的三孔屏的像,当透镜在B 位置时屏上将出现缩小的像。
调整好光路,使物屏和黑白屏间的距离大于四倍的焦距。
放入待测透镜先找到靠近物屏处的放大的实像,记下物屏到黑白屏之间的距离D 及放大像时透镜的位置。
然后移动透镜直到出现清晰的缩小的实像,记下此时透镜的位置量出AB 间距离d 由公式Dd D f 422-= 即可求出透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.物屏(三孔屏)3.凸透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.二维座三、凹透镜焦距的测定按自准法调出白炽灯平行光,即在较远处看到一灯丝的像,此时接近平行光,将凸透镜2作为辅助透镜(焦距F1位已知),与待测凹透镜3贴在一起合成组合透镜(可以认为两镜间的距离为0)这样可以把组合透镜看成一薄凸透镜,在屏上可得一实像此实像位置即为组合透镜的焦距面F2,测出组合透镜的焦距f 实际上是凹透镜3的像距,其物距为凸透镜的焦距f1(已知)。
由物像关系公式:'21'1'11f f f =- 因此'1'1''2'ff f f f -=即可求出凹透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.凸透镜3.凹透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.三维座四、由物像关系放大率侧目镜焦距按图调整好光路,在测微目镜中能清楚地看到微尺的像,并测量微尺像的高度,以微尺高度为物高,像高/物高=像距/物距,测出物距,根据上式即可求出目镜的焦距。
图1.白炽灯源2.微尺(10:100)3. 二维三爪镜架4.待测目镜5. 二维镜夹6.测微目镜架7.测微目镜8.三维座9.一维座五、组装显微镜并粗测其放大率显微镜的成像原理显微镜的光学系统如图L1为显微物镜,L2为显微镜的目镜L1的焦距很短(如100倍的物镜焦距只有1-2毫米)。
它的作用是将小物体AB 放大成实像''B A ,此实像''B A 作为目镜L2的物,通过L2在明视距离(一般为So-25厘米)处成一放大的虚像''''B A 。
虚像''''B A 成为眼睛这一光学系统的物,它在视网膜上成的像,就是眼睛通过显微镜对物AB 所获的最后的像。
这个像对瞳孔的张角较放在离眼为So 的物体AB 对瞳孔的张角大许多倍。
为提高放大率,实像''B A 应成目镜L2的第一焦点以内的焦深范围里。
图中代表镜筒长度,通常显微镜用标准筒长,其长度I=16厘米,A 代表物镜第二焦点F1到F2的距离,叫做光学间隔。
因为是固定的,为使成像清晰,在使用显微镜时,只能调节物体到物镜的距离。
1.从两块焦距不同的凸透镜中选一块作物镜,另一块作目镜限定筒长(约为16厘米),调正两透镜是它们的光轴在同一直线上。
2.在物镜前放置被观察的小物体2(微尺)使其在两透镜的光轴上,移动被观察物(微尺)直到眼睛从目镜观察到清晰放大的虚像,记下物与物镜间距离,在眼睛位置放上毫米刻尺,使像成在刻尺上,看到微尺在刻尺上的大小可测出其放大率。
图1.白炽灯源2.微尺(10:100)3. 二维三爪镜架4.物镜(f=50mm )5. 二维镜夹6.目镜(f=30mm )7.毫米刻尺(30mm 左右)8.干板夹9.一维座 10.三维座六、组装简单望远镜将准直物镜(含胶合透镜)做物镜,另一片凸透镜做目镜,调整两镜片同轴,前方在不同距离处放标尺,调正两镜片间的间隔将能看清标尺的像。
当改变两镜间的距离时望远系统的倍率放生着变化。
另外将准直物镜换上一般的凸透镜,将看到标尺的像的质量会发生变化,可作比较。
图1.标尺(或远方景物)2.凸透镜(含胶合透镜较好)3.光镜二维架(三爪夹)4.目镜(f=50)七、组装带正像棱镜的望远镜将六系统中在适当位置加正像棱镜,由于加入正像棱镜光路将缩短可将标尺改为物屏在平台上即可完成实验。
图1.白炽灯源2.物屏(三孔屏)3. 物镜(双胶合)4. 二维镜夹5. 正像棱镜6. 棱镜座7.目镜8. 三维镜夹9.二维座10.一维座 11. 三维座八、自装投影仪按图将光路组装好,调正白炽灯的聚光镜均匀照亮幻灯片移动投映物镜,在屏上显现清晰的幻灯片图像,通过更换物镜用两片组合或3片组合可观察到屏像的清晰度的变化。
从而了解投影物镜的规律。
图1.白炽灯2.幻灯片3.干板夹4.放映物镜(f=200)5.二维镜夹6.黑白屏7.一维座8.二维座九、透镜节点的测定根据透镜节点的性质是通过物方节点的光线,其共轭光线必然通过像方节点,并与入射光线平行。
先用自准法分别测定两种透镜组的焦点位置,并测出焦距后去掉小孔屏2和反射镜6,调正好白炽灯聚光镜使其发出平行光,用平行光照射透镜组,当一束平行光照射到定心夹上的透镜3,此时若透镜的后节点刚好与测节点器的转轴重合,整体转动测节器组时,透镜所成像位置始终不变。
此时在测量器尺上直接读取节点位置数值。
