应用光学实验报告
应用光学实验报告
成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：应用光学实验题目：薄透镜焦距测量和光学系统基点测量指导教师：班级：学号：学生姓名：一、实验目的1.学会调节光学系统共轴。
2.掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
3.研究透镜成像的规律。
4.学习测定光具组基点和焦距的方法二、仪器用具1、光源（包括LED，毛玻璃等）2、干板架3、目标板4、待测透镜（Φ50.0，f75.0mm）5、反射镜6、二维调节透镜/反射镜支架7、白屏8、节点器（含两Φ40透镜，f 200和f 350）三、基本原理1.自准直法测焦距 如下图所示，若物体AB 正好处在透镜L 的前焦面处，那么物体上各点发出的光经过透镜后，变成不同方向的平行光，经透镜后方的反射镜M 把平行光反射回来，反射光经过透镜后，成一倒立的与原物大小相同的实象B A ''，像B A ''位于原物平面处。
即成像于该透镜的前焦面上。
此时物与透镜之间的距离就是透镜的焦距f ，它的大小可用刻度尺直接测量出来。
图1.2 自准直法测会聚透镜焦距原理图2. 二次成像法测焦距由透镜两次成像求焦距方法如下：图1.3 透镜两次成像原理图当物体与白屏的距离f l 4>时，保持其相对位置不变，则会聚透镜置于物体与白屏之间，可以找到两个位置，在白屏上都能看到清晰的像．如上图所示，透镜两位置之间的距离的绝对值为d ，运用物像的共扼对称性质，容易证明：ld l f 422-='上式表明：只要测出d 和l ，就可以算出f '．由于是通过透镜两次成像而求得的f '，这种方法称为二次成像法或贝塞尔法．这种方法中不须考虑透镜本身的厚度，因此用这种方法测出的焦距一般较为准确．3.主面和主点若将物体垂直于系统的光轴，放置在第一主点H 处，则必成一个与物体同样LM大小的正立的像于第二主点H ＇处，即主点是横向放大率β＝＋１的一对共轭点。
过主点垂直于光轴的平面，分别称为第一和第二主面，如图1中的MH 和M ＇H ＇。
光学创新小实验报告
一、实验背景光学作为一门研究光现象及其应用的学科，在现代科技领域具有广泛的应用。
近年来，随着科技的飞速发展，光学领域也涌现出许多创新性的研究成果。
为了提高自身对光学知识的理解和应用能力，我们开展了一系列光学创新小实验。
以下是本次实验的详细报告。
二、实验目的1. 通过实验，加深对光学原理的理解和掌握；2. 培养创新思维和动手能力；3. 提高团队协作能力；4. 探索光学在实际应用中的可能性。
三、实验内容本次实验主要围绕以下四个光学现象展开：1. 光的折射；2. 光的全反射；3. 光的干涉；4. 光的衍射。
四、实验步骤及结果1. 光的折射实验（1）实验步骤：将一束光线从空气射入水中，观察光线在水中的传播情况，并记录下入射角和折射角。
（2）实验结果：根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间存在一定的关系，即n1sinθ1=n2sinθ2。
通过实验，我们验证了斯涅尔定律的正确性。
2. 光的全反射实验（1）实验步骤：将一束光线从空气射入水中，调整入射角，观察全反射现象的发生。
（2）实验结果：当入射角大于临界角时，光线在水中发生全反射。
实验结果符合全反射定律。
3. 光的干涉实验（1）实验步骤：利用双缝干涉实验，观察干涉条纹的形成，并记录下条纹间距。
（2）实验结果：根据干涉条纹的间距公式Δx=λL/d，我们可以计算出光的波长。
实验结果与理论值相符。
4. 光的衍射实验（1）实验步骤：将一束光线通过狭缝，观察光在屏幕上的衍射现象，并记录下衍射条纹的间距。
（2）实验结果：根据衍射条纹的间距公式Δx=λL/a，我们可以计算出光的波长。
