菲涅尔透镜报告
光学实验总结范文
光学实验总结范文引言：光学是研究光的传播、反射、折射、色散等现象的科学和技术学科。
作为物理学的一个重要分支，光学实验在培养学生实验操作能力、加深对光学理论认识等方面具有重要作用。
本次实验旨在通过几种基本的光学实验，探究光的传播和折射等现象，并总结相关实验结果和结论。
实验一：光的传播和反射在该实验中，我们在黑暗的实验室中设置了一根灯泡，并在其旁边放置了一面镜子。
当灯泡亮起并发出光线时，我们观察到光线沿直线传播，并发生反射，照亮了实验室的其他地方。
实验表明，光线以直线传播，且在与镜子接触的表面发生反射。
通过三角函数的计算，我们还得出了光线的入射角和反射角之间的关系，即入射角等于反射角。
实验二：菲涅耳透镜的成像在该实验中，我们使用一块菲涅耳透镜将焦距调到恰当的位置，然后在透镜的一侧放置一张纸。
当我们移动透镜时，我们发现纸上出现了清晰的图像。
通过观察实验数据，我们可以确定：菲涅耳透镜在成像过程中，能够将光线聚焦在特定位置，从而形成清晰的图像。
这个实验的结论对于理解菲涅耳透镜的工作原理和使用具有重要意义。
实验三：光的折射在该实验中，我们使用一块光密介质和一块光疏介质之间的接触面，设置了一束光线从光密介质侧射入。
实验表明，当光线从光密介质射入光疏介质时，光线发生了折射现象。
我们还使用了斯奈尔定律来解释折射现象的定量关系。
通过整理实验数据和观察光束的偏折方向，我们得出结论：入射角和折射角之间存在着正弦关系，即斯奈尔定律。
实验四：光的色散在该实验中，我们使用一块三棱镜和一束白光，并将白光通过三棱镜投影到墙上。
实验结果显示，白光经过三棱镜后分成了七种不同颜色的光谱。
我们称这个现象为色散。
此外，我们还观察到，不同颜色的光偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折最大。
通过对实验数据的处理，我们发现色散现象与光的波长和折射率有关。
这个实验为进一步研究光学理论奠定了基础。
结论：通过以上实验，我们得到了以下结论：1.光线以直线传播，并在与物体接触的表面发生反射。
菲涅尔双棱镜实验报告
菲涅尔双棱镜实验报告一、实验目的本实验旨在通过菲涅尔双棱镜实验，观察光的干涉现象，测量光波波长，并加深对光的波动性的理解。
二、实验原理菲涅尔双棱镜是由两个折射角很小的直角棱镜底边相接而成。
当一束单色平行光垂直照射在双棱镜的棱脊上时，经双棱镜折射后，其折射光可视为由两个虚光源发出的相干光。
这两个虚光源发出的光在空间相遇，会产生干涉条纹。
根据光的干涉原理，相邻两亮条纹或暗条纹之间的距离与光波波长、双棱镜到观察屏的距离以及两虚光源之间的距离有关。
通过测量条纹间距、双棱镜到观察屏的距离以及两虚光源之间的距离，就可以计算出光波波长。
三、实验仪器钠光灯、菲涅尔双棱镜、凸透镜、测微目镜、光具座等。
四、实验步骤1、调节光具座上各元件，使其共轴。
将钠光灯、双棱镜、凸透镜和测微目镜依次放置在光具座上，调节它们的高度和位置，使它们的中心大致在同一水平轴线上。
2、调整钠光灯的位置，使其发出的平行光垂直照射在双棱镜的棱脊上。
3、移动凸透镜，使通过双棱镜折射后的光线在测微目镜中形成清晰的像。
4、调节测微目镜，使其十字叉丝清晰，并使干涉条纹清晰可见。
5、测量条纹间距。
通过测微目镜测量相邻十条亮条纹或暗条纹之间的距离，多次测量取平均值。
6、测量双棱镜到测微目镜的距离。
使用直尺测量双棱镜到测微目镜的距离，同样多次测量取平均值。
7、测量两虚光源之间的距离。
利用凸透镜成像法测量两虚光源之间的距离。
五、实验数据及处理1、条纹间距的测量测量次数 1：＿____mm测量次数 2：＿____mm测量次数 3：＿____mm平均值：＿____mm2、双棱镜到测微目镜的距离的测量测量次数 1：＿____cm测量次数 2：＿____cm测量次数 3：＿____cm平均值：＿____cm3、两虚光源之间的距离的测量测量次数 1：＿____mm测量次数 2：＿____mm测量次数 3：＿____mm平均值：＿____mm根据实验原理，光波波长的计算公式为：＼＼lambda ＝＼frac{d ＼times ＼Delta x}｛D}＼其中，＼（＼lambda\）为光波波长，＼（d\）为两虚光源之间的距离，＼（＼Delta x\）为条纹间距，＼（D\）为双棱镜到测微目镜的距离。