图1.白炽灯2.小孔屏3.透镜(f=100)4.测节器5.镜夹(透镜f=150)6.平面发射镜7.黑白屏8.一维座9.二维座十、单缝的夫琅和费衍射夫琅和费衍射是指平行光的衍射,即光源和接收屏幕到狭缝的距离都是无限远(或相当于无限远)。
在实验中常常借助于正透镜来实现,从光源S出发经透形成的平行光束垂直照射到狭缝AB上(缝宽为a),根据惠更斯-菲涅耳原镜L1的后焦面上叠加形成理,狭缝上各点都可看成是发射子波的新波源,子波在L2一组明暗的条纹,中间条纹最亮亦最宽。
实验中以He-Ne激光器作为光源,由于激光束具有良好的方向性,平行度很高,因而可以省去直准透镜L,并且,若使观察屏远离狭缝,缝的宽度远远小于1缝到屏的距离(即满足远场条件),则透镜L可以省略。
简化后的光路如图。
实2验证明,当Z 约等于100cm时,a约等于8*310 m时便可得到比较满意的衍射花样。
图11.钠光灯2.狭缝3.干板架4.二维镜架5.狭缝6.二维镜架(f=200)7.测微目镜及支架 8.三维座 9.二维座 10.一维座图2图3光强分布曲线如下图所示。
图3单缝衍射光强分布曲线十一、双缝、单缝衍射将单缝AB 换成双缝,每条缝的宽度仍为a,中间间隔宽度为b 的不透明部分,则两缝的间距为d=a+b,分布为:νββ22200cos sin 4I I =式中,λθπβsin a = , λθπνsin d =表明,双缝衍射图样的光强分布由两个因子决定。
其一是22sin ββ,即单缝夫琅和费衍射图样的光强分布;其二是ν20cos 4I ,它表示光强同为I 0而相位差2v 的两光束所产生的干涉图样的光强分布。
因此双缝的夫琅和费衍射图样是单缝衍射和双缝干涉这两个因素联合作用的结果。
图11.钠光灯2.聚光灯(f=50)3.可调狭缝4.干板夹5.二维夹持架6.多缝板7.测微目镜架8.测微目镜9.三维座 10.一维座由前公式可得出(1)只要这两个因子中有一个为零,则光强为零。
就第一个因子22sin ββ而言,光强为零的条件是πλθπβk a ==sin 即 λθk a =sin (k= ,3,2,1±±±)就第二个因子ν20cos 4I 而言,光强为零的条件是πλθπν)21(sin -±==m d 即 λθ)21(sin -±=m d (m=1,2,3……)(2)出现双缝干涉光强其大致的条件是λλθπνn d ==sin即 λθn d =sin ),3,2,1,0( ±±±=n(3)当λθn d =sin 确定的干涉极大正好与由λθk a =sin 确定的衍射极小的位置重合时,那么第n 级干涉极大将不会出现,这称为缺级。
即当时发生缺级,例如d/a=3,则缺少 ,9,6,3±±±各级,其光强分布曲线如图图十二、夫琅和费圆孔衍射原理及实验均参照夫琅和费单缝衍射图1.钠光灯(a处加一小光栏1)2.衍射孔0.45毫米 3.透镜及支架4.测微目镜及支架十三、菲涅耳圆孔衍射图1.激光器及支架2.扩束镜及支架3.小孔板( 1.5)及支架4.黑白屏5.一维座(6、8) 7.二维座十四、菲涅耳直边衍射现象的观察图1.激光器及支架2.扩束镜及支架3.刀片及干板架4.黑白屏5.一维座(6、8)6.二维座十五、双棱镜法则测激光波长用双棱镜分波前的方法产生双光束干涉实验是菲涅耳等人当年为研究验证光的波动性质所设计的。
实验装置如图所示。
单色光源M发出的光经凸透镜L 汇聚在狭缝S上,被照亮的单缝成为一线状光源,由它发出的光经双棱镜B折射形成两束如同从虚光源S1和S2发出的光一样,满足干涉条件。
将屏放在两束光束重叠区域内可看到与缝平行的干涉条纹,并且屏上任一点处的亮暗只决定于两光波到达该点的光程差。
当光程差为波长的整数倍时出明条纹,当光程差为波长的奇数倍时形成暗条纹。
图设S 1和S 2之间距为d ,其所在垂直轴平面至屏的距离为D ,(一般认为S 1,S ,S 2处在同一垂直轴面内),两相邻的亮条纹(或暗条纹)之间的距离为y ∆,单色光波长为λ ,根据干涉理论,当D 〉〉d 时,可得条纹宽度表达式为dD λ=∆y实验中只要测出d,D,y ∆,各量,有上式即可求出波长λ。
当采用激光器作实验时,光路如图所示。
因激光光束平行度高,方向性好,汇聚点S 为一良好的点光源。
由双棱镜B 折射造就的两束光源S 1和S 2发出的光在屏(可用墙壁)上叠加形成与双棱镜棱脊平行的干涉条纹。
图1.激光器及支架2.扩束镜及支架3.可调狭缝4.菲涅耳双棱镜5.干板夹6.测微目镜及架7.三维座8.一维座9.二维座 实验步骤1.按照“光学调整技术”中所描述方法调节激光束平行于导轨。
2.依次放置L ,B 并调节各元件共轴,改变B 位置观察屏上条纹的疏密变化。
3.在双棱镜B 后放置成像透镜L 0并调节共轴,观察屏上两虚光源所成像点(此时两像点应以极细的亮线连接),适当选择双棱镜位置,使得两像点间距离与可测部分的条纹总宽度相当。
4.测出N 条干涉条纹的总宽度W ,计算出条纹间隔y ∆。