实验结果与理论值相符。
五、实验总结通过本次光学创新小实验，我们不仅加深了对光学原理的理解，还培养了创新思维和动手能力。
以下是本次实验的收获：1. 理解了光的折射、全反射、干涉和衍射等基本光学现象；2. 掌握了斯涅尔定律、全反射定律、干涉条纹间距公式和衍射条纹间距公式等基本理论；3. 培养了创新思维和动手能力，提高了团队协作能力；4. 激发了对光学领域研究的兴趣，为今后深入学习光学奠定了基础。
光学公式应用实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉光学基本原理和光学仪器的基本操作；2. 通过实验验证光学公式的正确性；3. 培养学生运用光学知识解决实际问题的能力。
二、实验原理本实验主要验证以下光学公式：1. 斯涅尔定律：入射角、折射角和介质的折射率之间存在关系；2. 傅里叶变换：光波通过一个系统后，其频谱会发生改变；3. 透镜成像公式：物体、像和透镜之间的关系。
三、实验仪器与设备1. 光具座；2. 分光计；3. 平面镜；4. 透镜；5. 激光光源；6. 光电探测器；7. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 光的折射实验（1）将激光光源固定在光具座上，调整激光束使其垂直照射到平面镜上；（2）将平面镜放置在光具座上，调整角度使其反射激光束；（3）将激光束通过一个折射率为n的介质（如水、玻璃等），记录入射角i和折射角r；（4）根据斯涅尔定律n=sin i/sin r，计算介质的折射率n；（5）重复步骤（3）和（4），分别测量不同角度的入射角，验证斯涅尔定律的正确性。
2. 光的衍射实验（1）将激光光源固定在光具座上，调整激光束使其垂直照射到一个狭缝上；（2）将狭缝放置在光具座上，调整狭缝宽度；（3）将光电探测器放置在狭缝后面，记录光强分布；（4）根据衍射公式，计算衍射条纹间距和光强分布，验证衍射现象。
3. 透镜成像实验（1）将激光光源固定在光具座上，调整激光束使其垂直照射到一个透镜上；（2）将透镜放置在光具座上，调整透镜位置；（3）将光电探测器放置在透镜另一侧，记录光强分布；（4）根据透镜成像公式，计算物体、像和透镜之间的关系，验证成像规律。
五、实验结果与分析1. 光的折射实验根据斯涅尔定律，计算不同角度的入射角和折射角，得到介质的折射率。
通过多次实验，验证斯涅尔定律的正确性。
2. 光的衍射实验根据衍射公式，计算衍射条纹间距和光强分布。
通过实验数据，验证衍射现象。
3. 透镜成像实验根据透镜成像公式，计算物体、像和透镜之间的关系。
应用光学实验报告
应用光学实验报告一、实验目的本实验旨在应用光学的基本原理，通过一系列的光学实验，加深对光学现象和光学仪器的理解，掌握光学实验的基本方法和技巧。
二、实验设备与实验原理1.实验设备：（1）凸透镜：用于凸透镜成像的实验。
（2）平凸透镜：用于平凸透镜成像和焦距测定的实验。
（3）反射镜：用于反射镜成像和角度测量的实验。
（4）单缝衍射实验仪：用于单缝衍射实验的仪器。
（5）波长测定仪：用于测量光波长的仪器。
2.实验原理：（1）光学成像：光线经过透镜或者反射镜时，会发生折射或反射，形成实物的像。
像的性质根据入射光线和透镜或反射镜的参数来确定。
（2）凸透镜成像：当物体与凸透镜的距离远大于焦距时，光线经过凸透镜成像的像较小，发生放大现象；当物体与凸透镜的距离接近焦距时，光线经过凸透镜成像的像呈现无穷大；当物体与凸透镜的距离小于焦距时，光线经过凸透镜成像的像为倒立且放大的实像。
（3）平凸透镜成像：光线经过平凸透镜成像时，发生折射，形成实物的像。
像的性质取决于物体与平凸透镜的距离。
（4）反射镜成像：光线经过反射镜产生实物的像。
像的位置由入射光线和反射镜位置决定。
