物理与光电工程学院 光电信息技术实验报告 姓名：张皓景 学号： 班级：光信息科学与技术专业2011级2班实验名称：全息照相实验 任课教师：裴世鑫
一、实验目的 1．了解光学全息照相的基本原理及其主要特点。 2．学习全息照相的拍摄方法和实验技术。 3．了解全息照相再现物像的性质、观察方法。 二、实验仪器 三、实验装置示意图 5底片 图1 全息照相光路 四、实验原理 全息照相是一种二步成像的照相技术。第一步采用相干光照明，利用干涉原理，把物体
在感光材料（全息干版）处的光波波前纪录下来，称为全息图。第二步利用衍射原理，按一定条件用光照射全息图，原先被纪录的物体光波的波前，就会重新激活出来在全息图后继续传播，就像原物仍在原位发出的一样。需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体，而是与原物完全相同的一个三维像。 1．全息照相的纪录——光的干涉 由光的波动理论知道，光波是电磁波。一列单色波可表示为： 2cos(t )r x A πω?λ=+- （1） 式中，A 为振幅，ω 为圆频率，λ 为波长，φ 为波源的初相位。 一个实际物体发射或反射的光波比较复杂，但是一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加： 12cos(t )n i i i i i r x A πω?λ==+- ∑ （2） 因此，任何一定频率的光波都包含着振幅（A ）和位相（ωt+φ-2πr/λ）两大信息。 全息照相的一种实验装置的光路如图（1）所示。激光器射出的激光束通过分光板分成两束，一束经透镜扩束后照射到被摄物体上，再经物体表面反射(或透射)后照射到感光底片(全息干版)上，这部分光叫物光。另一束经反射镜改变光路，再由透镜扩大后直接投射到全息干版上，这部分光称为参考光。由于激光是相干光，物光和参考光在全息底片上叠加，形成干涉条纹。因为从被摄物体上各点反射出来的物光，在振幅上和相位上都不相同，所以底片上各处的干涉条纹也不相同。强度不同使条纹明暗程度不同，相位不同使条纹的密度、形状不同。因此，被摄物体反射光中的全部信息都以不同明暗程度和不同疏密分布的干涉条纹形式记录下来，经显影、定影等处理后，就得到一张全息照片。这种全息照片和普通照片截然不同，一般在全息照片上只有通过高倍显微镜才能看到明暗程度不同、疏密程度不同的干涉条纹。由于干涉条纹密度很高，所以要求记录介质有较高的分辨率，通常达1000 条线／毫米以上，故不能用普通照相底片拍摄全息图。 2．全息照相的再现——光的衍射 由于全息照相在感光板上纪录的不是被摄物的直接形象，而是复杂的干涉条纹，因此全息照片实际上相当于一个衍射光栅，物象再现的过程实际是光的衍射现象。要看到被摄物体的像，必须用一束同参考光的波长和传播方向完全相同的光束照射全息照片，这束光叫再现光。这样在原先拍摄时放置物体的方向上就能看到与原物形象完全一样的立体虚像。如图2 所示把拍摄好的全息底片放回原光路中，用参考光波照射全息片时，经过底片衍射后有三部分光波射出。 0 级衍射光——它是入射再现光波的衰减。 +1 级衍射光——它是发散光，将形成一个虚像。如果此光波被观察者的眼睛接收，就等于接收了原被摄物发出的光波，因而能看到原物体的再现像。
实验七 用透射光栅测量光波波长及角色散率 一、 目的： 1 加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解； 2 掌握用透射关光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法。 3 测量光波波长。 二、 仪器及用具 分光计、透射光栅、汞灯。 三、 原理 1光栅衍射及光波波长的测定 由夫琅和费衍射理论，当波长为λ的单色光垂直入射至光栅上，满足光栅方程 λθk d =s i n （ ,3,2,1,0=k ） （1） 时，θ方向的光加强，其余方向的光几乎完全抵消。式中d 为光栅常数，θ为衍 射角。若已知λ，则可求d ；若已知d ，则可求λ。 2 光栅的角色散率 光栅在θ方向的角色散率为 θ λθsin d k D =??= （2） 测出d 及θ，可求出该方向的角色散率D 。 四、实验内容 1 仪器调节 分光计的调节，见实验三。载物台调水平后，使光栅平面与入射光垂直。 2 测光波波长、光栅常数、角色散率 以汞灯的绿谱线 A 75460?为已知，取1=k ，测该谱线左、右衍射光的角位置1T 、2T ，则衍射角212 1 T T -=θ,由（1）式可求光栅常数。 a) 绿光 ''014818±= θ 由（1）和（2）式可分别求得光栅常数和角色散率分别为
