光学基础性趣味实验
目录
实验1 光与彩虹（人造彩虹） (2)
实验2 人造彩虹2 (3)
实验3 光的折射实例 (5)
实验4 自制放大镜 (6)
实验5 红外线实验的设计 (7)
实验6 多功能小孔成像仪的制作 (8)
实验7 自制针孔眼镜——小孔成像的应用 (9)
实验8 镜子中有无数个镜子 (10)
实验9 日食和月食的演示 (11)
实验10 制作针孔照相机 (12)
实验11 用激光器演示光的直线传播 (13)
实验12 全反射现象观察......................................... 14错误！未定义
实验1 光与彩虹（人造彩虹）
思考：你用什么办法能制作出与空中彩虹颜色一样的彩虹?
实验准备：清水1盆、平面镜1个
实验操作：
1．取一小盆并加入2/3的水，再把镜子斜放于盆内；
2．使镜面对着阳光，在水盆对面的墙上就能看到美丽的彩虹。
实验中的科学：将镜子插入水中时，在对面的墙上就能看到美丽的彩虹。它是光的折射作用，实验表明：白光通过三棱镜后就会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光，这就是光的色散。这里镜面左侧的水就好像一个三棱镜，因而光射出水面后就会发生色散，形成彩虹。
创新：想一想,还有什么办法,可以制造出美丽的彩虹?
实验2 人造彩虹2
准备材料：水、一个玻璃杯、一张白纸。
实验步骤：
1．在玻璃杯中装满水，把杯子拿到阳光可以照射到的窗台上；2．把纸放到阳光透过杯子投射进来的地方，这样在纸上就可以看到彩虹的色彩。
实验中的科学：
光线被水折射了，因而投射到纸上的颜色是阳光被分解之后的颜色，原理跟天空中彩虹的形成是一样的。当阳光以40到42度的角度照射空中的水珠时，阳光通过水珠时发生折射，投射到空中形成了彩虹。
知识问答：彩虹为什么总是弯曲的？
想象你看着东边的彩虹，太阳在从背后的西边落下。白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气，向东通过了你的头顶，碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴，会有两种可能：一是光可能直接穿透过去，或者更有趣的是，它可能碰到水滴的前缘，在进入时水滴内部产生弯曲，接着从水滴后端反射回来，再从水滴前端离开，往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。
水滴对光的反射，折射加色散形成彩虹。色散后不同色光出射的方向不同，对一个水滴出射的光我们只有站在特定的观察点上才能看见特定的颜色光，而我们平时是站在固定的观察点上去看空中多个水滴，这样，不同水滴中出射的同一种色光能够到达眼睛，这些水滴
必然是在空中排成圆弧(相对观察者讲)。如果观察点移动，就由一组新的水滴构成一个新的圆弧，其实我们每个人看到的并不是同一个彩虹。
光穿越水滴时弯曲的程度，端视光的波长(即颜色)而定——红色光的弯曲度最大，橙色光与黄色光次之，依此类推，弯曲最少的是紫色光。
每种颜色各有特定的弯曲角度，阳光中的红色光，折射的角度是42度，蓝色光的折射角度只有40度，所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。
若你用一条假想线，连接你的后脑勺和太阳，那么与这条线呈42度夹角的地方，就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧。既然蓝色与假想线只呈40度夹角，所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。
彩虹之所以为弧型这当然与其形成有着不可分割的关系，同样这也与地球的形状有很大的关系，由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖，在雨后空气中的水含量比平时高，当阳光照射入空气中的小水滴形成了折射，同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹!
实验3 光的折射实例
思考：当筷子插一半在水中时，看到的是筷子“折断”的样子，这是什么原因呢？
实验准备：纽扣1枚、水少许、浅底盘1个、玻璃杯1个
实验操作：
1.将纽扣放在盘中；
2.杯子杯口朝上，压在纽扣上；
3.一同学从侧面观察，另一同学往杯内慢慢倒入清水，倒着倒着就会发现看不到纽扣了；
4.如果向盘子中加些水，慢慢可以看到纽扣又出现了。
注意：观察纽扣时要从侧面观看，如果从纽扣上方观察，总能看清纽扣。
实验中的科学：
1.当杯子渐渐注入水时，由于光线折射，纽扣的影像会消失。
2.把水再加入盘子中，改变光的折射角度，纽扣影像会重新出现。
想一想：光由空气进入水中，或由空气进入玻璃中，就会产生一些折射的现象，那么，就请你想一想，生活中还有哪些光的折射事例呢？
实验4 自制放大镜
思考：水也能当放大镜，你知道吗？
实验准备：水、保鲜膜、大碗1个、彩色珠子
实验操作：
1. 把彩色珠子放入碗中，用保鲜膜封住碗。
2. 用手轻轻把碗口上面的保鲜膜向下按一些，使保鲜膜成倒锥形。
3. 将水倒在保鲜膜上，通过水看碗中的物体，观察彩色珠子与平时有什么不同。
实验中的科学：碗里的物品看起来大了不少，这是因为保鲜膜上的水形似凸透镜，而通过凸透镜看到的物体往往会大于原有形状。我们通常所说的放大镜就是凸透镜，中间厚而边缘薄。投影仪、照相机、摄像机、显微镜等仪器的镜头就是凸透镜。
实验5：红外线实验的设计
1实验器的制作
(1)把内壁后面镀有银，功率为250W，带灯座和电源插头的红外线灯固牢在光学光具座的最左端上。
(2)用超粘胶把圆球形烧瓶的底粘牢在光学光具座烛台上，然后把它装在光具座上红外线灯的右边，距灯约20ｃｍ。
(3)用超粘胶把乒乓球粘牢在光具座另一烛台上，并把它装在光具座上的圆球形烧瓶的右边。实验装置便安装完成。
2实验操作
(1)调节光具座上的红外线灯、烧瓶和乒乓球，使灯丝、球形体和乒乓球三者的中心点在同一水平高度的一条直线上。
(2)把含碘的二硫化碳溶液倒进圆球形烧瓶里，装满圆球形体(碘含量能使溶液呈黑色为好)即可
(3)接上电源，开启红外线灯。
(4)含碘的二硫化碳溶液能吸收可见光而让红外线穿透过。这个装有含碘的二硫化碳溶液的圆球形烧瓶，相当于一个凸透镜，当把乒乓球左右移动至这个“凸透镜”的焦点上时，乒乓球就会被烧焦。
(5)把其他的易燃物或温度计的玻璃泡放在乒乓球的位置上时，也会看到易燃物被烧焦燃烧起来或温度计的液柱迅猛升高的现象。
实验6：自制针孔眼镜——小孔成像的应用
实验原理：小孔成像
实验器材：两个直径30—40 毫米的软塑料瓶盖，大头针，打火机
实验步骤：（1）用打火机把大头针烧红，在瓶盖中间扎一个小孔（直径约1 毫米）。（2）再在瓶盖两侧各扎两个小孔，用线穿起来就是一副眼镜。
实验用途：戴上这副眼镜，便能看清楚周围的一切。奇怪的是，不管是300 度、500 度的近视眼，还是远视眼，戴上它都能看清楚物体。实验解析：运用了小孔成像原理。当光线通过小孔后，不管光屏远近，成像总是清晰的。人眼睛的视网膜，就好像是个光屏，一般情况下近视眼的人，成像在光屏之前；远视眼的人，成像在光屏之后。成像不在光屏上，所以看不清楚。加了小孔之后，不管近视远视，都能在视网膜上成像了，所以看得清楚了。此技术已经进入日常生活。