（5）单缝衍射实验：单缝衍射实验仪通过观察光的衍射现象，测量光的波长。
（6）波长测定仪：通过干涉法和角度测量，可以测量光的波长。
三、实验步骤与结果分析1.凸透镜成像实验（1）用凸透镜成像的实验装置，分别将物体放在凸透镜焦点的前后，并观察像的性质。
（2）记录物体与凸透镜的距离及凸透镜成像的结果。
结果分析：通过观察像的性质和测量物体与凸透镜的距离，我们发现当物体与凸透镜的距离远大于焦距时，成像的像较小；当物体与凸透镜的距离接近焦距时，成像的像呈现无穷大；当物体与凸透镜的距离小于焦距时，成像的像为倒立且放大的实像。
2.平凸透镜成像和焦距测定实验（1）用平凸透镜成像和焦距测定的实验装置，分别将物体放在平凸透镜焦点的前后，并观察像的性质。
（2）通过移动凸透镜，找到物体与凸透镜的距离，使成像的像呈现无穷大，以此测量凸透镜的焦距。
应用光学实验报告
应用光学实验报告姓名：xxx班级：xxx学号：xx1.了解学习使用zemax软件，并用zemax完成透镜实验。
2.了解学习使用tfcalc软件，并用tfcalc完成光学薄膜设计和分析实验。
实验内容1.应用zemax设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，使用BK7玻璃。
生成光学特性曲线，光程差曲线，点列图，并进行简单优化。
2.应用tfcalc设计一个光学薄膜，并进行分析。
实验过程任务一1.根据教程学习了解zemax。
2.首先，运行ZEMAX。
为系统输入波长，在第一个“波长”行中输入486，在第二行的波长列中输入587，最后在第三行输入656。
3.设置权重为1.0。
4.定义孔径。
由于需要一个F/4镜头，所以需要一个25mm的孔径。
5.增加第四个表面。
物体所在面为第0面，然后才是第1（STO是光阑面），第2和第3面（标作IMA）。
6.选用玻璃BK7。
并输入镜片厚度是4mm。
7.确定曲率半径，前面和后面的半径分别是100和-100，并输入一个100的值，作为第2面的厚度。
8.应用光线特性曲线图进行判断。
9.优化设计。
10.应用点列图及OPD图衡量光学性能。
任务二1.根据教程学习了解tfcalc。
2.运行tfcalc。
3.设置光薄膜层数。
4.设置每层所用的物质（如TIO2，SIO2等）。
5.运行获得分析曲线图。
任务一图一光线特性曲线图图二光线特性曲线图（纠正离焦后）图三像差图图四OPD图图五多色光焦点漂移图图六点列图任务二图七（选用6层薄膜，材料如图所示）说明：采用六层薄膜，介质分别为SIO2,TIO2，SIO2,TIO2，SIO2,TIO2。
图八（设置“反射”所得）说明：波长在400—700nm之间薄膜适合透射，在700—1200nm之间适合反射。
图九（设置“透射”所得）说明：波长在400—700nm之间透射率在90%—100%之间，适合透射，波长在700—1200nm之间透射率下降，适合反射。
应用光学实验报告
报告(操作性实验)课程名称:应用光学实验题目:薄透镜焦距测量与光学系统基点测量指导教师：班级：学号：学生姓名:一、实验目得1、学会调节光学系统共轴。
２、掌握薄透镜焦距得常用测定方法。
３、研究透镜成像得规律。
４、学习测定光具组基点与焦距得方法二、仪器用具１、光源(包括LED,毛玻璃等)2、干板架3、目标板4、待测透镜(Φ5０、０，f75、0mm)5、反射镜６、二维调节透镜/反射镜支架7、白屏8、节点器(含两Φ40透镜,ｆ200与f ３50)三、基本原理1、自准直法测焦距如下图所示,若物体正好处在透镜Ｌ得前焦面处,那么物体上各点发出得光经过透镜后,变成不同方向得平行光，经透镜后方得反射镜M把平行光反射回来,反射光经过透镜后，成一倒立得与原物大小相同得实象,像位于原物平面处。
即成像于该透镜得前焦面上。
此时物与透镜之间得距离就就是透镜得焦距,它得大小可用刻度尺直接测量出来。
