光学基础实验知识点

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光学设计基础知识点汇总

光学设计基础知识点汇总

光学设计基础知识点汇总光学设计是光学工程领域中的重要组成部分,它关注光的传播、聚焦和分析等过程,以满足特定的设计需求。

本文将对光学设计的基础知识点进行汇总,旨在帮助读者了解光学设计的基本原理和方法。

一、光的传播与折射在光学设计中,光的传播和折射是非常重要的基础知识点。

光的传播遵循直线传播的原则,即光线在均匀介质中直线传播。

当光线从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象。

折射现象遵循斯涅尔定律,即入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一定的关系。

二、光的反射和镜面成像反射是光学设计中另一个重要的基础知识点。

根据菲涅尔反射定律,光线在平面镜上发生反射时,入射角等于反射角。

基于反射原理,可对镜面成像进行分析。

当光线平行于主光轴入射到凸透镜或凹透镜上时,可利用薄透镜公式计算成像位置和成像大小。

三、透镜和光的成像透镜是光学设计中常用的元件,它可以实现对光的聚焦和分散作用。

根据透镜的形状,可分为凸透镜和凹透镜。

凸透镜可以使光线向主光轴聚焦,有收敛作用;凹透镜则使光线远离主光轴,具有发散作用。

通过透镜公式,我们可以计算出透镜的焦距、物距、像距和成像大小等参数。

四、光的色散和光谱分析光的色散是指光在不同介质中传播时,不同波长的光线受到的折射程度不同,使得白光分解成不同颜色的现象。

通过光谱分析,我们可以获得物质的特征光谱,进而对物质进行分析和识别。

光学设计中经常利用色散现象实现对光的分析和处理。

五、光学元件的设计与优化在光学设计中,为了满足特定的设计需求,需要设计和优化各种光学元件。

光学设计的目标是通过调整元件的形状、材料和参数等因素,使得光线能够达到预定的聚焦效果或光谱分析要求。

常用的设计方法包括几何光学方法、光线追迹法以及优化算法等。

光学设计是一门复杂而精密的学科,需要深入了解光学基础知识和相应的数学物理知识。

通过对光的传播、折射、反射、成像、色散等方面的研究,可以不断提升光学设计的能力和水平。

同时,结合实际应用需求,有效运用光学元件,可以实现各种光学设备和系统的设计与制造。

光学基础参数知识点总结

光学基础参数知识点总结

光学基础参数知识点总结在光学中,有许多参数是非常重要的,它们对于光学系统的设计和性能具有重要意义。

在本文中,我们将会对一些光学基础参数进行总结,包括折射率、透射率、反射率、反射光学和透射光学等内容。

折射率是介质对光的折射能力的度量,它是光在空气和介质之间传播时的速度比值。

介质的折射率是介质的物理性质的重要度量,也是材料的光学性质的基本参数之一。

折射率与波长、温度、压力等因素密切相关,折射率随波长而变化会出现色散现象,这在光学系统设计中是需要考虑的因素。

通过改变光学材料的折射率,可以实现对光的传播速度和方向的控制,这是许多光学器件的基础。

透射率是介质对光线透射的能力的量度,即透过介质的光线的亮度与入射光线的亮度之比。

透射率通常是介质的光学性能的重要参数之一,它对于介质的透明度和透射光的品质有很大的影响。

透射率与折射率有一定的关系,通常在介质的折射率较高时,透射率也较高。

透射率的大小与光线波长和入射角度有关,当光线的波长随着由可见光向红外或紫外光谱方向移动时,透射率也会出现变化。

反射率是介质对光线反射的能力的度量,即反射光的亮度与入射光的亮度之比。

反射率也是介质的光学性能的重要参数之一,它对于介质的反射性能和透射光的品质有很大的影响。

反射率与折射率和透射率有一定的关系,通常在介质的折射率较高时,反射率也较高。

反射率的大小与光线波长和入射角度有关,当光线的波长随着由可见光向红外或紫外光谱方向移动时,反射率也会出现变化。

反射光学是研究光在反射过程中的基本规律和应用的一门学科,包括反射光线的传播、反射率、反射系数、反射角等内容。

在反射光学中,通过对光线的反射规律和反射光学性质的研究,可以实现对反射光的控制和利用,这对于光学系统的设计和应用具有重要的意义。

透射光学是研究光在透射过程中的基本规律和应用的一门学科,包括透射光线的传播、透射率、透射系数、透射角等内容。

在透射光学中,通过对光线的透射规律和透射光学性质的研究,可以实现对透射光的控制和利用,这对于光学系统的设计和应用具有重要的意义。

光学性质知识点总结

光学性质知识点总结

光学性质知识点总结光学是研究光的传播和相互作用的一门物理学科。

在日常生活和工业生产中,光学在多个领域都有着重要的应用,比如光学仪器、光学材料、光学通信等。

了解光学性质是理解光学现象和应用的基础,本文将对光学性质的相关知识点进行总结。

1. 光的波动性质在17世纪,荷兰物理学家荷兰威廉·斯劳登发现光在通过狭缝后会出现干涉现象,这一发现表明光具有波动性质。

波动性质是指光的传播具有波动的特征,包括波长、频率、波速等。

通过实验和理论研究,人们逐渐认识到光波的干涉、衍射、偏振等现象,这些现象无法用粒子模型来解释,进一步证明了光的波动性质。

2. 光的粒子性质尽管光具有波动性质,但在一些实验和现象中,光也表现出了粒子的特征,比如光电效应、康普顿散射等。

这些实验表明,光的传播和相互作用可以用粒子模型来解释。