实验7：制作针孔照相机
制作步骤：用两个口径相差不大的易拉罐。在口径较大的易拉罐底部中央用钉子打一直径为1mm的小孔，把开口的一端放在砂纸上磨一磨，去掉前盖。把另一个口径较小的易拉罐后端放在砂纸上磨一磨，把后端去掉，再在这一端蒙上半透明纸或塑料薄膜作为成像屏。把口径较小的易拉罐蒙着成像屏的一端向里小心套进口径较大的易拉罐中，小孔照相机就制作成了。你可以让小孔对准光亮的物体，眼睛从口径较小的易拉罐口往里看，就可以看到所观察物体的像了。你也可以把口径较小的易拉罐前后拉动一些再进一步观察，看一看景物的像大小怎样变化。你如何解释景物所成的像和像的变化呢？
原理揭秘：针孔照相机的原理是光的直线传播。根据几何知识，景物所成的像和景物是相似的。屏离小孔的距离不同，相似比大小不同，所成的像自然发生大小的变化。
实验8：镜子中有无数个镜子
步骤:取两个小圆镜（市面上能买到）正面相对，你观察镜子会看到奇怪的现象──一个镜子中有无数个镜子出现。
原理揭秘：正面相对的两个镜子甲、乙，甲相对于乙是个物体，可以在乙中成一个像，这个像相对于甲镜子又是一个“物体”，在甲镜子中成像，在甲镜子中成的像相对于乙镜子又是一个物体再次在镜子乙中成像，如此不断的有“物”出现，就有无数个大小相同的像出现在镜子中，因此，在甲、乙镜子中都能看到无数个镜子。
扩展：一个物体在两个互成角度的平面镜中能成几个像？
取两个平面镜使其镜面相对互成角度，在两镜之间夹角处放一硬币，改变两平面镜的夹角，看看在镜子中能找到几个硬币的像。
现象：观察中发现，两个镜子之间夹角大于90°，在每个镜子中只能成一个像。两个镜子之间夹角等于90°，在每个镜子中成一个像，在镜子交角处成了一个像或者在一个镜子中看到两个像，在另一个镜子中看到一个像），（总共有三个像出现。当继续减小两镜之间的夹角，会看到每个镜子中的像的个数逐渐增加，当两个镜子之间夹角为0°时，每个镜子中又有无数个像出现。
原理揭秘：实际上，两个镜子之间夹角为0°和180°是特例。夹角为180°时，两个镜子在一个平面内，两个镜子中只能成一个像。0°时相互平行，情况和“两个平面镜镜面相对的成像观察”相同。夹角为锐角时，成像原理和夹角成0°是类似。
实验9：日食和月食的演示
【器材】:地球仪，皮球，蜡烛。
【操作】
（1）在桌上放一支蜡烛（代表太阳），一只手拿地球仪，另一只手拿皮球（代表月亮）。
（2）使“地球”围绕“太阳”转动，“月亮”绕“地球”转动。
当“月亮”转到“太阳”与“地球”之间时（使三者处于一条直线上），“月亮”的黑影落在地球上，形成日食，如图（a）所示。当“月亮”运行到“地球”的背后，这时“地球”处在“月亮”与“太阳”之间（三者在一条直线上），“地球”挡住了“太阳”射向“月亮”的光线，形成月食。全部挡住是月全食，挡住一部分是月偏食。如图（b）所示。
实验10：多功能小孔成像仪的制作
制作材料：
内外筒用PVC管；光屏用半透明绘图纸；固定插槽和铝制插片用易拉罐；观察孔和小孔封闭端用薄铁皮；外包装用自贴纸；黑油漆。1．解决光屏过亮的问题。将成像仪主体改为两个短长不一，可相互套着并能抽拉的内外圆筒（内壁涂黑油漆），外筒长约32CM，一端封闭，中间只留一个（直径8MM）的小孔（母孔），开口端可套内筒。内筒一端贴光屏，另一端封上只留一个长方形的观察孔(8CM*2CM)，内筒较外筒略长，考虑到，人眼的明视距离，内筒长度约为34CM。将内筒有光屏一端插入外筒。两筒相套，这样内外筒便成了光屏的暗室，不论在暗室观察烛光，还是在白天光线强的情况下均能看清像，可抽动的内外筒，还解决了可调节光屏及像距这一问题。
2．解决可调节孔的大小和形状这两个问题。在母孔的外侧装上两个固定插槽，用来固定铝制插片，插片上钻几个形状各异或大小不同的小孔。这样更换和抽动插片，即可实现改变不同形状或大小不一的孔来观察实物。
3．解决观察像的大小问题。在光屏画上十字形标尺，即可方便读出像的大小。
4．解决直接读出像距的问题。在内筒上画出（或贴上）像距标尺即可。将小孔对准观测物，通过内筒的观察孔，可以清晰地看到光屏上呈现出观测物倒立彩色的像。抽拉内筒或更换插片，便可以看到不断变化的像等其他各类现象。
实验11：用激光器演示光的直线传播【器材】连续输出的氦氖激光器，火柴。
【操作】
（1）接通激光器电源，使激光器工作。激光器射出一束光束（在清洁的室内空气中悬浮的微粒少，光束径迹看不太清），在黑板的左面（或右面）墙上打出一个红色的光斑。
（2）向激光束经过的空间喷烟，立即显现出一条鲜艳的红色光束。（3）断开电源，使激光器停止工作。
【注意事项】
（1）激光电源和激光管工作电压较高，操作时要注意安全。
（2）严禁有意识地把眼睛直接对着激光束观察，以免损伤眼睛。为了防止意外，可以采用以下两条措施：一是注意激光器的放置位置，使激光束射向黑板左面（或右面）的墙上，而不要面向学生。要把激光器放得稍低一些，不要让激光束与人的眼睛等高。二是只有在用激光时再接通电源，不用时随手关闭。
实验12：全反射现象观察
实验步骤及现象：
1、把长胶棒放在试管中，再把试管斜插在装有约450ml水的烧杯中。
2、从侧面看，透明的烧杯、透明的水、透明的试管，还有试管里的胶棒，并无异样（见附图1）。
3、俯视试管的水下部分好像盛满了水银，试管中原有的物体一概看不见，试管内壁好像变成了镜面，银白色、亮晶晶（见附图2）。
4、取出试管里的胶棒，再用手将试管斜按在水中，俯视，试管中依然好像盛满了水银，银白色、亮晶晶。
解释：光通过水进入试管中的空气时，产生了全发射现象，使试管内壁变成了镜面，所以俯视时我们根本看不见试管中有什么东西。
近代物理实验报告 指导教师：得分： 实验时间：2009 年11 月23 日，第十三周，周一，第5-8 节 实验者：班级材料0705 学号200767025 姓名童凌炜 同组者：班级材料0705 学号200767007 姓名车宏龙 实验地点：综合楼503 实验条件：室内温度℃，相对湿度%，室内气压 实验题目：微波光学实验 实验仪器：（注明规格和型号） 微波分光仪，反射用金属板，玻璃板，单缝衍射板 实验目的： 1.了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验. 2.验证反射规律 3.利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长 4.测量并验证单缝衍射的规律 5.利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数 实验原理简述： 1.反射实验 电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。 2.迈克尔孙干涉实验 在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作 用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B 两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置 处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干 波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇 数倍,则干涉减弱。 3.单缝衍射实验 如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最 宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小 值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增