L M图1、2 自准直法测会聚透镜焦距原理图2、二次成像法测焦距由透镜两次成像求焦距方法如下:图1、3 透镜两次成像原理图当物体与白屏得距离时,保持其相对位置不变,则会聚透镜置于物体与白屏之间,可以找到两个位置,在白屏上都能瞧到清晰得像.如上图所示,透镜两位置之间得距离得绝对值为，运用物像得共扼对称性质，容易证明：上式表明:只要测出与,就可以算出.由于就是通过透镜两次成像而求得得，这种方法称为二次成像法或贝塞尔法．这种方法中不须考虑透镜本身得厚度,因此用这种方法测出得焦距一般较为准确．３、主面与主点若将物体垂直于系统得光轴,放置在第一主点Ｈ处,则必成一个与物体同样大小得正立得像于第二主点H'处,即主点就是横向放大率β＝＋１得一对共轭点。
过主点垂直于光轴得平面,分别称为第一与第二主面,如图１中得MH与M'Ｈ＇。
４、节点与节面节点就是角放大率γ=+1得一对共轭点。
入射光线(或其延长线)通过第一节点Ｎ时,出射光线(或其延长线)必通过第二节点N ＇,并于N 得入射光线平行(如图所示)。
光学系列实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法；2. 掌握光学仪器的基本操作和调整技巧；3. 通过实验验证光学理论，加深对光学知识的理解；4. 培养团队合作精神和实验技能。
二、实验内容及步骤1. 实验一：光的反射和折射（1）实验目的：验证光的反射和折射定律，了解光在介质中的传播规律。
（2）实验步骤：1）将实验装置（光具座、平面镜、透镜、光屏等）组装好；2）调节光具座，使光源、平面镜、透镜、光屏等光学元件共线；3）调整平面镜，使入射光线垂直于镜面；4）观察并记录反射光线的方向，验证反射定律；5）将透镜置于入射光线和光屏之间，调整透镜位置，观察折射光线的方向，验证折射定律；6）计算入射角、反射角、折射角，分析光在介质中的传播规律。
（3）实验结果与分析：1）实验结果显示，反射光线与入射光线、法线在同一平面内，且反射角等于入射角，验证了反射定律；2）实验结果显示，折射光线与入射光线、法线在同一平面内，且折射角与入射角之间存在正弦关系，验证了折射定律；3）通过实验结果，加深了对光在介质中传播规律的理解。
2. 实验二：薄膜干涉（1）实验目的：观察薄膜干涉现象，了解干涉原理和薄膜厚度与干涉条纹的关系。
（2）实验步骤：1）将实验装置（薄膜干涉仪、白光光源、光屏等）组装好；2）调整薄膜干涉仪，使白光光源垂直照射到薄膜上；3）观察光屏上的干涉条纹，记录条纹间距；4）改变薄膜的厚度，观察干涉条纹的变化，分析薄膜厚度与干涉条纹的关系。
（3）实验结果与分析：1）实验结果显示，光屏上出现明暗相间的干涉条纹，验证了干涉现象；2）通过改变薄膜的厚度，发现干涉条纹间距与薄膜厚度呈线性关系，符合干涉原理；3）通过实验结果，加深了对干涉原理和薄膜干涉现象的理解。
3. 实验三：衍射和光的衍射极限（1）实验目的：观察光的衍射现象，了解衍射原理和衍射极限。
（2）实验步骤：1）将实验装置（单缝衍射仪、光具座、光屏等）组装好；2）调整单缝衍射仪，使光源垂直照射到单缝上；3）观察光屏上的衍射条纹，记录条纹间距；4）改变单缝宽度，观察衍射条纹的变化，分析衍射极限。
应用光学实验报告
成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：应用光学实验题目：薄透镜焦距测量和光学系统基点测量指导教师：班级：学号：学生姓名：一、实验目的1.学会调节光学系统共轴。
2.掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
3.研究透镜成像的规律。