爱因斯坦提出了光子理论,认为光是由一连串能量量子组成的。

这一理论的提出,使得人们能够更好地理解光的粒子性质,并在光的激光、半导体等领域有了重要应用。

3. 光的传播光的传播遵循光波理论和光子理论,光在真空中的传播速度为光速,约为3×10^8m/s。

在介质中,光的传播速度会受到介质折射率的影响,根据斯内尔定律,光在不同介质中传播时会出现折射和反射现象。

此外,材料的介电常数和磁性能也会影响光的传播性质。

4. 光的吸收和发射在光与物质相互作用的过程中,光可以被物质吸收,也可以被物质发射。

当光进入物质时,一部分光的能量会被物质吸收,使得物质内部的电子激发,转化为热能或发射能量。

物质也可以发射光,这种现象就是发射光。

根据玻尔理论和量子力学,物质的能级结构会影响光的吸收和发射性质。

5. 光的干涉现象干涉现象是指两个或多个波的叠加相互作用,造成波的增强或减弱的现象。

光的干涉现象是光波的波动性质的重要表现。

干涉实验中常用的光源有白光、单色光等,通过不同的干涉装置可以观察到干涉条纹的出现。

著名的双缝干涉实验是干涉现象的典型实验,它展示了光的波动特性。

高中物理光学部分知识点总结

高中物理光学部分知识点总结

物理知识点一、光源1.定义:能够自行发光的物体.2.特点:光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能,光在介质中传播就是能量的传播.物理知识点二、光的直线传播1.光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播,各种频率的光在真空中传播速度:C=3³108m/s;各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度,即 v<c。

< p="">2.本影和半影(l)影:影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域.(2)本影:发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域.(3)半影:发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域.(4)日食和月食:人位于月球的本影内能看到日全食,位于月球的半影内能看到日偏食,位于月球本影的延伸区域(即“伪本影”)能看到日环食.当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住,便分别能看到月偏食和月全食.3.用眼睛看实际物体和像用眼睛看物或像的本质是凸透镜成像原理:角膜、水样液、晶状体和玻璃体共同作用的结果相当于一只凸透镜。

发散光束或平行光束经这只凸透镜作用后,在视网膜上会聚于一点,引起感光细胞的感觉,通过视神经传给大脑,产生视觉。

理知识点三、光的反射1.反射现象:光从一种介质射到另一种介质的界面上再返回原介质的现象.2.反射定律:反射光线跟入射光线和法线在同一平面内,且反射光线和人射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.3.分类:光滑平面上的反射现象叫做镜面反射。

发生在粗糙平面上的反射现象叫做漫反射。

镜面反射和漫反射都遵循反射定律.4.光路可逆原理:所有几何光学中的光现象,光路都是可逆的.物理知识点四.平面镜的作用和成像特点(1)作用:只改变光束的传播方向,不改变光束的聚散性质.(2)成像特点:等大正立的虚像,物和像关于镜面对称.(3)像与物方位关系:上下不颠倒,左右要交换物理光学知识点汇总:双缝干涉(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象.(2)产生干涉的条件两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.(3)双缝干涉实验规律①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为 .若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹.②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹.③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹.④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即 .在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ.⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小,故可知大于小于.物理光学知识点汇总:薄膜干涉(1)薄膜干涉的成因:由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹.(2)薄膜干涉的应用①增透膜:透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的.②检查平整程度:待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲现象.。

