干涉与衍射光强分布测量

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单缝衍射及光强分布测试实验讲义

单缝衍射及光强分布测试实验讲义

实验单缝衍射及光强分布测试光的干涉和衍射现象揭示了光的波动特性。

光的衍射是指光作为电磁波在其传播路径上如果遇到障碍物,它能绕过障碍物的边缘而进入几何阴影区内传播的现象。

光在衍射后产生的明暗相间的条纹或光环叫衍射图样,包括:单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑等。

根据观察方式的不同,通常把光的衍射现象分为两种类型。

一种是光源和观察屏(或二者之一)距离衍射孔(或缝、丝)的长度有限,或者说入射波和衍射波都是球面波,这种衍射称为菲涅耳衍射,或近场衍射。

另一种是光源和观察屏距离衍射孔(或缝、丝)均为无限远或相当于无限远,这时入射波和衍射波都可看作是平面波,这种衍射称为夫琅禾费衍射,或远场衍射。

实际上,夫琅禾费衍射是菲涅耳衍射的极限情形。

观察和研究光的衍射不仅有助于进一步加深对光的波动理论和惠更斯—菲涅耳原理的理解,同时还有助于进一步学习近代光学实验技术,如光谱分析、晶体结构分析、全息照相、光信息处理等。

衍射使光强在空间重新分布,本实验利用硅光电池等光电器件测量光强的相对分布,是一种常用的光强分布测量方法。

【实验目的】1. 观察单缝衍射现象,加深对波的衍射理论的理解。

2. 测量单缝衍射的相对光强分布,掌握其分布规律。

3. 学会利用衍射法测量微小量的思想和方法。

4. 加深对光的波动理论和惠更斯—菲涅耳原理的理解。

【实验原理】1. 单缝衍射的光强分布光线在传播过程中遇到障碍物,如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时,一部分光会传播到几何阴影中去,产生衍射现象。