m d 510)002.0645.1(-?±= 1410)02.088.1(-?±=cm D b)紫光 ' _ 4115 =θ， '02=?- -θ， ''024115+= θ 由（1）和（2）式分别求得 A 4454360?±?=λ 1410)02.094.1(-?±=cm D b) 黄光 ''041121±= θ A )8.50.5774 (±=λ 1410)03.068.1(-?±=cm D
实验三单缝衍射光强分布研究 一、实验简介 光的衍射现象是光的波动性的一种表现。衍射现象的存在，深刻说明了光子的运动是受测不准关系制约的。因此研究光的衍射，不仅有助于加深对光的本性的理解，也是近代光学技术（如光谱分析，晶体分析，全息分析，光学信息处理等）的实验基础。衍射导致光强在空间的重新分布，利用光电传感元件探测光强的相对变化，是近代技术中常用的光强测量方法之一。 二、实验目的 1、观察单缝衍射现象，研究其光强分布，加深对衍射理论的理解； 2、学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、学会用衍射法测量狭缝的宽度。 三、实验原理 1、单缝衍射的光强分布 当光在传播过程中经过障碍物时，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等，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。 单缝衍射有两种：一种是菲涅耳衍射，单缝距离光源和接收屏均为限远，或者说入射波和衍射波都是球面波；另一种是夫琅禾费衍射，单缝距离光源和接收屏均为无限远或相当于无限远，即入射波和衍射波都可看作是平面波。 在用散射角极小的激光器(<0.002rad)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，就可以看到衍射条纹，它实际上就是夫琅禾费衍射条纹，如图1所示。 图1
当激光照射在单缝上时，根据惠更斯—菲涅耳原理，单缝上每一点都可看成是向各个方向发射球面子波的新波源。由于子波迭加的结果，在屏上可以得 到一组平行于单缝的明暗相间的条纹。 激光的方向性强，可视为平行光束。宽度为d的单缝产生的夫琅禾费衍射图样，其衍射光路图满足近似条件： D x ≈ ≈θ θ sin()d D>> 产生暗条纹的条件是： λ θk d= sin()Λ,3,2,1± ± ± = k（1） 暗条纹的中心位置为： d D k xλ =（2） 两相邻暗纹之间的中心是明纹次极大的中心。由理论计算可得，垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布的规律为： 2 2 sin β β I I= λ θ π β sin d =（3） 式中，d是狭缝宽，λ是波长，D是单缝位置到光电池位置的距离，x是从衍射条纹的中心位置到测量点之间的距离，其光强分布如图2所示。当θ相同，即x相同时，光强相同，所以在屏上得到的光强相同的图样是平行于狭缝的条纹。当0 = β时， 图2
四年级科学实验报告单
五年级科学实验报告单 1、唾液能消化淀粉的验证实验： 实验仪器：碘酒，滴管，试管，淀粉液、馒头等。 实验过程：取两个试管，分别加入等量的淀粉液，在其中一个试管中加入少量唾液，并摇晃，使其均匀混合。将两个试管放入温度为40摄氏度左右的温水中。过一会儿，分别往两个试管中放入一滴碘酒，观察现象。
实验现象：加入唾液的淀粉液没有变化，没有加入唾液的淀粉变蓝了。 实验结论：淀粉遇到碘酒会变成蓝色. 2、吸进的气体与呼出的气体是否相同的实验 实验仪器：水槽、玻璃吸管、集气瓶、烧杯、蜡烛、澄清的石灰水、火柴等。 实验一步骤： 1、用排水法收集呼出的气体，在水中用玻璃片将瓶口盖严，然后将瓶子从水中取出； 2 把瓶盖声上的玻璃片打开一个小口，将燃烧着的火柴慢慢放入瓶，看到什么现象？这说明什么？ 实验一现象：燃烧的火柴熄灭了。 实验一结论：呼出的气体是不支持燃烧的气体。 实验二步骤： 1、按课本中的装置，经过弯玻璃管吸气，让瓶外空气经石灰水进入人体，石灰水有变化吗？