光学体系知识点梳理总结

光学体系知识点梳理总结

光学体系知识点梳理总结一、光学基础知识1. 光的本质光是电磁波的一种,是一种由电场和磁场交替而成的波动现象。

光是由光源发出,经过介质传播,最终影响我们的视觉系统。

2. 光的特性(1)波动特性:光具有波动性,可以表现为干涉、衍射、偏振等现象。

(2)微粒特性:光也具有微粒性,可以用光子模型解释光电效应、康普顿效应等现象。

3. 光的传播(1)直线传播:在均匀介质中,光沿着直线传播,遵循光的直线传播定律。

(2)折射现象:当光线从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象,遵循折射定律。

(3)反射现象:当光线从介质表面反射时,遵循反射定律。

4. 光的颜色白光是由所有可见光波长组成的,当光通过色散介质时,不同波长的光会按不同程度发生偏折,从而产生色散现象。

5. 光学仪器(1)凸透镜:透镜是一种光学元件,可以将平行入射的光线聚焦或发散。

(2)凹透镜:凹透镜同样可以将平行入射的光线聚焦或发散,与凸透镜形成对称。

(3)棱镜:通过对光的折射和衍射,可以实现光的分光和复合。

二、光学成像1. 成像原理成像是光学系统中非常重要的一部分,成像原理是指当物体放在一定位置时,通过透镜、镜面等光学元件可以在另一位置产生与实物相似的像。

2. 透镜成像透镜成像是指通过透镜实现对物体的成像,分为凸透镜和凹透镜成像。

3. 成像公式成像公式是描述透镜成像的数学关系式,可以根据物距、像距、焦距等参数计算成像的位置和大小。

4. 像的性质像的性质包括实像与虚像、正像与负像、放大与缩小等,是成像过程中需要了解的重要内容。

5. 透镜组成像透镜组成像是指通过不同透镜的组合实现对物体的成像,常见的透镜组包括双凸透镜组、凹凸透镜组等。

6. 成像畸变(1)球差:由于透镜的非理想性,会出现球差现象,导致成像的模糊和色差。

(2)色差:不同波长的光经过透镜时折射角度不同,会导致色差现象,影响成像的清晰度。

三、光学仪器1. 望远镜望远镜是一种基于透镜或镜面的光学仪器,可以放大远处物体的像,包括折射望远镜和反射望远镜。

光学基础知识点总结

光学基础知识点总结

光学基础知识点总结一、光的基本特性光是电磁波的一种,具有波粒二象性,既具有波动性,也具有粒子性。

光的波长决定了它的颜色,波长越短,频率越高,颜色就越偏向紫色;波长越长,频率越低,颜色就越偏向红色。

媒质对光的传播起到了阻碍的作用,阻碍的程度由折射率决定。

在真空中,光速是最高的,为3.0×10^8m/s。

二、光的传播光在真空中的传播速度是最快的,当光通过不同介质时,光速会减慢,并且折射。

光的折射是由于光速在不同介质中的差异导致的,根据折射定律,入射角和折射角之比等于两种介质的折射率之比。

当光从光密介质射向光疏介质时,入射角大于折射角;反之,当光从光疏介质射向光密介质时,入射角小于折射角。

这就是为什么水池里的东西看上去都有些歪的原因。

三、光的反射和折射光的反射是指光线从一种介质透过到另一种介质时,遇到界面时发生的现象。

根据反射定律,光线的入射角等于反射角,反射定律表明入射角和反射角是相等的。

光的折射是指光在通过两种介质的分界面时,由于介质折射率的不同,在两种介质中的传播方向发生改变的现象。

四、光的干涉和衍射光的干涉是光波相互叠加,在波峰与波谷相遇时叠加会增强,而在波峰与波峰相遇时叠加会减弱。

光的干涉现象有两种:一种是菲涅尔干涉,一种是朗伯干涉。

光的衍射是指光波通过一道障碍物,由于波的直线传播受到限制,在障碍物边缘处波前发生变形,这种现象就是衍射。

光的干涉和衍射是光学中非常重要的现象,也是很多光学仪器(如干涉仪、衍射光栅等)的原理基础。

五、光学成像光学成像是指通过光学器件将物体的形象投射到屏幕或者成像器件上的过程。

根据成像光学器件的不同,光学成像可以分为透镜成像和反射镜成像。

在透镜成像中,成像的原理是由于透镜对光的折射性质,使得光线汇聚或发散从而产生物体的形象。

在反射镜成像中,成像的原理是由于反射镜对光的反射性质,使得光线经过反射后,同样能够形成物体的形象。

光学成像技术在医学、军事、天文学、摄影等领域都有着非常重要的应用。

光学知识点光的干涉与衍射

光学知识点光的干涉与衍射

光学知识点光的干涉与衍射光学知识点:光的干涉与衍射在光学的奇妙世界中,光的干涉与衍射是两个极为重要的现象。

它们不仅让我们对光的本质有了更深入的理解,也在众多领域有着广泛的应用。

光,作为一种电磁波,具有波粒二象性。

而光的干涉和衍射现象,正是光波动性的有力证明。

先来说说光的干涉。

当两列或多列光波在空间相遇时,如果它们的频率相同、振动方向相同,并且在相遇点的相位差恒定,就会发生干涉现象。

简单来说,就是光波相互叠加,导致某些区域的光强增强,而另一些区域的光强减弱。

最经典的光干涉实验当属杨氏双缝干涉实验。

在这个实验中,一束光通过两条相距很近的狭缝,在屏幕上形成了明暗相间的条纹。

这是因为从两条狭缝射出的光就像是两个相干光源,它们在屏幕上相遇时发生了干涉。

在实际生活中,光的干涉有着许多应用。

比如,在光学精密测量中,利用干涉原理可以精确测量长度、角度等物理量。

干涉显微镜就是一个很好的例子,它能够检测出微小的表面形貌差异。

再谈谈光的衍射。

光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,会偏离直线传播的路径,在障碍物的几何阴影区域内出现光强分布不均匀的现象,这就是光的衍射。