大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为 Φ=arcsin(3/2*λ/a ),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。 4. 微波布拉格衍射实验 当X 射线投射到晶体时,将发生晶体表面平面点阵散射和晶体内部平面点阵的散射,散射线相互干涉产生衍射条纹,对于同一层散射线,当满足散射线与晶面见尖叫等于掠射角θ时,在这个方向上的散射线,其光程差为0,于是相干结果产生极大,对于不同层散射线,当他们的光程差等于波长的整数倍时,则在这个方向上的散射线相互加强形成极大,设相邻晶面间距为d,则由他们散射出来的X 射线之间的光程差为CD+BD=2dsin θ,当满足 2dsin θ=K λ,K=1,2,3…时,就产生干涉极大.这就是布拉格公式,其中θ称为掠射角,λ为X 射线波长.利用此公式,可在d 已测时,测定晶面间距;也可在d 已知时,测量波长λ,由公式还可知,只有在 <2d 时,才会产生极大衍射 实验步骤简述： 1. 反射实验 1.1 将微波分光仪发射臂调在主分度盘180°位置,接收臂调为0°位置. 1.2 开启三厘米固态信号发射器电源,这时微安表上将有指示,调节衰减器使微安表指示满刻度. 1.3 将金属板放在分度小平台上,小分度盘调至0°位置,此时金属板法线应与发射臂在同一直线上, 1.4 转动分度小平台,每转动一个角度后,再转动接收臂,使接收臂和发射臂处于金属板的同义词,并使接收指示最大,记下此时接收臂的角度. 1.5 由此,确定反射角,验证反射定律,实验中入射角在允许范围内任取8个数值,测量微波的反射角并记录. 2. 迈克尔孙干涉实验 2.1 将发射臂和接收臂分别置于90°位置,玻璃反射板置于分度小平台上并调在45°位置,将两块金属板分别作为可动反射镜和固定反射镜. 2.2两金属板法线分别在与发射臂接收臂一致,实验时,将可动金属板B 移动到导轨左端,从这里开始使金属板缓慢向右移动,依次记录微安表出现的的极大值时金属板在标尺上的位置. 2.3 若金属板移动距离为L,极大值出现的次数为n+1则,L )2 ( λn ,λ=2L/n 这便是微波的波长,再令金属板反向移动,重复上面操作,最后求出两次所得微波波长的平均值. 3. 单缝衍射实验 3.1 预先调整好单缝衍射板的宽度(70mm),该板固定在支座上,并一起放到分度小平台上,单缝衍射板要和发射喇叭保持垂直, 3.2 然后从衍射角0°开始,在单缝的两侧使衍射角每改变1°,读一次表头读数,并记录.
基 础 光 学 实 验 姓名：许达学号：2120903018 应物21班
一．实验仪器 基础光学轨道系统，基础光学组合狭缝及偏振片，红光激光器及光圈支架，光传感器与转动传感器，科学工作室500或750接口，DataStudio软件系统 二．实验目的 1.通过该实验让学生了解并会运用实验器材，同时学会用计算机分析和处理实验数据。 2.通过该实验让学生了解基本的光学现象，并掌握其物理机制。三．实验原理 单缝衍射：当光通过单缝发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出asinθ=mλ(m=1,2,3……），其中a是狭缝宽度，θ为衍射角度，λ是光波波长。 双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大值的角度由下式给出dsinθ=mλ(m=1,2,3……),其中d是狭缝间距，θ为从中心到第m级最大的夹角，λ是光波波长，m为级数。 光的偏振：通过第一偏振器后偏振电场为E0，以一定的角度β穿过第二偏振器，则场强变化为E0cosβ,由于光强正比于场强的平方，则，第二偏振器透过的光强为I=I0cos2β. 四．实验内容及过程
单缝衍射 单缝衍射光强分布图 如果设单缝与接收屏的距离为s,中央极强到光强极小点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得a=smλ/c.又在此次实验中，s=750mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得a=0.4875m/c,又由图可知：当m=1时，c=(88-82)/2=3mm,推得a=0.1625mm; 当m=2时，c=(91-79)/2=6mm,推得a=0.1625mm; 当m=3时，c=(94-76)/2=9mm,推得a=0.1625mm; 当m=4时，c=(96-74)/2=11mm,推得a=0.1773mm; 得到a的平均值0.1662mm,误差E=3.9%。 双缝干涉
快和孩子一起玩8个有趣的光学小实验 1、太阳的一天 在家里客厅等比较宽敞的地方，拉上窗帘，营造一个比较昏暗的环境。让孩子站在中间，家长打开手电筒，模仿太阳一天的活动过程，也就是从东边开始，逐渐升高，并向西移动，再慢慢降低，直到贴近地板。期间，让孩子观察太阳在不同位置和高度时，自己影子的方向和长短。通过这个小实验，可以让孩子体会和学习到光的直线传播规律。 ? 2、人造彩虹 彩虹是比较难得的天气景观，每一个小朋友都喜欢看。其实，我们只要利用一个简单的道具，就能在阳光下制造出一道人造彩虹，给孩子一个惊喜。具体做法是：（1）用家里给花草浇水的喷雾器，把喷雾器里注满水，和孩子一起来到阳光下。对着阳光喷出水雾，一道微型彩虹桥就出现啦。（2）也可以用针在一个塑料矿泉水瓶上扎很多小洞，用来代替喷雾器。彩虹的形成原理是自然光在水雾的折射下出现分解，形成了七色。 3、阳光点火 我们都知道用放大镜可以在阳光下取火，方法就是把放大镜放在阳光和要点燃的物体中间，使得透过放大镜的亮点刚好落在物体，如火柴上。放大镜就是凸透镜，而凸透镜有聚光的作用，这就是放大镜点火的原理。如果家里没有放大镜，也可以灌水的透明气球来代替，甚至普通塑料袋也有一定的功效。 4、简易照相机 光学照相机利用的是小孔成像原理。我们只要准备一块硬纸板、一根蜡烛和一张白纸，就可以给孩子模拟照相机的工作过程。首先，在硬纸板上钻一个小孔，竖立放置在点燃的蜡烛和白纸中间（如图）。拉上窗帘，使屋内尽量显得昏暗。慢慢移动白纸，直到白纸上出现一个清晰的蜡烛倒影。这个倒影，就相当于用照相机拍出来的照片。小孩子可能还难以理解蜡烛的像为什么是倒的，可以试着解释。 5、小小哈哈镜 只有当镜面是平面时，镜子里照出来的人像才是写实的。如果镜面内凹或者外凸，都可能造成人像的扭曲，这就是哈哈镜的原理。在哈哈镜前面照人像，会出现让人忍俊不止的场面，小朋友也一定会喜欢。如果你家里的厨房有不锈钢的大勺子，就随时可以和孩子一起玩哈哈镜。勺子的一面是内凹的，另一面则是外凸的，刚好可以把两种哈哈镜展示给孩子。 6、变色陀螺 找一张废旧光盘、一根比较粗的笔或者胶管，然后把它插进光盘的圆孔里。在光盘朝上的一面贴上一些不同的颜色。这样，就制作成了一个简单的陀螺。扭动陀螺，让孩子观察光盘表面颜色的变化。随着光盘的快速旋转，光盘表面呈现出模糊的彩色。 7、手影游戏