解析菲涅尔透镜的原理及应用
解析菲涅尔透镜的原理及应用导读：菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ，又称螺纹透镜，是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔（Augustin·Fresnel)发明的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统--灯塔透镜。
1.菲涅尔透镜 菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ，又称螺纹透镜，是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔（Augustin·Fresnel)发明的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统--灯塔透镜。
菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。
菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。
菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。
多用于对精度要求不是很高的场合，如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。
2.菲涅尔透镜的历史 通过将数个独立的截面安装在一个框架上从而制作出更轻更薄的透镜，这一想法常被认为是由布封伯爵提出的。
孔多塞(1743-1794)提议用单片薄玻璃来研磨出这样的透镜。
而法国物理学家兼工程师菲涅尔亦对这种透镜在灯塔上的应用寄予厚望。
根据史密森学会的描述，1823年，第一枚菲涅尔透镜被用在了吉伦特河口的哥杜昂灯塔（Phare de Cordouan）上；透过它发射的光线可以在20英里（32千米）以外看到。
苏格兰物理学家大卫·布儒斯特爵士被看作是促使英国在灯塔中使用这种透镜的推动者。
菲涅尔透镜实验报告
菲涅尔透镜实验报告菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。
其是一种微细结构的光学元件，从正面看其象一个飞镖盘，由一环一环的同心圆组成。
基于热释电传感器，菲涅尔透镜的原理为：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。
另外一种理解就是：透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。
而它在热释电传感器中的功能主要是：把红外光线分成可见区和盲区，同时又有聚焦的作用，使热释电红外传感器灵敏度大大增加。
菲涅耳透镜折射式和反射式两种形式，其作用一是聚焦作用，将热释的红外信号折射（反射）在热释电红外传感器上；二是将检测区内分为若干个明区和暗区，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号，这样热释电红外传感器就能产生变化电信号。
在热释电传感器中用得比较多的菲涅尔透镜结构为圆形菲涅尔透镜。
在和普通透镜对比之时，它主要突出在面积大、重量轻、价格比较低、并且轻便易携带，现如今其是技术发展的主要方向。
现在菲涅尔透镜的应用非常的广泛，主要是在：投影显示、太阳能菲涅尔透镜、科研系统、菲涅尔放大镜以及照明光学——菲涅尔透镜准直器等领域。
而在LED这个领域中的应用主要是：能够较好地将理想的电光源校准成平行光源。
因为在现实生活中，没有光源是真正的电光源，然而固体态发光器如LED就非常小，因此只要透镜和LED之间的距离适当，就可以当成电光源。
因此菲涅尔透镜能够校准LED 输出光线为平行光。
而当需要将LED发光体的束光源校准为更宽广的角度范围时候，最常见的做法就是使用反射镜与菲涅尔透镜相结合从而减少光学部件使用量。
pir 菲涅尔透镜参数
pir 菲涅尔透镜参数
关于PIR菲涅尔透镜的参数，以下是一些关键的考虑因素：