衍射现象的产生可以用惠更斯菲涅耳原理来解释。

这个原理认为,波阵面上的每一点都可以看作是一个新的次波源,这些次波源发出的次波在空间相遇时相互叠加,从而形成了衍射图样。

单缝衍射是一种常见的衍射现象。

当一束平行光通过一个宽度有限的单缝时,在屏幕上会出现中央亮纹最宽最亮,两侧对称分布着明暗相间的条纹。

光的衍射在许多方面也发挥着重要作用。

比如,在光学仪器的设计中,必须考虑衍射效应,以提高仪器的分辨率。

衍射光栅则是利用衍射原理来分光的重要器件。

光的干涉和衍射既有相似之处,又有不同点。

相似之处在于,它们都是光的波动性的表现,都涉及到光的叠加和能量的重新分布。

不同之处在于,干涉通常是两列或多列光波的叠加,而衍射则是光波自身遇到障碍物或孔隙时发生的弯曲和展宽。

要深入理解光的干涉和衍射,还需要从数学的角度进行分析。

光学教程知识点总结

光学教程知识点总结

光学教程知识点总结光学是物理学的一个分支,研究光的产生、传播、探测和应用。

光学的研究对象包括光的发射和吸收、光的传播、光与物质的相互作用等。

光学在现代科学技术领域中具有非常重要的地位,并且在日常生活中也有着广泛的应用。

下面将对光学的一些基本知识点进行总结。

一、光的波动特性1. 光的波动模型光是一种电磁波,具有波动特性。

光的电场与磁场互相垂直并在空间中传播,这两个相互垂直的场构成了横波。

光的波动模型可以用来解释光的干涉、衍射等现象。

2. 光的波长和频率光的波长是指在空间中波峰到波峰(或波谷到波谷)之间的距离,通常用λ表示。

光的频率是指单位时间内波峰通过的次数,通常用ν表示。

光的波长和频率之间有着确定的关系,即λν=c,其中c是光速。

3. 光的干涉和衍射当光通过两个或多个狭缝时会产生干涉现象,即光的波峰和波谷相遇,会相互叠加和抵消。

光的衍射是指光在通过狭缝或物体边缘时发生偏离直线传播的现象。

4. 光的相位和相速光的波动模型中,相位是指光波在空间中的位置,可以用来描述光波的相对位移;相速是指光波传播的速度,是光波正弦波前进速度的大小。

二、光的粒子特性1. 光的光子理论20世纪初,爱因斯坦提出了光子的概念,认为光呈现出波粒二象性,既可以看作是波动,也可以看作是微粒。

光子是光的能量的量子,具有一定的能量和动量。

2. 光的光电效应光的光电效应是指当光照射到金属表面时,会引起电子的逸出现象。

如果光的波长小于一定值,金属才会发生光电效应。

光电效应的现象可以用光子理论来解释。

3. 光的康普顿散射康普顿散射是指X射线或γ射线与物质发生散射的现象。

康普顿发现,X射线与物质发生散射时,散射光子的波长发生变化,这一现象可以用光子理论来解释。

三、光学成像1. 光学成像理论光学成像是指利用光的传播特性,通过光学系统将物体的信息传递到感光介质上,形成物体的像。

根据成像原理,可以分为点成像和像差的理论。

根据成像方向,又可以分为远成像和近成像。

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1.光拍法测量光的速度1.实验目的?答: 用声光频移法获得光拍,通过测量光拍的波长和频率来确定光速。