4.学习测定光具组基点和焦距的方法二、仪器用具1、光源（包括LED，毛玻璃等）2、干板架3、目标板4、待测透镜（Φ，）5、反射镜6、二维调节透镜/反射镜支架7、白屏8、节点器（含两Φ40透镜，f 200和f 350）三、基本原理1.自准直法测焦距 如下图所示，若物体AB 正好处在透镜L 的前焦面处，那么物体上各点发出的光经过透镜后，变成不同方向的平行光，经透镜后方的反射镜M 把平行光反射回来，反射光经过透镜后，成一倒立的与原物大小相同的实象B A ''，像B A ''位于原物平面处。
即成像于该透镜的前焦面上。
此时物与透镜之间的距离就是透镜的焦距f ，它的大小可用刻度尺直接测量出来。
图 自准直法测会聚透镜焦距原理图2. 二次成像法测焦距由透镜两次成像求焦距方法如下：图 透镜两次成像原理图当物体与白屏的距离f l 4>时，保持其相对位置不变，则会聚透镜置于物体与白屏之间，可以找到两个位置，在白屏上都能看到清晰的像．如上图所示，透镜两位置之间的距离的绝对值为d ，运用物像的共扼对称性质，容易证明：ld l f 422-='上式表明：只要测出d 和l ，就可以算出f '．由于是通过透镜两次成像而求得的f '，这种方法称为二次成像法或贝塞尔法．这种方法中不须考虑透镜本身的厚度，因此用这种方法测出的焦距一般较为准确．3.主面和主点若将物体垂直于系统的光轴，放置在第一主点H 处，则必成一个与物体同样LM大小的正立的像于第二主点H ＇处，即主点是横向放大率β＝＋１的一对共轭点。
过主点垂直于光轴的平面，分别称为第一和第二主面，如图1中的MH 和M ＇H ＇。
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实
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姓名：xxx
班级：xxx
学号：xx
1.了解学习使用zemax软件，并用zemax完成透镜实验。
2.了解学习使用tfcalc软件，并用tfcalc完成光学薄膜设计和分析实验。
实验内容
1.应用zemax设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，使用BK7玻璃。
生成光学特性曲线，光程差曲线，点列图，并进行简单优化。
2.应用tfcalc设计一个光学薄膜，并进行分析。
实验过程
任务一
1.根据教程学习了解zemax。
2.首先，运行ZEMAX。
为系统输入波长，在第一个“波长”行中输入486，
在第二行的波长列中输入587，最后在第三行输入656。
3.设置权重为1.0。
4.定义孔径。
由于需要一个F/4镜头，所以需要一个25mm的孔径。
5.增加第四个表面。
物体所在面为第0面，然后才是第1（STO是光阑面），第
2和第3面（标作IMA）。
6.选用玻璃BK7。
并输入镜片厚度是4mm。
7.确定曲率半径，前面和后面的半径分别是100和-100，并输入一个100的值，
作为第2面的厚度。
8.应用光线特性曲线图进行判断。
9.优化设计。
10.应用点列图及OPD图衡量光学性能。
任务二
1.根据教程学习了解tfcalc。
2.运行tfcalc。
3.设置光薄膜层数。
4.设置每层所用的物质（如TIO2，SIO2等）。
5.运行获得分析曲线图。
任务一
图一光线特性曲线图
图二光线特性曲线图（纠正离焦后）
图三像差图
图四OPD图
图五多色光焦点漂移图
图六点列图
任务二
图七（选用6层薄膜，材料如图所示）
说明：采用六层薄膜，介质分别为SIO2,TIO2，SIO2,TIO2，SIO2,TIO2。
图八（设置“反射”所得）
说明：波长在400—700nm之间薄膜适合透射，在700—1200nm之间适合反射。
图九（设置“透射”所得）
说明：波长在400—700nm之间透射率在90%—100%之间，适合透射，波长在700—1200nm之间透射率下降，适合反射。