常用光电仪器原理及使用 实验报告 班级：11级光信息1班 姓名：姜萌萌 学号：110104060016 指导老师：李炳新
数字存储示波器 一、实验目的 1、熟悉数字存储示波器的使用方法； 2、测量数字存储示波器产生方波的上升时间； 二、实验仪器 数字存储示波器 三、实验步骤 1、产生方波波形 ⑴、打开示波器电源阅读探头警告，然后按下OK。按下“DEFAULT SETUP”按钮，默认的电压探头衰减选项是10X。 ⑵、在P2200探头上将开关设定到10X并将探头连接到示波器的通道1上，然后向右转动将探头锁定到位，将探头端部和基线导线连接到“PROBE COMP”终端上。 ⑶、按下“AUTOSET”按钮，在数秒钟内，看到频率为1KHz 电压为5V峰峰值得方波。按两次CH1BNC按钮删除通道1，
按下CH2BNC按钮显示通道2，重复第二步和第三步。 2、自动测量 ⑴、按下“MUASURE”按钮，查看测量菜单。 ⑵、按下顶部的选项按钮，显示“测量1菜单”。 ⑶、按下“类型”“频率”“值”读书将显示测量结果级更新信息。 ⑷、按下“后退”选项按钮。 ⑸、按下顶部第二个选项按钮；显示“测量2菜单”。 ⑹、按下“类型”“周期”“值”读数将显示测量结果与更新信息。 ⑺、按下“后退”选项按钮。 ⑻、按下中间选项按钮；显示“测量3菜单”。 ⑼、按下“类型”“峰-峰值”“值”读数将显示测量结果与更新信息。 ⑽、按下“后退”选项按钮。 ⑾、按下底部倒数第二个按钮；显示“测量4菜单”。⑿、按下“类型”“上升时间”“值”读数将显示测量结果与更新信息。
LCR测试仪 一、实验目的 1、熟悉LCR测试仪的使用方法； 2、了解LCR测试仪的工作原理； 3、精确测量一些电阻，电感，电容的值； 二、实验仪器 LCR测试仪，电阻，电容，电感等元件 三、LCR测试原理 根据待测元器件实际使用的条件和组合上的差别，LCR 测量仪有两种检测模式，串联模式和并联模式。串联模式以检测元器件Z为基础，并联模式以检测元器件的导纳Y为基础，当用户将测出流过待测元件的电流I，数字电压表将测出待测元件两端的电压V，数字鉴相器将测出电压V和电流I 之间的相位角 。检测结果被储存在仪器内部微型计算机的
光学基础性趣味实验 目录 实验1 光与彩虹（人造彩虹） (2) 实验2 人造彩虹2 (3) 实验3 光的折射实例 (5) 实验4 自制放大镜 (6) 实验5 红外线实验的设计 (7) 实验6 多功能小孔成像仪的制作 (8) 实验7 自制针孔眼镜——小孔成像的应用 (9) 实验8 镜子中有无数个镜子 (10) 实验9 日食和月食的演示 (11) 实验10 制作针孔照相机 (12) 实验11 用激光器演示光的直线传播 (13) 实验12 全反射现象观察......................................... 14错误！未定义
实验1 光与彩虹（人造彩虹） 思考：你用什么办法能制作出与空中彩虹颜色一样的彩虹? 实验准备：清水1盆、平面镜1个 实验操作： 1．取一小盆并加入2/3的水，再把镜子斜放于盆内； 2．使镜面对着阳光，在水盆对面的墙上就能看到美丽的彩虹。 实验中的科学：将镜子插入水中时，在对面的墙上就能看到美丽的彩虹。它是光的折射作用，实验表明：白光通过三棱镜后就会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光，这就是光的色散。这里镜面左侧的水就好像一个三棱镜，因而光射出水面后就会发生色散，形成彩虹。 创新：想一想,还有什么办法,可以制造出美丽的彩虹?
实验2 人造彩虹2 准备材料：水、一个玻璃杯、一张白纸。 实验步骤： 1．在玻璃杯中装满水，把杯子拿到阳光可以照射到的窗台上；2．把纸放到阳光透过杯子投射进来的地方，这样在纸上就可以看到彩虹的色彩。 实验中的科学： 光线被水折射了，因而投射到纸上的颜色是阳光被分解之后的颜色，原理跟天空中彩虹的形成是一样的。当阳光以40到42度的角度照射空中的水珠时，阳光通过水珠时发生折射，投射到空中形成了彩虹。 知识问答：彩虹为什么总是弯曲的？ 想象你看着东边的彩虹，太阳在从背后的西边落下。白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气，向东通过了你的头顶，碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴，会有两种可能：一是光可能直接穿透过去，或者更有趣的是，它可能碰到水滴的前缘，在进入时水滴内部产生弯曲，接着从水滴后端反射回来，再从水滴前端离开，往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。 水滴对光的反射，折射加色散形成彩虹。色散后不同色光出射的方向不同，对一个水滴出射的光我们只有站在特定的观察点上才能看见特定的颜色光，而我们平时是站在固定的观察点上去看空中多个水滴，这样，不同水滴中出射的同一种色光能够到达眼睛，这些水滴
光学基础学习报告 一、教学内容： 光电镜头是用来作为光电接收器（CCD,CMOS ）的光学传感器元件。 光学特性参数： 1、 焦距EFL （学名f ’） 是指主面到相应焦点的距离（如图1.1） 图1.1 每个镜片都有前后两个主面－前主面和后主面（放大率为1的共轭面）。相应的也有两个焦点－前焦和后焦。 凸透镜：双凸；平凸；正弯月（如图1.1） 图1.2 凹透镜：双凹；平凹；负弯月 图 1.3
折射率实际反映的是光在物质中传播速度与真空中速度的比值关系。 薄透镜：)]1()1[()1('12 1R R n f -?-== Φ Φ—透镜光焦距； f ’—焦距； n —折射率； R 1,R 2－两球面曲率半径 厚透镜：2 1221)1()]1()1[()1('1R nR d n R R n f -+ -?-==Φ d －中心厚度 干涉仪与光距座可以量测f ’,R1,R2,d →利用上述的公式可以计算出n 值，从而来确定所用材料。 A 、 EFL 增加，TOTR （光学总长）增加；要降低TOTR 就必须降低EFL ，但EFL 降低， 像高就要降低 B 、 EFL 与某些象差相关 C 、 EFL 上升将使F/NO 增大 D 、 EFL ，FOV （视场角）和IMA （像高）三者间有关系 tanFOV ?=EFL IMA －铁三角关系 EFL 的增大（减小）会使像高变大（小），为了保持像高，就必须要增大（减小）FOV ，然而FOV 的增大会使得REL （相对照度）的数值增大。 2、 BFL 后焦距（学名后截距） 图2.1 3、 F 数（F/NO ） D f NO F '/= f ’－FEL D 入－入瞳直径 入瞳为光阑经其前方光学镜片所成的像，反映进入光学系统的光线 A 、 与MTF 相关，F/NO ↑，则MTF ↑；反之下降 B 、 与景深相关，F/NO ↑，则景深↑，反之下降 C 、 与象差相关，F/NO ↑，则象差↓，反之增加 D 、 与光通量相关，F/NO ↑，则光通量↓，反之增加 对于光电镜头，F/NO 最大在2.8～3.5之间（经验值）允许有±5%的误差，在物方有照