如果障碍物的尺寸与波长相近,那么,这样的衍射现象就比较容易观察到。

散射角极小的激光器产生激光束,通过一条很细的狭缝(0.1~0.3mm宽),在狭缝后大于0.5m的地方放上观察屏,就可看到衍射条纹。

由于激光束的方向性很强,可视为平行光束,因此观察到衍射条纹实际上就是夫琅禾费衍射条纹,如图1所示。

光照射在单缝上时,根据惠更斯—菲涅耳原理:把波阵面上的各点都看成子波波源,衍射时波场中各点的强度由各子波在该点相干叠加决定。

光强分布的测量

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。

光的干涉与衍射对光强分布的影响研究

光的干涉与衍射对光强分布的影响研究

光的干涉与衍射对光强分布的影响研究引言:光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播和性质。

在光学中,光的干涉与衍射是两个重要的现象,它们对光的强度分布有着深远的影响。

通过对干涉和衍射现象的研究,我们可以更好地理解光的本质以及光与物质的相互作用。

第一部分:干涉的影响干涉是指两束或多束光波相互叠加,形成明暗相间的干涉条纹的现象。

干涉实验常用的是杨氏双缝实验,通过双缝间的光波干涉,我们可以观察到光强分布的变化。

在干涉条纹中,光强度的分布受到相干性、频率和光波的振幅等因素的影响。

当两束光波相位差为整数倍的情况下,它们将相长干涉,形成明条纹;当相位差为半波长的情况下,它们将相消干涉,形成暗条纹。

这种相干干涉使得光的强度分布出现明显的周期性变化。

干涉还可以用于测量光和物体的特性。

例如,通过干涉仪的测量,可以得到光源的波长,从而识别物质的成分。

干涉技术在科学、工业和医学等领域都有广泛的应用,如激光干涉测量、波前干涉技术等,为各种实际问题的解决提供了有效的手段。

第二部分:衍射的影响衍射是指光波遇到物体边缘或孔洞时发生偏折、扩散的现象。

与干涉不同,衍射是光波在传播过程中的普遍现象,不需要相干光源的参与。

衍射对光强的分布也产生了显著的影响。

当光通过狭缝或物体的边缘时,会发生衍射现象,形成衍射图样。

衍射图样在观察平面上呈现出一系列的亮暗区域,这些亮暗区域代表着光强度的变化。

衍射的主要因素是物体的大小和光的波长。

当物体的尺寸接近或小于光的波长时,衍射效应达到最显著。

例如,当光通过一个非常狭窄的孔洞时,会出现强烈的衍射现象,形成明亮的中央光斑和一系列的暗环。

衍射技术在显微镜、望远镜和光学传感器等领域有着广泛的应用。

通过衍射的特性,我们可以实现对微小物体的观察和精确测量,提高光学仪器的分辨率和性能。

第三部分:干涉与衍射的结合在实际应用中,干涉和衍射往往同时存在,相互作用。

通过这种结合,我们可以更加细致地研究光的强度分布以及物体的特性。

大学物理实验报告测量双缝衍射的光强分布

大学物理实验报告测量双缝衍射的光强分布

测量双缝衍射的光强分布是一个经典的大学物理实验,它可以帮助学生理解波动光学和干涉现象。

以下是一个可能的实验报告结构,供你参考:
实验目的
本实验旨在通过测量双缝衍射的光强分布,观察和分析干涉现象,验证双缝衍射理论,并探索光波的波动性质。

实验原理
介绍双缝衍射的基本原理,包括波动光学的基本概念、双缝干涉条件、叠加原理等。

对于光强分布的理论推导也应包括在内。

实验装置
列出实验所用的仪器和设备,包括光源、双缝装置、光屏、测量仪器等,并附上相应的示意图或照片。

实验步骤
1. 调整实验装置,使光源发出的光通过双缝装置后在光屏上形成清晰的衍射图样。

2. 使用测量仪器(如光强计或光电探测器)在光屏上不同位置测量光强,并记录数据。

3. 依次改变双缝间距、波长等参数,重复测量光强分布曲线。

数据处理与分析
将实验测得的光强分布数据进行处理和分析,可以绘制出光强与位置的关系图,并与理论曲线进行对比。

分析实验结果是否符合双缝衍射的理论预期。

实验结论
总结实验的主要结果和观察到的现象,讨论实验结果与理论预期的一致性或差异,指出实验中存在的误差和不确定性,并提出可能的改进方法。

实验心得
个人对实验过程和结果的体会和反思,包括对物理原理的理解、实验操作的感受以及可能的改进方向。

参考文献
列出实验报告所依据的参考文献和资料,包括相关的物理学教科书、学术论文等。

实验数据
如果可能,可以附上实验原始数据、数据处理的电子表格或图表等附录资料。

以上是一个实验报告的大致结构,你可以根据实际情况和老师的要求进行适当调整和补充。

光强的分布实验报告

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

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。

WGZ-II 光强分布测定仪说明书

WGZ-II 光强分布测定仪说明书

产品说明书一、概述WGZ-II/IIA型光强分布测试仪用硅光电池作光电转换元件,数字式检流计测量光电转换后的光电流值,其性能稳定,操作简便,读数准确直观。

本产品为普通物理、物理光学的基本实验仪器,主要功能有:1、单缝、单丝、双缝、多缝等衍射、干涉图形的一维光强分布测定;2、小孔、小屏、矩孔、双孔、光栅和正交光栅等的衍射、干涉现象演示实验;3、偏振光实验光强变化的测定;4、验证马吕斯定律。