焦距（Focal Length）：焦距是指光线通过透镜后汇聚或发散所需的距离。
对于PIR 传感器来说，焦距的选择会影响到探测的范围和灵敏度。
一般来说，焦距越长，探测的范围就越远，但灵敏度可能会降低。
角度（Angle）：角度通常指的是透镜的视场角（Field of View, FOV），即透镜能够探测到的红外辐射的角度范围。
角度越大，探测的范围就越广，但可能会影响到探测的精度。
材料（Material）：菲涅尔透镜通常由光学玻璃或塑料制成。
玻璃透镜具有较高的光学性能，但成本较高，易碎；而塑料透镜成本较低，较轻便，但光学性能可能稍逊于玻璃透镜。
尺寸（Size）：透镜的尺寸通常会影响到其探测的范围和灵敏度。
尺寸越大，探测的范围可能就越广，但也需要考虑实际应用场景中的安装空间。
表面质量（Surface Quality）：透镜的表面质量对其光学性能有着重要影响。
表面平整、无瑕疵的透镜能够提供更好的光学效果。
在选择适合的PIR菲涅尔透镜时，需要根据实际的应用场景和需求来综合考虑以上参数。
例如，在需要较大探测范围的情况下，可以选择焦距较长、角度较大的透镜；而在对探测精度要求较高的情况下，可能需要选择角度较小、表面质量较高的透镜。
同时，还需要考虑透镜的成本、耐用性以及与其他设备的兼容性等因素。
菲涅尔透镜的简介
各种菲涅尔透镜型号
菲涅尔透镜的简介
定义
• 菲涅尔透镜 (Fresnel lens) 多是由聚烯烃材料 注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一 面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它 的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度 和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一 片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚 度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大， 厚度薄及侦测距离远。 • 菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可 见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透 镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合， 如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。
典型的应用
• 菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”，它 就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影 响到使用的功效，配用不当产生误动作和 漏动作，致使用户或者开发者对其失去信 心。配用得当充分发挥人体感应的作用， 使其应用领域不断扩大。
常用镜片外观示意图
常用三区多段镜片区段划分、垂直 和平面感应图
红外感光常用的外形
特点
• 涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信 号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分 为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温 度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。 菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹. 通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或 者折射)的作用.传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价 昂贵。菲涅尔透镜可以极大的降低成本。典型的例子就是 PIR（被动红外线探测器）。PIR广泛的用在警报器上。 如果你拿一个看看，你会发现在每个PIR上都有个塑料的 小帽子。