（没有变化） 2经过直玻璃管向石灰水吹气，石灰水有变化吗？（有变化）这说明什么？ 实验二结论：呼出的气体能使澄清的石灰水变浑浊。 概括出呼出的气体中含氧气少、二氧化碳多。推想出人体需要氧气，排出二氧化碳。 3、凸透镜成像 实验仪器：凸透镜、纸屏、蜡烛、火柴等。 实验步骤： 1、将点燃的蜡烛放于凸透镜和纸屏中间，立在桌上，使它们在一条直线上，并使火焰、镜面、纸屏的中心高度大体相同。 2、适当调整凸透镜与纸屏的距离，在纸屏上可以看到蜡烛的像吗？像是什么样的？ 3、研究像的大小与成像的规律是怎样的？ 实验结论：利用凸透镜形成的像都是倒立的。 1、当凸透镜距纸屏近，距蜡烛远时，形成的是缩小的像。 2、当凸透镜距纸屏远，距蜡烛近时，形成的是放大的像。 3、当凸透镜距纸屏和距蜡烛相等时，形成的是相等的像。
五年级科学下册实验报告单 科学实验报告单1 实验名称物体的沉浮 实验目的观察物体的沉浮 实验材料水槽、水、塑料、小刀、泡沫、橡皮、萝卜、曲别针等各种材料 实验过程实验一：取小石头、木块、橡皮、针等放入水中，观察它们的沉浮。 实验二：1、把水槽放在展台上，从袋中取出泡沫、回形针、萝卜等分别放入水中观察它们的沉浮 2、把小石块、橡皮、泡沫块、萝卜分别切成二分之一、四分之一、八分之一放入水中观察它们的沉浮 实验结论木块、塑料、泡沫在水中是浮的；小石头、回形针在水中是沉的。由同一种材料构成的物体改变它们的体积大小，在水中的沉浮是不会发生改变的。 科学实验报告单2 实验名称影响物体沉浮的因素 实验目的研究物体的沉浮与哪些因素有关 实验材料水槽、小石块、泡沫塑料块、回型针、蜡烛、带盖的空瓶、萝卜、橡皮、一套同体积不同重量的球、一套同重量不同体积的立方体、小瓶子、潜水艇 实验过程实验1.按体积大小顺序排列七种物体，再标出它们在水中是沉还是浮。想一想，物体的沉浮和它的体积大小有关系吗？ 实验2、按轻重顺序排列七种物体，再标出它们在水中是沉还是浮。想一想，物体的沉浮和它的轻重有关系吗 实验结论不同材料构成的物体，如果体积相同，重的物体容易沉；如果质量相同，体积小的物体容易沉。 科学实验报告单3 实验名称橡皮泥在水中的沉浮 实验目的橡皮泥排开水的体积 实验材料水槽、水、塑料、小刀、泡沫、橡皮、萝卜、曲别针等各种材料 实验过程实验一：找一块橡皮泥做成各种不同形状的实心物体放入水中，观察它们的沉浮。 实验二：1、让橡皮泥浮在水面上，用上面同样大小的橡皮泥，改变它的形状，即把橡皮泥做成船形或者空心的，橡皮泥就能浮在水面上。 2、取一个量杯，装入200毫升的水，记录橡皮泥在水中排开水的体积。 实验结论实心橡皮泥质量不变，形状改变，体积也不变，橡皮泥的沉浮不会发生改变。 橡皮泥在水中排开水的体积越大，浮力越大。 科学实验报告单4 实验名称造一艘小船 实验目的比较哪种船载物多 实验材料水槽、若干橡皮泥、若干垫子、玻璃弹子、有关图片 实验过程一、准备1.决定造一艘什么船；2.准备需要的材料。 二、制作1.画出船的设想草图；2.动手制作。 三、改进和完成 1.放到水里试试，找出需要改进的地方； 2.演示、介绍我的小船。 实验结论相同重量的橡皮泥，浸入水中的越大越容易浮，它的装载量也随之增大。
........ 小学《科学》实验报告单 学校余桥小学班级三姓名实验日期2016.11.3 成绩 实验名称：实验目的： 观察金鱼的呼吸 了解金鱼的身体结构，了解金鱼的生活习性 实验内容 实验 2-3条金鱼装在玻璃缸里，1只滴管，少许食物器材 色素调制的红水 实我的实验步骤： 1、了解鱼类的生活环境 验2、观察金鱼的外形和运动 3、观察金鱼的吃食和呼吸 步 骤 方 法
........ 实 验结论 金鱼生活在水中，身上有鳞片，用鱼鳍游泳，用鳃呼吸。 小学《科学》实验报告单 学校余桥小学班级三姓名实验日期2016.11.7 成绩 实验名称：比较硬度 实验目的：比较常见材料的硬度 实验内容 实验 器材橡皮、海绵、卡纸、铁钉、塑料尺、木条
........ 实我的实验步骤： 1 、观察描述橡皮、海绵的硬 验 度 步 2 、观察比较卡纸、铁钉、塑 骤料尺的软硬 3 、用刻划的方法比较材料的 方 硬度 法 实较硬的材料有：铁钉、塑料尺、木条和卡纸较软的材料有：橡皮、海绵、砂纸、空饮料罐 验 结 论 小学《科学》实验报告单 学校余桥小学班级三姓名实验日期2016.11.10 成绩