二、技术参数与指标一、导轨长度1200mm二、激光器座规格(IIA型中未予配置)可配250mm氦氖激光器三、分划板分小孔狭缝板和光栅板两种详细规格见图一、图二四、可调狭缝宽度0—1 mm(连续可调)五、扩束镜倍率13X六、一维光强分布测量距离>80 mm最小读数:0.01 mm七、偏振光实验测量范围360°刻线最小读数:2°八、数字式检流计光电流测量范围:0~2×10-4A最小读数:1×10-10A九、供电电源交流220V±11V,频率50HZ(交流稳压)十、仪器净重42kg图一小孔狭缝板单缝F1:a= 0.1 F2:a=0.2 F3:a=0.3单丝S1:a= 0.1 S2:a= 0.2 S3:a= 0.3小孔XK1:φ= 0.2 XK2:φ= 0.3 XK3:φ= 0.4 小屏XP1:φ= 0.2 XP2:φ= 0.3 XP3:φ= 0.4图二光栅板正交光栅GS1:纵横均为50条/mm 光栅GS2:50条/mm 双孔φ= 0.2 SK1:d=0.25 SK2:d=0.32 SK3:d=0.4 矩孔:JK a= 0.12,b=0.2 单缝DF1:a= 0.08 双缝SF1:a= 0.08 d= 0.16 SF2:a= 0.08 d= 0.20 SF3:a= 0.06 d= 0.10多缝DF1:4缝a= 0.06 d=0.1×4 DF2:9缝a= 0.06 d= 0.1×9三、仪器组成仪器含导激光器座(IIA型中未予配置)、半导体激光器(IIA型中配置,II型中未予配置)、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(全套)、专用测量线等。

单缝衍射的光强分布实验报告

单缝衍射的光强分布实验报告

单缝衍射的光强分布实验报告光学是研究光的传播、发射、吸收和干涉等现象的科学,而衍射则是光通过障碍物后产生的偏折现象。

单缝衍射实验是光学实验中的经典实验之一,通过实验可以观察到光在通过单缝时的衍射现象,进而研究光的传播规律和特性。

本实验旨在通过实验观察和数据分析,探究单缝衍射的光强分布规律,为光学理论提供实验依据。

实验装置及原理:本实验采用的实验装置主要包括,光源、单缝装置、准直透镜、光强测量仪等。

光源通过准直透镜后,射入单缝装置,经过单缝后形成衍射光斑,最后被光强测量仪测量光强分布。

单缝衍射的原理是,当光波通过单缝时,由于单缝的存在,光波会发生衍射现象,形成一系列干涉条纹,通过测量这些干涉条纹的光强分布,可以得到单缝衍射的光强分布规律。

实验步骤及数据处理:1. 调整光源和准直透镜,使光线垂直射入单缝装置;2. 通过光强测量仪,测量不同角度下的光强分布;3. 记录实验数据,绘制光强分布曲线;4. 根据实验数据,分析单缝衍射的光强分布规律。

实验结果及分析:通过实验数据处理和分析,我们得到了单缝衍射的光强分布曲线。

实验结果表明,单缝衍射的光强分布呈现出明显的周期性变化,且中央最亮,两侧逐渐减弱的规律。

这与衍射现象的理论预期相符合,进一步验证了光的波动性和衍射现象的存在。

结论:通过本实验,我们成功观察到了单缝衍射的光强分布规律,实验结果与理论预期相符合。

这为光学理论的研究提供了实验依据,也为光学应用提供了重要的参考。

同时,本实验也展示了光学实验的重要性和实验方法的重要性,为光学实验教学提供了有力支持。

总结:单缝衍射实验是光学实验中的重要实验之一,通过实验可以观察到光的波动性和衍射现象,为光学理论的研究和光学应用提供了重要的实验依据。

本实验通过实验观察和数据分析,成功得到了单缝衍射的光强分布规律,实验结果与理论预期相符合。

这为光学理论研究和实验教学提供了重要参考,也为光学应用提供了重要支持。

希望通过本实验的学习,可以更好地理解光学原理,提高实验技能,为光学领域的发展贡献自己的力量。

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前言随着科技进步,当今先进的光谱实验室已不再使用照相干版法获得光谱图形,先进的光学实验室也不再用测量望远镜或丝杠带动光电池来测量干涉、衍射花样的光强分布,所使用的都是以CCD器件为核心构成的各种光学测量仪器。