2.什么是拍?形成拍的条件是什么?答:两个频率都较大但相差很小的同向简谐振动合成时,所产生的振幅时而加强时而减弱的现象称为拍。

速度相同,振面相同,频差较小而同向传播的简谐波的叠加形成拍。

3.什么是拍频?答:单位时间内振动加强或减弱的次数叫做拍频。

4.什么是声光效应?答:介质中的超声波能使入射的光束发生衍射,这就是所谓的声光效应。

5.为什么两束光波没有发生干涉现象?答:因为两束光的频率不同。

6. 利用相位差法测量光速。

答:使用相位差法测定光速实现方法是:光发射器是一个以频率为50MHz发射光脉冲的发光二极管。

接收器是能把光信号转换成50MHz交流信号的光敏二极管。

(另一条信号线将一个与光信号同步且在测量之初同相位的参考信号传输给示波器。

)所以当光程差增加了Δs,则接收到的信号相位会因传输时间的增加而变化:Δ<=2πfΔt (f=50MHz)。

其中待测的传输时间将通过一种电子信号的处理手段进行放大和处理:即接收到的光电转换信号与参考信号在通过一个只通过低频信号的滤波器前,都将与一个频率为f′=49.9MHz的信号合成,这样通过的频率就是合成后的“拍频”:f-f′=0.1MHz。

这种合成对传输引起的相位差没有影响,但是示波器更容易显示了。

当光电转换信号与参考信号用李萨如图的方法在示波器上显示,发现示波器上显示的是一个类似圆波形。

调节光发射器到光接收器的光程差,则由于光电转换信号与参考信号相位差随着发生变化,所以圆波形发生翻转,当由正圆变到一条斜线段时位相差变了π/2 (当然由斜线段变到圆时也变化π/2)。

记下相位差变了π/2的光程差Δs,则根据公式求得光速度值。

2.阿贝成像与空间滤波1.阿贝成像的原理是什么?答:物是一系列不同空间频率的集合.入射光经物平面发生夫琅和费衍射,在透镜焦面(频谱面)上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑发出的球面次波在相面上相干叠加,形成像.2.画出阿贝成像的光路图。

3.阿贝成像的意义?答:阿贝把物体或图片看成是包含一系列空间频率的衍射屏,物体通过透镜成像的过程分为两步:第一步是信息分解:夫琅和费衍射起分频作用,将各种空间频率的平面波分开,在透镜的后焦面上形成频谱。

第二步是信息合成:干涉起综合作用。

它是光学信息处理的理论基础。

它以一种新的频谱语言来描述信息,它启发人们用改造频谱的方法来改造信息。

4.什么是空间频率,空间频谱?答:空间频率:空间频率为vx=1/dx,空间圆频率kx=2π/d=2πνx。

在光学中,空间频率表示单位长度内复振幅的重复次数。

对三维空间沿任意方向复振幅的周期性,可用x、y、z坐标轴的空间周期(空间频率)分量表达。

空间频谱:在透镜的像方焦面上物体的夫琅和费衍射图样。

5.什么是空间滤波,怎样实现?答:空间滤波的具体作法如下,阿贝成像原理告诉我们,物信息的频谱展现在透镜的后焦面(傅氏面)上,我们可在这平面上放置不同结构的光阑,以提取(或摒弃)某些频段的物信息,亦即我们可主动地改变频谱,以此来达到改造图像的目的。