实验原理：（略） 实验仪器： 光具座、氦氖激光器、白色像屏、作为物的一维、二维光栅、白色像屏、傅立叶透镜、小透镜 实验内容与数据分析 1．测小透镜的焦距f 1 （付里叶透镜f 2=45.0CM ） 光路：激光器→望远镜（倒置）（出射应是平行光）→小透镜→屏 操作及测量方法：打开氦氖激光器，在光具座上依次放上扩束镜，小透镜和光屏，调节各光学元件的相对位置是激光沿其主轴方向射入，将小透镜固定，调节光屏的前后位置，观察光斑的会聚情况，当屏上亮斑达到最小时，即屏处于小透镜的焦点位置，测量出此时屏与小透镜的距离，即为小透镜的焦距。 112.1913.2011.67 12.3533 f cm ++= = 0.7780cm σ= = 1.320.5929 p A p t t cm μ=== 0.68P = 0.0210.00673 B p B p t k cm C μ?==?= 0.68P = 0.59cm μ== 0.68P = 1(12.350.59)f cm =± 0.68P =
2．利用弗朗和费衍射测光栅的的光栅常数 光路：激光器→光栅→屏（此光路满足远场近似） 在屏上会观察到间距相等的k 级衍射图样，用锥子扎孔或用笔描点，测出衍射图样的间距，再根据sin d k θλ=测出光栅常数d （1）利用夫琅和费衍射测一维光栅常数； 衍射图样见原始数据； 数据列表： sin || i k Lk d x λλ θ= ≈ 取第一组数据进行分析： 2105 13 43.0910******* 4.00106.810d m ----????==?? 210 523 43.0910******* 3.871014.110d m ----????==?? 2105 33 43.0910******* 3.95106.910d m ----????==?? 210 543 43.0910******* 4.191013.010 d m ----????==?? 554.00 3.87 3.95 4.19 10 4.0025104 d m m --+++= ?=? 61.3610d m σ-=? 忽略b 类不确定度：
有趣的惯性实验 同学们，当你快速跑步时，让你马上停下来，你能做到吗？当你推动一个物体时，是不是刚开始用的力气要更大一些呢？其实，这些都是因为物体有惯性的缘故。今天的作文课上，老师就给我们演示了几个惯性的实验，大家一起跟我来看一看。 第一个实验开始了。楼老师小心翼翼地将八个象棋子叠在一起，然后拿起一把直尺，举得高高的，微笑着说：“我要从这叠象棋中取出最下面的一个，但上面的棋子能保持不动。”什么？要取出最下面那个棋子，而上面的却能做到不动？我简直不相信自己的耳朵，老师该不会是在吹牛吧？同学们也将信将疑望着老师。只见老师将直尺紧贴着桌面，迅速地朝最下面的象棋敲去。啊！奇迹发生了！只听见“啪”的一声，最下面的那个棋子飞了出去，而上面的棋子真的稳稳当当地叠在桌子上！太神奇了！同学们情不自禁地欢呼起来，教室里响起了一片热烈的掌。 还有更精彩的呢！第二个实验开始了，老师从抽屉里取出一个饮料瓶和一张纸条，然后将瓶子倒扣在纸条上。“同学们，如果我将纸条抽出，瓶子会不会倒啊？”“会！当然会！”同学们异口同声地说。“好！请认真看喽！”老师笑了笑，一副胸有成竹的样子。只见她弓着背，一手撑着桌子，一手抓着纸条。同学们都站了起来，伸长脖子，眼睛一眨不
眨的，生怕漏掉一个细节。“一、二、三！”老师将纸条猛地一抽，那瓶子像个醉汉一样晃了晃，却渐渐地平稳下来了，没倒！耶！成功了！教室里又爆发出一阵雷鸣般的掌声！ 第三个实验是将硬币放在饮料瓶的盖子上，然后在硬币下压一张纸条，要将纸条抽出，而硬币却依然留在瓶盖上。这个实验同样十分精彩，老师也做得非常地成功。同学们不时发出“啧啧”的称赞声。 “老师，为什么会这样啊？”同学们都迷惑不解。这时老师向我们解释了其中的原理——“物体只要不受到外力的作用，就会保持其原来的静止状态或匀速运动状态不变。就像汽车，开始的时候，即使是急刹车，也会继续再向前行一段路，才会停下来。棋子、饮料瓶、硬币原先是不动的，当迅速地取出下面的物体时，仍旧会保持不动。”哦，原来是这样！同学们恍然大悟。 科学真是太神奇了！长大后，我一定要通过自己的努力，却揭开生活中一个个的“谜”。 简易显微镜制作 一、制作方法： 简易显微镜是由镜头、镜筒、镜柱、反光镜四部分组成。 1、镜头 将一种聚光手电筒的电珠打碎，取下前面的玻璃球，用钳子把玻璃球周围玻璃片夹掉。选厚为2毫米的硬纸板剪成50×50毫米的3片方块。在中心打一小孔，以玻璃球恰好嵌入为佳，再用粘合剂把三片硬纸板粘在一起。
立式光学仪实验报告 篇一：光学实验报告 建筑物理 ——光学实验报告实验一：材料的光反射比、透射比测量实验二：采光系数测量 实验三：室内照明实测实验小组成员：指导老师：日期：XX年12月3日星期二实验一、材料的光反射比和光透射比测量 一、实验目的与要求室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光 材料的过透射比进行实测。通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。 二、实验原理和试验方法 （一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反 射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。 下面是间接测量法。
1. 实验原理 （1）用照度计测量：根据光反射比的定义：光反射比p是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，即： p=φp/φ 因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等，且，所以对于定向反射的表面，我们 可以用上述代入式，整理后得：p=ep/e 对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。可知只要测出材料表面入射光照度e和材料反射光照度ep，即可计算出其反射比。（2） 用照度计和亮度计测量 用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度e和亮度l 后按下式计算 p=πl/e 式中：l---被测表面的亮度，cd/m2； e—被测表面的照度，lx 。 2.测量内容要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3.测量方法 ①将照度计电源（power）开关拨至“on”，检查电池，如果仪器显示窗出现“batt”字 样，则需要换电池；