LM99PC单缝衍射仪/多道光强分布测量系统用线阵CCD器件接收光谱图形和光强分布,利用计算机的强大数据处理能力对采集到的数据进行分析处理,通过直观的方式得到我们需要的结果。

与其他产品相比,LM99PC具有分辨率高(微米级),实时采集、实时处理和实时观测,观察方式多样,物理现象显著,物理内涵丰富,软件功能强大等明显的优点,是传统单缝衍射仪的升级换代产品。

第1章硬件组成一套完整的LM99PC由光具座、激光器、组合光栅、LM501/601 CCD光强分布测量仪和计算机数据采集盒(USB接口),外加一套计算机组成。

LM99PC外观1.激光器:小功率的半导体激光器或He-Ne激光器均可在LM99PC上使用;2.组合光栅:由光栅片和二维调节架构成,见图1,光栅片上有7组图形,见图2。

光栅片上部/ 下部第1组:单缝(a=0.12mm)/ 单丝(0.12mm)第2组:单缝(a=0.10mm)/ 单丝(0.10mm)第3组:单缝(a=0.07mm)/ 双缝(a=0.07mm,d=2)第4组:单缝(a=0.07mm)/ 双缝(a=0.07mm,d=3)第5组:单缝(a=0.07mm)/ 双缝(a=0.07mm,d=4)第6组:双缝(a=0.02mm)/ 三缝(a=0.02mm,d=2)第7组:四缝(a=0.02mm)/ 五缝(a=0.02mm,d=2)d为缝中心的间距与缝宽的比值。

几组多缝结构按排是针对母国光等编第 1 页 共 21 页《光学》P223~P227;P325~P331的教学内容所设计。

3.计算机数据采集盒:计算机数据采集盒用USB 接口与计算机相连,同时以DB15插座通过电缆线与LM601/501 CCD 光强仪后面板各插孔相连。

采集盒上有一个12位的A/D 转换器,也就是说可以把CCD 器件上每一个光敏单元上的光强信号分成4096个灰度等级。

空间分辨率与所使用的CCD 光强仪的型号有关,在11μm ~14μm 之间,详见下文。

采集盒对计算机要求不高,586最小配置,有USB 接口就可以了。

4.CCD 光强分布测量仪:其核心是线阵CCD 器件。

CCD 器件是一种可以电扫描的光电二极管列阵,有面阵(二维)和线阵(一维)之分。

LM601/501 CCD 光强仪所用的是 线阵CCD 器件,性能参数如下表。

LM601/501 CCD光强仪机壳尺寸为150mm ×100mm ×50mm ,CCD 器件的光敏面至光强仪前面板距离为4.5mm 。

LM601/501 /501 CCD 光强仪后面板各插孔标记含义如下,波形见图3:“示波器/微机”:当光强仪配接的是CCD 数显示波器或通用示波器时,将此开关打在“示波器”位置,“同步”脉冲频率为50Hz ;当配接的是按装有计算机数据采集盒的微机系统时,把开关打在“微机”位置,“同步”脉冲频率为1~5Hz ,“采样”脉冲频率为10~15KHz 左右。