用频谱分析的眼光来看,傅氏面上的光阑起着“选频”的作用。

广义地说,凡是能够直接改变光信息空间频谱的器件,通称空间滤波器或光学滤波器。

下图是一组具有不同频率特性的简单空间滤波器:4.全息照相1.全息照相与普通照片的区别是什么?答:振幅和位相是反映光波特性的两个参量,一束单色光所携带的全部信息都包含在这两个参量中。

普通照片只能记录物体表面各点射出光的振幅(明暗程度)分布,不能记录光波的位相信息,显现的只是被摄物体表面的平面象,不能反映被摄物体表面的凹凸及远近的差别,无立体感。

全息照相则是利用光的干涉和衍射原理将物体表面射出光波的振幅和位相以干涉条纹的形式同时记录在感光底版上,并在一定条件下使其再现出来,形成原物逼真的立体图象。

2.这个实验的要点是什么?答:实验条件:相干性好的光源;高分辩率的全息感光材料(全息干版)、机械稳定性好的光学元件装置和一个抗震性能好的工作台。

3.拍摄全息照片应当注意哪些问题?答:⑴各光学元件、全息底版、被摄物都必须紧紧固定在全息台上,拍摄时不能有任何微小移动或振动,曝光时,不要接触工作台,不要随意走动,防止实验室有过大气流流动,导致条纹模糊不清,降低全息照片质量。

⑵合理的拍摄光路:拍摄全息图时,需要选用合适的分束镜,使物光与参考光的光强比在2:1~10:1范围;投射到全息底版上的物光和参考光间的夹角一般选取45°~90°之间;尽可能减小物光和参考光的光程差,物光与参考光的光程差尽量相等;⑶正确的曝光时间和显影、定影时间4.为什么在拍摄全息照片时不能有振动?全息图记录的一般光路是激光器输出的光束经过分束镜后,分成两束相干光,一束足够强的相干光经全反镜反射再经扩束后均匀地照射在被摄物体上,再从物体表面反射到感光底版上,这束光称为物光,同时另一束相干光通过全反镜反射及扩束镜扩束后,直接投射到感光底版上,这束光称为参考光。

物光和参考光在感光底版上叠加,发生干涉,形成许多明暗不同、疏密不同的条纹、小环、斑点等干涉图象,感光底版将这些图象记录下来,就是一张全息照相的照片。

如果在拍摄时有振动,干涉图象将发生变化,这时拍摄的照片无法记录正确的物光与参考光束间位相关系。

5.你所知道全息照相还在哪些领域有应用?1) 全息干涉计量由于位移半个激光的波长,干涉条纹就会发生变化,因此,干涉计量的精度比使用比较测量方法的精度要高的多。

因此,全息干涉量度在无损检验、微应力应变测量、形状的检测、振动分析等各种领域得到广泛应用,解决了许多用其它手段难以解决的问题。

2) 全息显微术采用全息显微镜对三维物体作出全息图,然后通过全息图显现物体的三维象,这样就解决了一般显微镜中分辨本领与景深的矛盾,尤其是在需要观察透明体内的颗粒分布时,这种方法是很重要的。

全息放大可以利用波面变化和波长变化来实现,即改变记录和再现全息图光波波前的曲率,改变记录和再现的波长以获得一个很大的放大率。

3) 全息信息存贮现代数据处理中,不仅要求容量大,而且要求存贮速度要高,使现在通常采用的磁存贮不能满足需要。

计算表明光学或全息存贮要比磁存贮的容量大几个数量级,用铌酸锂单晶来记录全息图,一立方厘米大小的单晶内,可存贮1000幅,这是因为在光的照射下,铌酸锂折射率的改变量正比于入射光强而表现出来的纯位相分布的多层性可以记录多层全息图的缘故,以全息图的方式来存贮信息和恢复信息比用实象好。

5.氢原子光谱的观察1.什么是氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律如下:(1)氢原子光谱是彼此分立的线状光谱,每一条谱线具有确定的波长(或频率)。