\ 本科实验报告 课程名称：应用光学实验姓名：韩希 学部：信息学部系：信息工程专业：光电 学号：3110104741 指导教师：蒋凌颖 实验报告
课程名称： 应用光学实验 指导老师 成绩：__________________ 实验名称：典型光学系统实验 实验类型： 同组学生姓名： 蒋宇超、陈晓斌 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 深入理解显微镜系统、望远镜系统光学特性及基本公式； 掌握显微镜系统、望远镜系统光学特性的测量原理和方法。 二、实验内容和原理 (1)望远镜特性的测定 测定望远镜的入瞳直径D 、出瞳直径D ’和出瞳距错误!未找到引用源。；测定望远镜的视觉放大率Γ；测定望远镜的物方视场角错误!未找到引用源。，像方视场角错误!未找到引用源。；测定望远镜的最小分辨角φ。 对于望远镜系统来说，任意位置物体的放大率是常数，此值由物镜焦距错误!未找到引用源。和目镜焦距错误!未找到引用源。确定，其视觉放大率可表示为 (2) 显微镜视场及显微物镜放大率的测定 显微物镜的放大率是指横向放大率 式中 y ——标准玻璃刻尺上一对刻线的距离（物）（格值0.01mm ）； y ′——由测微目镜所刻得的像高。 (3)显微物镜数值孔径的测定 显微物镜的数值孔径为错误!未找到引用源。,其中n 为物方介质的折射率，u 为物方半孔径角。若在空气中n=1,则错误!未找到引用源。。 数值孔径通常用数值孔径计来测定，数值孔径计的结构如图5示，其主要元件是一块不太厚的玻璃半圆柱体，沿直径方向的侧面是与上表面成45度角的斜面，从侧面入射的光线在斜面上全反射，上表面上有两组刻度沿圆周排列。其外圈刻度为数值孔径（即角度的正弦值）， 专业： 光电信息工程 姓名： 韩希 学号： 3110104741 日期：2013年6月15日 地点：紫金港东四605
50个趣味小实验 漂浮的针 思考：针为什么会浮在水面上？ 材料：一碗水、针、叉子、液体清洁剂 操作：1、在杯子里倒一杯清水 2、用一个叉子，小心地把一根针放到水的表面 2、慢慢地移出叉子，针将会浮在水面上 3、向水里滴一滴清洁剂，针就沉下去了 讲解：1、是水的表面张力支撑住了针，使之不会沉下。表面张力是水分子形成的内聚性的连接。这种内聚性的连接是由于某一部分的分子被吸引到一起，分子间相互挤压，形成一层薄膜。这层薄膜被称做表面张力，它可以托住原本应该沉下的物体。 2、清洁剂降低了表面张力，针就浮不住了。 说明：针有危险，请家长帮助操作。 烧不坏的手绢 思考：燃烧后的手绢为什么没被烧坏 材料：手绢、玻璃杯、铁丝、酒精、火柴、水 操作：1、将两份酒精和一份水兑在一起，将手绢放到兑了水的酒精里浸湿 2、将手绢从杯子里取出，稍微拧一下水，然后将手绢挂在铁丝上 3、用火柴将手绢点燃，燃烧后的手绢完好无损 讲解：1、玻璃杯里盛着两份酒精和一份水，酒精的燃点很低，手绢很快地燃烧了 2、酒精很容易从手绢中挥发出来烧掉，一部分水仍然留在手绢上，保护着手绢。 3、在酒精燃烧的过程中，有一部分水变成蒸气挥发了，这些挥发的水汽带走了花布上的一部分热量，从而降低了手绢的温度，手绢不会被烧着。烧不断的棉线 思考：为什么棉线烧不断？材料：棉线一根、清水一杯、食盐、筷子、火柴 操作：1、在一杯清水中不断加入食盐，并用筷子不停地搅拌，直到食盐不再溶解为止。 2、将一根棉线放入配制好的浓盐水里浸泡一下，拿出来放在桌上晾干。 3、将晾干后的棉线用手提起，点燃一根火柴去烧棉线。 4、棉线从下端一直燃烧到上端，但烧过后的线灰仍象一根线一样没有被烧断。 讲解：盐是不能燃烧的，浸过浓盐水的棉线在燃烧时，里面的棉线已被烧尽了，可是包在棉线外面的一层盐壳却保留了下来。所以，我们看到的是烧不断的棉线。 神奇墨水 思考：空无一字的白纸，只要用火烤一下，字形图案就会显现出来，你会制作这种隐形墨水吗？ 材料：毛笔1支、打火机1个、糖水1杯、白纸1张 操作：1. 用毛笔蘸糖水在纸上写字或画图 2. 晾干后，看字形、图案如何 3. 用打火机稍为烤一烤，观察有什么变化 讲解：1. 干后，字形、图案会消失。 2. 火烤之后，字形、图案会因糖分脱水，而呈现浅褐色。 创造：试试除了糖水，还有哪些液体可以做隐形墨水。 再现指纹 思考：用手指肚在纸上用力按一下，看一看纸上什么痕迹也没有留下，怎样才能看见你留下的指纹？ 材料：碘酒、剪好的易拉罐小盒、蜡烛、白纸、火柴 操作：1、在白纸上印上指纹。 2、看一看白纸上并没有指纹的印迹。 3、用少量碘酒放进铁盒里。
光学设计性实验报告（一步彩虹全息） 姓名： 学号： 学院：物理学院
一步彩虹全息 摘要彩虹全息是用激光记录全息图, 是用白光再现单色或彩色像的一种全息技术。彩虹全息术的关键之处是在成像光路( 即记录光路) 中加入一狭缝, 这样在干板上也会留下狭缝的像。本文研究了一步彩虹全息图的记录和再现景象的基本原理、一步彩虹全息图与普通全息图的区别和联系、一步彩虹全息的实验光路图，探讨了拍摄一步彩虹全息图的技术要求和注意事项，指出了一步彩虹全息图的制作要点, 得出了影响拍摄效果的佳狭缝宽度、最佳狭缝位置及曝光时间对彩虹全息图再现像的影响。 关键词：一步彩虹全息；狭缝；再现 1 光学实验必须要严密，尽可能地减少实验所产生的误差； 2 实验仪器 防震全息台激光器分束镜成像透镜狭缝干板架光学元件架若干干板备件盒洗像设备一套线绳辅助棒扩束镜2个反射镜2个 3 实验原理 3.1 像面全息图 像面全息图的拍摄是用成像系统使物体成像在全息底板上，在引入一束与之相干的参考光束，即成像面全息图，它可用白光再现。再现象点的位置随波长而变化，其变化量取决于物体到全息平面的距离。 像面全息图的像（或物）位于全息图平面上，再现像也位于全息图上，只是看起来颜色有变化。因此在白光照射下，会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。 3.2 彩虹全息的本质 彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像，使观察者通过狭缝像来看物体的像，以实现白光再现单色像。若观察者的眼睛在狭缝像附近沿垂直于狭缝的方向移动,将看到颜色按波长顺序变化的再现像。若观察者的眼睛位于狭缝像后方适当位置, 由于狭缝对视场的限制, 通过某一波长所对应的狭缝只能看到再现像的某一条带, 其色彩与该波长对应, 并且狭缝像在空间是连
实验报告 陈杨 PB05210097 物理二班 实验题目: 傅里叶光学实验 实验目的: 加深对傅里叶光学中的一些基本概念与理论的理解,验证阿贝成像理论,理解透镜成像过程,掌握光学信息处理的实质,进一步了解透镜孔径对分辨率的影响。 实验原理: 1、傅里叶光学变换 二维傅里叶变换为:??+-=?=dxdy vy ux i y x f v u F )](2exp[),()}y ,x (f {),(π ( 1 ) 1()[(,)]x y g x F a f f -=, ''x y x f f y f f λλ??=????????=???? 复杂的二维傅里叶变换可以用透镜来实现,叫光学傅里叶变换。 2、阿贝成像原理 由于物面与透镜的前焦平面不重合,根据傅立叶光 学的理论可以知换(频谱),不过只有一个位相因子 的差别,对于一般情况的滤波处理可以不考虑。这个光路的优道在透镜的后焦平面上得到的不就是物函数的严格的傅立叶变点就是光路简单,就是显微镜物镜成像的情况—可以得到很大的象以便于观察,这正就是阿贝当时要改进显微镜的分辨本领时所用的光路。