........ 实验名称：实验目的： 实验 谁更柔韧 认识不同材料的韧性 实验内容 器材 塑料条、铁片、卡纸条、钩码、纸条、记录表 实我的实验步骤： 1 、在相同厚度的塑料条、铁片、卡纸条、木条一验端上分别标出刻度 2 、在塑料条、铁片、卡纸条、木条的另一端挂上步一个相同的重物 3 、把塑料条、铁片、卡纸条、木条的一端用重物骤压住，挂重物的一端伸出桌面 5 厘米、 10 厘米、 15 厘米。观察它们弯下去了多少 方 4 、把观察到的现象记录在表格 法 实不同材料的韧性不相同，有的材料韧性较好，有的材料韧性较差 验 结
光栅衍射实验 系别 精仪系 班号 制33 姓名 李加华 学号 2003010541 做实验日期 2005年05月18日 教师评定____________ 一、0i =时，测定光栅常数和光波波长 光栅编号：___2____；?=仪___1’___；入射光方位10?=__7°6′__；20?=__187°2′__。 由衍射公式，入射角0i =时，有sin m d m ?λ=。 代入光谱级次m=2、绿光波长λ=546.1及测得的衍射角m ?=19°2′，求得光栅常数 ()2546.13349sin sin 192/60m m nm d nm λ??= ==+? cot cot 2m m m d d ?????==?=? ()4cot 192/601/60 5.962101802180ππ-????=+??=? ? ????? 445.96210 5.962103349 1.997d d nm nm --?=??=??= ()33492d nm =± 代入其它谱线对应的光波的衍射角，得 ()3349sin 2013/60sin 578.72 m nm d nm m ?λ?+?===黄1
()3349sin 209/60576.82 nm nm λ?+? = =黄2 ()3349sin 155/60435.72 nm nm λ?+?==紫 λ λ?== 578.70.4752nm nm λ?==黄1 576.80.4720nm nm λ?= =黄2 435.70.4220nm nm λ?==紫()578.70.5nm λ=±黄1，()576.80.5nm λ=±黄2，()435.70.4nm λ=±紫 由测量值推算出来的结果与相应波长的精确值十分接近，但均有不同程度的偏小。由于实验中只有各个角度是测量值（给定的绿光波长与级数为准确值），而分光计刻度盘读数存在的误差为随机误差，观察时已将观察显微镜中心竖直刻线置于谱线中心——所以猜测系统误差来自于分光镜调节的过程。 二、150'i =?，测量波长较短的黄线的波长 光栅编号：___2____；光栅平面法线方位1n ?=__352°7′__；2n ?=__172°1′__。
教学目的 1、观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解； 2、学会使用衍射光强实验系统，并能用其测定单缝衍射的光强分布； 3、形成实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风。 重点：SGS-3型衍射光强实验系统的调整和使用 难点：1）激光光线与光电仪接收管共轴调节；2）光传感器增益度的正确调整 讲授、讨论、实验演示相结合 3学时 一、实验简介 光的衍射现象是光的波动性的一种表现。衍射现象的存在，深刻说明了光子的运动 是受测不准关系制约的。因此研究光的衍射，不仅有助于加深对光的本性的理解，也是 近代光学技术（如光谱分析，晶体分析，全息分析，光学信息处理等）的实验基础。 衍射导致光强在空间的重新分布，利用光电传感元件探测光强的相对变化，是近 代技术中常用的光强测量方法之一。 二、实验目的 1、学会SGS-3型衍射光强实验系统的调整和使用方法； 2、观察单缝衍射现象，研究其光强分布，加深对衍射理论的理解； 3、学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； 4、学会用衍射法测量狭缝的宽度。 三、实验原理 1、单缝衍射的光强分布 当光在传播过程中经过障碍物时，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等， 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。 单缝衍射[single-slit diffraction]有两种：一种是菲涅耳衍射[Fresnel diffraction]，单 缝距离光源和接收屏[receiving screen]均为有限远[near field]，或者说入射波和衍 射波都 是球面波；另一种是夫琅禾费衍射[Fraunhofer diffraction]，单缝距离光源和接收屏 均为