(2)每一条光谱线的波数都可以表示为两项之差,即式中k和n均为正整数,且。

,称为氢的光谱项。

(3)当整数k取一定值时,n取大于k的各整数所对应的各条谱线构成一谱线系;每一谱线系都有一个线系极限,对应于的情况。

的谱线系称为莱曼系(1908年发现),的谱线系称为巴尔末系(1880年前后发现)等。

2.实验应当注意哪些问题?分光计调节时应当注意什么问题?实验之前应当将分光计调整到使用状态,然后再使用它来测量。

在调整分光计时应当注意:⑴平行光管与望远镜的轴线平行或同轴;⑵载物平台与望远镜的轴线垂直;⑶光栅条纹的方向与载物平台的轴线相平行,并且光栅与载物平台垂直。

3.分光计为什么要有两个读数窗口?答:在测量时,为了减少分光计载物平台、望远镜、刻度盘不同轴而带来的读数误差(系统误差),需要两个读数窗口来读数,以便减少和消除系统误差对测量结果的影响。

4.什么是里德伯常数?是不是只有通过实验才能测得里德伯常数?里德伯常数在光谱学和原子物理学中有重要地位,它是计算原子能级的基础,是联系原子光谱和原子能级的桥梁。

1890年瑞典的里德伯在整理多种元素的光谱系时,从以他的名字命名的里德伯公式得到了一个与元素无关的常数R,人称里德伯常数。

由於从一开始光谱的波长就测得相当精确,所以里德伯得到的这一常数达7位有效数字。

根据玻尔的原子模型理论也可从其他基本物理常数,例如电子电荷e,电子荷质比e/m,普朗克常数h等推出里德伯常数。

理论值与实验值的吻合,成了玻尔理论的极好证据。

5.是不是只有通过测量氢原子光谱才能测量里德伯常数?答:不是。

可以利用平面光栅单色仪,对钠光灯的光进行光谱分析,从而测绘出钠原子光谱,由计算机记录下的锐线系光谱图,再现出的钠原子光谱(锐线系)双重线的分裂情况(精细结构的波数差)和强度比(光强之比),通过对锐线系光谱图的相关数据的处理,可以较准确地计算出钠原子的里德伯常数.D在物理测量中的应用1.什么是CCD?答:CCD(Charge Coupled Devices电荷耦合器件)是一种新型的光电传感器,是光电成象领域里非常重要的一种高新技术产品.这种CCD光电传感器具有灵敏度高、光谱范围宽、动态范围大、性能稳定、工作可靠、几何失真小、抗干扰能力强,便于计算机处理等优点,在工业生产中得到了广泛应用。

2.这个实验的目的是什么答:学习和掌握用线阵CCD器件对物体的直径进行实时在线、非接触高精度测量;通过实验,可以学习和掌握测量系统参数的标定方法:对比和分析在不同测量方法下,环境因素对测量精度的影响。

3.用非接触测量有几种方法?答:(一)平行光投影法当一束平行光透过待测目标投射到CCD器件上时,由于目标的存在,目标的阴影将同时投射到CCD器件上,在CCD器件输出信号上形成一个凹陷,如果平行光准直度很理想,阴影的尺寸就代表了待测目标尺寸,只要统计出阴影部分的CCD象元个数,象元个数与象元尺寸的乘积就代表了目标的尺寸。

测量精度取决于平行光的准直程度和CCD象元尺寸的大小。

对DM99测径实验仪使用的5430位象元CCD器件,象元之间的中心距为7μm,象元尺寸也为7μm。

平行光源要作得十分理想受成本、体积等方面的限制,在实际应用中常通过计算机处理,对测量值进行修正,以提高测量精度。

(二)光学成象法被测物经透镜在CCD上成像,像尺寸将与被测物尺寸成一定的比例。

设T为像尺寸,K为比例系数,则被测物的尺寸s可由S=KT来表示,K表示每个象元所代表的物方尺寸的当量,它与光学系统的放大倍率、CCD象元尺寸等因素有关。

T对应于像尺寸所占的象元数与象元尺寸的乘积。

4.为什么要进行系统标定?答:当系统的工作距离确定了之后,为了从目标像所占有的象元数N来确定目标的实际尺寸,需要事先对系统进行标定。

标定的方法是:先把一个已知尺寸为Lp的标准模块放在被测目标位置,然后通过计数脉冲,得到该模块的像所占有的CCD象元数Np,从K=Lp/Np可以得到系统的脉冲当量值,K 值表示一个象元实际所对应的目标空间尺寸的当量。

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