3、空间滤波 根据以上讨论:透镜的成像过程可瞧作就是两次傅里叶变换,即从空间函数(,)g x y 变为频谱函数(,)x y a f f ,再变回到空间函数(,)g x y ,如果在频谱面上放一不同结构的光阑,以提取某些频段的信息,则必然使像上发生相应的变化,这样的图像处理称空间滤波。 实验内容: 1、测小透镜的焦距f1 (付里叶透镜f2=45、0CM)、 光路:直角三棱镜→望远镜(倒置)(出射应就是平行光)→小透镜→屏。(思考:如何测焦距？) 夫琅与费衍射: 光路:直角三棱镜→光栅→墙上布屏(此光路满足远场近似) (1)利用夫琅与费衍射测一维光栅常数; 光栅方程:dsin θ=k λ 其中,k=0,±1, ±2, ±3,… 请自己选择待测量的量与求光栅常数的方法。(卷尺可向老师索要) 记录一维光栅的衍射图样、可瞧到哪些级？记录 0级、±1级、±2级光斑的位置; (2)记录二维光栅的衍射图样、 3、观察并记录下述傅立叶频谱面上不同滤波条件的图样或特征; 光路:直角三棱镜→光栅→小透镜→滤波模板(位于空间频谱面上)→墙上屏 思考:空间频谱面在距小透镜多远处？图样应就是何样？ (1)一维光栅:(滤波模板自制,一定要注意戴眼镜保护;可用一张纸,一根
光学全息照相实验报告
实验II 光学全息照相 光学全息照相是利用光波的干涉现象，以干涉条纹的形式，把被摄物表面光波的振幅和位相信息记录下来，它是记录光波全部信息的一种有效手段。这种物理思想早在1948年伽柏（D.Gabor）即就已提出来了，但直到1960年，随着激光器的出现，获得了单色性和相干性极好的光源时,才使光学全息照相技术的研究和应用得到迅速地发展。光学全息照相在精密计量、无损检测、遥感测控、信息存储和处理、生物医学等方面的应用日益广泛，另外还相应出现了微波全息，X光全息和超声全息等新技术，全息技术已发展成为科学技术上的一个新领域。 本实验通过对三维物体进行全息照相并再现其立体图像，了解全息照相的基本原理及特点，学习拍摄方法和操作技术，为进一步学习和开拓应用这一技术奠定基础。 实验目的
了解光学全息照相的基本原理和主要特点； 学习静态光学全息照相的实验技术； 观察和分析全息全图的成像特性。 仪器用具 全息台、He —Ne 激光器及电源、分束镜、全反射镜、扩束透镜、曝光定时器、全息感光底版等。 基本原理 全息照片的拍摄 全息照相是利用光的干涉原理将光波的振幅和相位信息同时记录在感光板上的过程.相干光波可以是平面波也可以是球面波，现以平面波为例说明全息照片拍摄的原理。如图1所示，一列波函数为t i ae y πυ21=、振幅为a 、频率为υ、波长为λ 的平面单色光波作为参考光垂直入射到感光板上。另一列同频率、波函数为t i r T t i Be be y πυλπ222==??? ??-的相 干平面单色光波从物体出发，称为物光，以入射角θ同时入射到感光板上，物光与参考光产生干涉，在感光板上形成的光强分布为 ax ab b a I cos 222++= (1)
建筑物理 ——光学实验报告 实验一：材料的光反射比、透射比测量实验二：采光系数测量 实验三：室内照明实测 实验小组成员： 指导老师： 日星期二3月12年2013日期： 实验一、材料的光反射比和光透射比测量
一、实验目的与要求 室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光材料的过透射比进行实测。 通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。 二、实验原理和试验方法 （一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法 光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。下面是间接测量法。 1.实验原理 （1）用照度计测量： P是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，根据光反射比的定义：光反射比即： φφP=P/因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等， 且，所以对于定向反射的表面，我们可以用上述代入式，整理后得： P=EE P/对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。 可知只要测出材料表面入射光照度E和材料反射光照度Ep，即可计算出其反射比。 （2）用照度计和亮度计测量 用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度E和亮度L后按下式计算 πL/EP= 2；被测表面的亮度，cd/m式中：L---E—被测表面的照度，lx 。 2.测量内容 要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3.测量方法 ①将照度计电源（POWER）开关拨至“ON”，检查电池，如果仪器显示窗出现“BATT”字样，则需要换电池； ②将光接收器盖取下，将其光敏表面放在待测处，再将量程（RANGE）开关拨至适当位置，例如，拨在×1挡，测量的仪器显示值乘以量程因子即为测量结果。另有一种自动量程照度计，数字显示中的小数点随照度的大小不同而自动移位，只需将所显示的数字乘以量程因子即为测量结果（单位：lx）。有的照度计为自动量程，直接读取照度计数字即为测量结果。 ③在稳定光源下，将光接收器背面紧贴被测表面，测其入射照度E；然后将光接收器感光面对准被测表面的同一位置，逐渐平移光接收器平行离开测点，照度值逐渐增大并趋于稳定（约300mm左右），读；ρ，即可计算出光反射比Ep取反射照度值 ④测量时尽量缩短入射照度和反光照度间的时间间隔，并尽可能的保持周围光环境的一致性。
燕山大学 常见光学仪器原理及使用实验报告 L.C.R测试仪 紫外可见分光度计 傅立叶光谱仪 阿贝折射仪 干涉显微镜 数字存储示波器 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：