菲涅尔透镜太阳能
• 数百或数千平方米的阳光聚焦到光能转换了以往整个工程造价大部分为跟踪控制系 统成本的局面，使其在整个工程造价中只占很小的一部分。 同时对集热核心部件镜面反射材料，以及太阳能中高温直 通管采取国产化市场化生产，降低了成本，并且在运输安 装费用上降低大量费用。 这两项突破彻底克服了长期制约太阳能在中高温领域内 大规模应用的技术障碍，为实现太阳能中高温设备制造标 准化和产业化规模化运作开辟了广阔的道路。我公司利用 该项技术生产一套200平方米的太阳能热水系统约二十万 元左右，一年四季都可以产生100度以上的热水（温度还 可以更高，如二、三的工业用热）菲涅尔透镜投影
菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究
菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究人类对太阳能的利用已有悠久的历史，我国早在战国时期就有人通过用金属做成的凹面镜聚焦太阳光来点火，以后又发展到了用玻璃放大镜来聚光取火(¨．随着经济和科学技术的发展，能源短缺和环境污染带来的一系列问题呼吁开发可再生能源，最具可持续发展理想特征的太阳能光伏发电将进入人类能源结构并成为基础能源的重要组成部分。
但是太阳能光伏发电的成本高达普通煤电成本的6至8倍，如此高的成本很难使其得到普遍推广．因此，提高太阳能的利用效率、降低成本是目前太阳能光伏发电的主要研究方向。
其中，降低太阳能电池发电成本的有效途径之一是用聚光太阳能电池来减少给定功率所需的电池面积，并用比较便宜的聚光器来部分代替昂贵的太阳能电池．在这种系统中，太阳能电池的费用只占系统总费用的-d,部分，所以可以采用工艺先进、效率更高而价格较贵的电池来提高整个系统的性能。
目前可用于提高太阳能利用率的聚光器主要有反射式和折射式两类，本文主要研究折射式聚光器一菲涅尔透镜．3菲涅尔透镜3．1菲涅尔透镜的结构和特点菲涅尔透镜是由平凸透镜演变而来的，是一面刻有一系列同心棱形槽的轻薄光学塑料片，如图1所示．其每个环带都相当于一个独立的折射面，这些棱形环带都能使入射光线会聚到一个共同的焦点上。
因此，消球差是菲涅尔透镜的固有特点。
普通的菲涅尔透镜是具有正光焦度的平面型透镜，其中一个面为棱形槽面，另一个面是平面．这种透镜结构简单，加工方便。
另一种形式为弯月型，即它的基面为曲面，其优点是为消像差增加了自由度，对提高成像质量有利，但工艺较。
菲涅尔透镜的棱形槽一般为每毫米2到8个槽，精密型的可达到每毫米20个槽左右．这样，菲涅尔透镜便完全有可能同以衍射极限为分辨力的一般透镜相比拟。
通常，菲涅尔透镜在整个直径范围内的厚度基本相同，所以使用它可以节省材料，减轻重量，还可减少光吸收作用。
与传统的光学玻璃透镜相比，菲涅尔透镜用于太阳能电池聚光的优点是：①体积小，重量轻，价格便宜，用很少的原料便可得到较大口径的透镜；②加工方便，不易脆裂，“光学记忆力”好；④透光率高，实际上可达到o．85以上(考虑了反射损失和制造缺陷的影响)；④适当设计齿的角度，如采用变焦距技术，可使电池上的光强分布合理，这是其它聚光镜难以做到的；⑤透镜本身就是电池外罩的一部分，可以保护电池，聚光束被包括在一个封闭的罩子里，可防止意外烧伤人体和灼伤眼睛，防止可燃物碎片落入聚光器引起火灾；⑥散热效果好，采用菲涅尔透镜的聚光系统的散热器位于电池外罩的阴影里，不会被太阳直射，便于散热．电池温度低，效率也就高．⑦保养清扫方便，电池无需清扫，如采用齿面向电池的透镜，上面的积尘也很容易清除．⑧有一定的强度和韧性，能经得起砂、石的打击．3．2菲涅尔透镜的成像特性比较起来，菲涅尔透镜的成像质量普遍不如传统光学透镜．在平行光垂直入射的情况下，在其焦面上能得到一个无像差的会聚点，但轴外点的像差则较大．作为准直透镜，表现在物方焦平面上轴外一点发出的光线经过透镜后不是绝对的平行光，而是有一定空间发散角的光．作为聚光透镜则表现为斜入射平行光经过透镜后得到的不是一个理想无像差会聚点，而是一个有一定大小的弥散斑．倾斜的角度越大，弥散斑就越大．4用菲涅尔透镜提高太阳能利用率的实验4．1实验描述本实验采用长为32cm、宽为25cm的点状菲涅尔透镜来聚光，用型号为ZDS-10H的数字照度计来测量照度，该照度计的光接收区域是一个直径为4cm的圆．由于太阳光的照度超过了该照度计的量程，本实验通过在光接收器上遮纸的办法进行光衰减，并通过在视场角为0。