“同步”:启动CCD 器件扫描的触发脉冲,主要供示波器X 轴外同步触发和计算机数据采集盒同步用。

“同步”的含意是“同步扫描”。

接红色插头电缆线。

“采样”:每一个脉冲对应于一个光电二极管,脉冲的前沿时刻表示外接设备可以读取光电管的光电压值,“采样”信号供计算机数据采集盒“采样”同步。

此脉冲也可作为几何形状测量时的计数脉冲。

接黄色插头电缆线。

“信号”:CCD 器件接受的空间光强分布信号的模拟电压输出端。

接蓝色插头电缆线。

“同步” 、“采样”和“信号”三者所接的电缆线合为一个DB15插头,连至计图1:组合光栅图2:光栅片2算机数据采集盒。

第2章 安装和使用注意整套LM99PC 的安装请参照图4所示,实验系统最好按置在光具座上,或磁性钟表座20ms 0v 5v 信号 信号光强 环境光强 401 : 1024×14μm 501 : 2048×14μm 601 : 2592×11μm 801 : 5360×7μm 5v0信号光强 (扫描基线) 采样 同步 图3 CCD 光强仪后面板各插孔输出波形 计 算 机1 2 3 4 5 1–计算机数据采集盒 2-LM601/501 CCD 光强仪 3–组合光栅架 4-连续减光器 5–激光器 图4 LM99PC 安装图加铁板方式,也可按置在稳定的实验桌上。

使用中有几点需要注意:1.LM601/501CCD光强仪有很高的光电灵敏度,需在暗环境中使用,在一般室内光照条件下,已趋饱和,在CCDWIN软件上显示出的采集曲线为全高;在没有暗室的情况下,可以在LM601/501 CCD光强仪和组合光栅架之间架设一个遮光筒(例如两端开口的封闭纸盒);2.单缝与CCD光强仪之间的距离Z应尽可能满足远场条件(Z>>2a/ 8,a为缝宽);3.扫描基线(0信号光强)的位置调节:将LM601/501 CCD光强仪的采光窗口遮住,使窗口无法接受到任何光线,扫描基线应在屏幕上呈现为一条近似的平直线,它的位置约在满幅度的10%左右,如果不在,可在程序运行中微调CCD采集卡上的电位器来解决。

扫描基线(0信号光强)的位置对实验影响不大,正确的位置有利于得到漂亮的采集曲线;4.如果采集到的曲线出现了“削顶”,则有两种可能:一是CCD器件饱和,说明信号光过强(注意:不是环境光过强),这时可以调节连续减光器,或者减小激光器的功率;二是软件中选项里的增益参数调得太大,应使之减小;5.一般的衍射花样是一种对称图形。

但有时采集到的图形左右不对称,这主要是各光学元件的几何关系没有调好引起的。

实验时,应a)调节单缝的平面与激光束垂直。

检查方法是,观察从缝上反射回来的衍射光,应在激光出射孔附近;b)调节组合光栅架上的俯仰或水平调节手轮,使缝与光强仪采光窗的水平方向垂直(或调节光强仪);6.如果光强曲线幅值涨落或突跳,是激光器输出功率不稳造成的,常发生在用He—Ne激光器时,如采用半导体激光器就不会有这种情况;7.如果单缝衍射曲线主极大顶部出现凹陷,常发生在使用质量欠佳的玻璃基板的单缝时,主要是单缝的黑度不够,有漏光现象。

如将衍射光直接投射到屏上,可观察到主极大中间有一道黑斑;8.如果曲线不圆滑漂亮,请将衍射光直接投射到屏上,如发现衍射花样很乱,边缘不清晰,可能是缝的边缘不直或刀口上有尘埃。

再一个原因是CCD光强仪采光窗上有尖埃,可左右移动光强仪,寻找较好的工作区间。

第3 页共21 页第3章软件概述及安装CCDWIN 6.0是在DOS版CCD7及Windows版CCDWIN的较早版本上根据广大用户的反馈意见不断修改而成的最新版本。

CCDWIN 6.0主要与CCD光强仪相配合,用于普通物理、近代物理实验的空间光强分布采集处理,光谱实验的采集处理和其它科研场合。

它提供了对空间光强分布的实时采集及实时数据处理,并有若干种观测显示方式;它可以方便地保存和调用数据,或打印出需要的图形;另外,灵活的参数选择和环境设置更使采集分析工作随心所欲。