实验一LCR测试仪 一．实验目的 LCR测试仪能准确并稳定地测定各种各样的元件参数，主要是用来测试电感、电容、电阻的测试仪。它具有功能直接、操作简便等特点，能以较低的预算来满足生产线质量保证、进货检验、电子维修业对器件的测试要求。 二．实验仪器 LCR测试仪 三．实验原理 Vx与Vr均是矢量电压表，Rr是理想电阻。自平衡电桥的意思是：当DUT(Device Under Test)接入电路时，放大器的负反馈配置自动使得OP输入端虚地。Vx准确测定DUT两端电压（DUT的Low电位是0），Vr与Rr测得DUT电流Ix，由此可计算Zx。 LCR测试原理图 HP4275的测试端Hp,Hc,Lp,Lc（下标c代表current, 下标p代表Potentail)，Guard（接地)的配置可导致测试的误差的差异。 提高精度的方法是: 1,Hp,Lp,Hc,Lc尽量接近DUT; 2,减小测试电流Ix 的回路面积&磁通量（关键是分析Ix，要配合使用Guard与Cable最小化回路面积);3,使用Gurard与Cable构建地平面中断信号线间的电场连接，虽然会增加信号线的对地电容（对地电容不影响测试结果），但是会减少信号线的互容。
LCR测试原理图 Guard与Cable的对地寄生阻抗（Zhg,Zlg) 不影响测试结果，电桥平衡时Zlg的两端电压是0，流向Rr的电流不会被Zlg分流，Zhg的分流作用不影响Hp的电压测量。 LCR测试原理图 四．实验步骤 LCR测试仪一般用于测试电感和电容。测量步骤如下： 1.设置测试频率。 2.测试电压或者电流水平。 3.选择测试参数，比如Z、Q、LS（串联电感）、LP（并联电感）、CS(串联电感）、CP（并联电容）、D等。 4.仪器校准，校准主要进行开路、短路校准，高档的仪器要进行负载校准 5.选择测试夹具。 6.夹具补偿。 7.将DUT放在夹具上开始测试。
光学综合实验报告 班级： 姓名： 学号： 日期： 序号实验项目课时实验仪器（台套数）房间指导教师 1 焦距测量 （分别在焦距仪和光学平台上测 量）4 焦距仪（3-4）、 光学平台及配件（1-2） 西北付辉、樊宏 2 典型成像系统的组建和分析 （在光学平台上搭建显微镜、望远 镜、投影仪） 4 光学平台及配件（1-2）东南付辉、樊宏 3 典型成像系统的使用 （使用商用典型成像系统）4 显微镜（3）、望远镜（3）、 水准仪（2） 东南付辉、樊宏 4 分光计的使用 （含调整、测量角度和声速）4 分光计（3-4）、超声光栅 （2） 东南付辉、樊宏 5 棱镜耦合法测波导参数 4 棱镜波导实验仪（2）西南郎贤礼、李建全 6 半导体激光器的光学特性测试 4 半导体激光器实验仪（2）西南郎贤礼、李建全 7 电光调制 4 电光调制仪（2）西南郎贤礼、李建全 8 法拉第效应测试 4 法拉第效应测试仪（2）东北郎贤礼、李建全 9 声光调制 4 声光调制仪（2）西南郎贤礼、李建全
目录 1、焦距测量--------------------------------------4 2、典型成像系统的组建和分析----------------------7 3、典型成像系统的使用----------------------------10 4、分光计的使用----------------------------------10 5、棱镜耦合法测波导参数--------------------------14 6、半导体激光器的光学特性测试--------------------22 7、电光调制--------------------------------------29 8、法拉第效应测试--------------------------------38 9、声光调制--------------------------------------46 10、干涉、衍射和频谱分析--------------------------47 11、迈克尔逊干涉仪--------------------------------58 12、氦氖激光器综合实验----------------------------63
生活中的光学小实验 ●演示光的直线传播 器材：铅笔、光源 将铅笔对着光源，后面会出现铅笔的影子，说明光在均匀介质中沿直线传播。 ●演示小孔成像 器材：纸杯、台灯 在一次性纸杯的底部戳一个小孔，对准台灯的灯泡，通过调节孔与灯泡的距离，在白色墙壁上观察小孔成像的特点。 ●演示光的折射现象 器材：一透明玻璃杯（有水）、铅笔 将铅笔斜插入装有清水的透明玻璃杯中，发现铅笔的水中部分变得折了，这是光的折射现象。 ●演示凸透镜实验 器材：一瓶矿泉水 ⑴用一瓶矿泉水对着太阳光，可以在地面上得到“细细”的亮条，说明凸透镜对光有会聚作用。 ⑵用手握住一瓶矿泉水，隔着瓶子观察自己的手指，可以看到放大了的手指虚像，以此来演示凸透镜成放大虚像的实验。 ●演示凹透镜实验 器材：一副近视镜、课本 我们的近视眼镜片就是凹透镜，通过近视镜片观察课本上的字，不论怎样调节距离，只会看到正立变小的字，说明凹透镜只成正立缩小的虚像。 ●演示光的衍射现象
器材：两支铅笔、日光灯 把两支铅笔并在一起，中间留一条狭缝，眼睛通过狭缝去看远处的日光灯，可以看到许多彩色的衍射条纹。 ●演示凸面镜成像实验 器材：新图钉（或新不锈钢勺） 取一崭新图钉，图钉的钉帽就是一凸面镜，我们只要对着钉帽就可观察到凸面镜的成像情况。还有，崭新的不锈钢勺子的图面也是一凸面镜。 ●演示凹面镜成像实验 器材：一新不锈钢勺子（或手电筒的金属锅） 取一崭新的不锈钢勺子，其内侧就是一凹面镜，我们对着勺子内侧则可观察到凹面镜的成像情况。再有，手电筒的金属锅也是一凹面镜。 ●演示光的色散实验 器材：一浇花的喷壶、清水 找一晴天，用家里浇花的水壶（必须能喷出雾状的水雾），背对太阳朝45度角左右喷去，就会在空中出现美丽的彩虹，说明太阳光由七种颜色的光组成，这就是光的色散。
几何光学综合实验〃实验报告 【实验仪器】 带有毛玻璃的白炽灯光源、物屏、1/10分划板、凸透镜2个、白屏、目镜、测微目镜、二维调整架2个、可变口径二维架、读数显微镜架、幻灯底片、干板架、滑座5个、导轨。 【实验内容（提纲）】 一、测量透镜焦距 1、自成像法测量凸透镜（标称f=190mm ）的焦距。 测3次。翻转透镜及物屏，再测3次。求平均。 2、两次成像法测量凸透镜（标称f=190mm ）的焦距。 测3次。 3、放大倍数法测量目镜焦距。 至少测5次，做直线拟合求焦距。 二、组装望远镜 用第一部分测量的凸透镜和目镜组装望远镜。调节透镜高低、方向以及水平位置，使能看清楚远处的标尺。画出光路图，标明元件参数。用照相法测量放大倍数。 三、组装显微镜、投影机：画出光路图，标明元件参数。 【注意事项】 1、光学元件使用时要轻拿轻放。 2、注意保持光学元件表面清洁，不要用手触摸，用完后放回防尘袋。 3、光源点亮一段时间后温度很高，不要触摸，以防烫伤。 4、本实验光学元件比较多，实验前后注意清点，不要搞混 【实验一·测量透镜焦距】 〃自成像法 把凸透镜放在十字光阑前面，是两者等高共轴。在凸透镜后放一平面反射镜，使通过透镜的光线反射回去。仔细调节透镜与物间的距离，直到在物面上得到十字叉丝的清晰像为止。这时物与透镜的距离即为透镜的焦距。用该方法测量透镜的焦距十分简便。光学实验中经常用这种方法调节出平行光。例如平行光管射出的平行光就是用此方法产生的。 〃两次成像法 这种方法也称为共轭法或贝塞尔法 这种方法使用的测量器具与前 面相同。其特点是物与屏的距离L 保持一固定的值，且使f L '>4。通 过移动透镜，可在屏上得到两次清 晰的像。如左图，透镜在位置I 得到 放大的像；在位置II 得到缩小的像。 由左图可知 s s d s s L '--='+-=, d 为透镜两次成像所移动的距离。由 此可得：