菲涅尔实验报告
菲涅尔实验报告菲涅尔实验报告菲涅尔实验是一项著名的物理实验，以法国物理学家奥古斯丁·菲涅尔的名字命名。
该实验通过观察光的衍射现象，验证了光的波动性质，并为后来的光学理论发展奠定了基础。
实验原理菲涅尔实验的原理基于光的波动理论。
根据波动理论，光是一种波动现象，当光通过一个孔或一个障碍物时，会发生衍射现象。
衍射是光波在通过障碍物或孔洞时发生的弯曲和扩散现象。
实验过程菲涅尔实验的实施需要一些基本的实验装置，如光源、狭缝、屏幕等。
首先，将光源放置在一定的位置上，使其发出一束平行光。
然后，在光源后方放置一个狭缝，通过调节狭缝的大小和位置，可以控制光的强度和方向。
最后，在狭缝后方放置一个屏幕，用来观察光的衍射现象。
实验结果在菲涅尔实验中，观察到的主要现象是光的衍射。
当光通过狭缝后，会在屏幕上形成一系列明暗相间的条纹，称为衍射条纹。
这些条纹的形状和分布规律可以通过菲涅尔衍射公式来解释和计算。
实验意义菲涅尔实验的结果证实了光的波动性质，并为后来的光学理论发展提供了重要的实验依据。
通过菲涅尔实验，我们可以深入了解光的性质和行为，进一步探索光的传播规律和应用领域。
光的波动性质的发现对于光学学科的发展起到了重要的推动作用。
它不仅揭示了光的本质，还为光的应用提供了理论基础。
例如，在光学通信中，我们利用光的波动性质来传输信息；在光学显微镜中，我们利用光的波动性质来观察微观世界。
此外，菲涅尔实验还为其他领域的研究提供了启示。
例如，在声学中，我们也可以利用波动理论来研究声波的传播和衍射现象；在电磁学中，我们可以利用波动理论来解释电磁波的行为。
结论菲涅尔实验是一项重要的物理实验，通过观察光的衍射现象，验证了光的波动性质。
这一实验为光学理论的发展提供了实验依据，并对光学学科的应用产生了重要影响。
菲涅尔实验的成功不仅丰富了我们对光的认识，还为其他领域的研究提供了启示。
通过进一步的研究和实验，我们可以更加深入地了解光的特性和行为，推动光学学科的发展。
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有关菲涅尔透镜的报告
菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。
其是一种微细结构的光学元件，从正面看其象一个飞镖盘，由一环一环的同心圆组成。
基于热释电传感器，菲涅尔透镜的原理为：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。
另外一种理解就是：透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。
而它在热释电传感器中的功能主要是：把红外光线分成可见区和盲区，同时又有聚焦的作用，使热释电红外传感器灵敏度大大增加。
菲涅耳透镜折射式和反射式两种形式，其作用一是聚焦作用，将热释的红外信号折射（反射）在热释电红外传感器上；二是将检测区内分为若干个明区和暗区，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号，这样热释电红外传感器就能产生变化电信号。
在热释电传感器中用得比较多的菲涅尔透镜结构为圆形菲涅尔透镜。
在和普通透镜对比之时，它主要突出在面积大、重量轻、价格比较低、并且轻便易携带，现如今其是技术发展的主要方向。
现在菲涅尔透镜的应用非常的广泛，主要是在：投影显示、太阳能菲涅尔透镜、科研系统、菲涅尔放大镜以及照明光学——菲涅尔透镜准直器等领域。
而在LED这个领域中的应用主要是：能够较好地将理想的电光源校准成平行光源。
因为在现实生活中，没有光源是真
正的电光源，然而固体态发光器如LED就非常小，因此只要透镜和LED之间的距离适当，就可以当成电光源。
因此菲涅尔透镜能够校准LED输出光线为平行光。
而当需要将LED发光体的束光源校准为更宽广的角度范围时候，最常见的做法就是使用反射镜与菲涅尔透镜相结合从而减少光学部件使用量。
李威
2012/10/26。