CCDWIN 6.0在Windows 9X及Windows2000/Me/XP下使用。

今后广大用户还会及时地免费得到不断完善丰富的新版本。

本软件的外观风格如上图所示,大致可分为以下五个部分:1.曲线全貌区域(全局视窗),即上图中所占面积最大的红色曲线区域。

CCDWIN 会动态地将所有采样点或来自文件的数据压缩后显示在这一区域内,但这也不可避免地引起了一些采样点的暂时不可见。

它的横坐标指示了采样点的范围,右边的纵坐标指示了信号A/D转换结果的幅度,100%处对应着最大值4096。

此处有一个蓝色的选择框,它所覆盖的曲线范围在局部放大区域里精确地显示。

选择框的大小会动态地自行调整。

要移动它,用键盘的左/右方向键、4PageUp/PageDown或将鼠标置于此框内按下鼠标左键拖动即可;2.局部放大区域(局部视窗),即曲线全貌区域左边的区域。

这一部分提供了对曲线某一段的可以精确到每一个采样点的观测。

当鼠标落在这个区间时,会弹出一条拾取线,它所对应的采样点的序号(ch)、A/D转换值、原模拟电压值、放大倍率(在下文中介绍)将显示在此部分下的横条里。

左边的纵坐标指示了输入信号在A/D转换前的模拟电压值,最高为10伏。

另外,出于实验需要,也可将局部视窗放大而压缩主视窗,详见下述;3.图形区域(图形视窗),即曲线全貌区域和局部放大区域下方的区域,分为两个部分,分别模拟曲线全貌区域和局部放大区域里曲线的传统黑白照片效果,它们可以被关闭;4.A/D转换数据表格区域,即上图中的竖置表格。

其中显示了当前每个采样点的A/D转换结果;5.状态条,位于屏幕的最下方,显示了程序运行中的一些信息。

如果不可见,请将Windows任务栏的“总在最上面”属性关闭。

在下面的几章里,我们将通过每个菜单命令的详细描述来介绍CCDWIN5.0的功能和使用。

第4章文件菜单‘开始采集’与热键F1相对应,将按设定的增益开始采集光强信号,在当前绘制线型(填充线、点线、实线)下,以选定的采样点长度为单位实时地分析处理并绘制出曲线。

若光强仪未接好,CCDWIN会在若干秒的检测等待后给出告警提示。

‘停止采集’与热键F2相对应,将停止采集工作。

停止前采到的最后一组数据图形将冻结保留在屏幕上。

退出CCDWIN前应停止采集,否则将给出告警提示。

‘打开…’与热键F3相对应,弹出一个标准的Windows文件打开对话框,用以打开以前保存的*.ccd(曲线)文件,以当前的绘制线型显示出来,但增益与采样点长度将更改为保存此曲线时的设定值。

如果在采集中打开文件,原来的采集将停止。

‘保存’与热键F4相对应,用于将当前屏幕上的某幅数据图形(采集或停止时均可)保存至CCDWIN工作子目录下的d文件中。

mm表示月份,dd表示日期,xxxx第5 页共21 页是0 – 9999范围内的编号。

每一个这样的文件中都包含了当时的采样点数,增益值及所有采样点的A/D转换值。

示例如下图。

‘另存为…’与热键F5相对应,可由用户指定文件存放的位置,其余同上。

‘连续保存…’与热键F7相对应,可以不间断地保存一组连续采集的曲线。

在控制台的选项对话框里设定连续采集的数量。

‘打印’、‘打印预览’和‘打印设置’提供了一组标准的Windows打印管理组件,用于打印指定数据文件的图形。

需要注意的是,用不同打印机获得的图形是不同的。

举例来说,针式打印机下一幅页面只能打出2200个采样点,而喷墨打印机可以打出3400个,激光打印机则更多,因此,一帧采样长度为3000的曲线,在以上三种打印机下可能各需2页,1页和半页。

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