衍射光强分布的测量 1008406006 物理师范陈开玉 摘要：为了观察并验证单缝衍射和多缝衍射的图样以及它们的规律，本实验设计了基于水平光路的测量方法。运用自动光强记录仪来对衍射现象进行比较函数化的观察。实验观察到衍射条纹随着缝宽变窄而模糊和间距扩大，并且通过仪器对光强图样的位置定位和夫琅禾费光强的公式来计算单缝的缝宽。该实验装置结构简单、调节方便、条纹移动清晰。 关键词：衍射自动光强记录仪单缝多缝 一、引言 光的衍射现象是光的波动性的重要表现，并在实际生活中有较多应用，如运用单缝衍射测量物体之间的微小间隔和位移，或者用于测量细微物体的尺寸等。本实验要求通过观察、测量夫琅禾费衍射光强分布，加深对光的衍射现象的理解和掌握。 二、实验原理 1,衍射的定义: 波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象。衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象,而光也是波的一种, 光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物或者小孔（窄缝），绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。衍射时产生的明暗条纹或光环，叫衍射图样2,光的衍射分为夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射, 夫琅禾费衍射是指光源和观察点距障碍物为无限远，即平行光的衍射;而菲涅尔衍射是指光源和观察点距障碍物为有限远的衍射.本实验研究的只是夫琅禾费衍射.实际实验中只要满足光源与衍射体之间的距离u,衍射体至观察屏之间的距离v都远大于就满足了夫琅禾费衍射的条件,其中a为衍射物的孔径,λ为光源的波长. 3,单缝、单丝衍射原理：
如上图所示，a为单缝宽度，缝和屏之间的距离为v，为衍射角，其在观察屏上的位置为x，x离屏幕中心o的距离为OX=，设光源波长为λ，则有单缝夫琅禾费衍射的光强公式为： 式中是中心处的光强，与缝宽的平方成正比。 若将所成衍射图样的光强画成函数图象在坐标系中，则所成函数图象大致如下 除主极强外，次极强出现在的位置，它们是超越方程的根，其数值为： 对应的值为 当角度很小时，满足，则OX可以近似为 因而我们可以通过得出函数中次级强的峰值的横坐标只差来确定狭缝的宽度a 4，多缝衍射和干涉原理
实验报告 姓名：张少典班级：F0703028 学号：5070309061 实验成绩： 同组姓名：林咏实验日期：2008/03/10 指导老师：批阅日期： --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 光衍射相对光强分布的测量 【实验目的】 1．掌握在光学平台上组装、调整光的衍射实验光路； 2．观察不同衍射元件产生的衍射，归纳总结单缝衍射现象的规律和特点； 3．学习利用光电元件测量相对光强的实验方法，研究单缝和双峰衍射中相对光强的分布规律； 4．学习微机自动控制测衍射光强分布谱和相关参数。 【实验原理】 1．衍射光强分布谱 由惠更斯——菲涅耳原理可知，单缝衍射的光强分布公式为 , 当j=0时，Ij=I0 这是平行于光轴的光线会聚处——中央亮条纹中心点的光强，是衍射图像中光强的极大值，称为中央主极大。 当asinj= kl ，k = ±1，±2，±3，……
则u = kπ, Ij = 0, 即为暗条纹。与此衍射角对应的位置为暗条纹的中心。实际上j 角很小，因此上式可改写成 由图1也可看出，k级暗条纹对应的衍射角 故 由以上讨论可知 （1）中央亮条纹的宽度被k = ±1的两暗条纹的衍射角所确定，即中央亮条纹的角宽度为 。 （2）衍射角j 与缝宽a成反比，缝加宽时，衍射角减小，各级条纹向中央收缩；当缝宽a 足够大时（a>>l）。衍射现象就不显著，以致可略去不计，从而可将光看成是沿直线传播的。 （3）对应任意两相邻暗条纹，其衍射光线的夹角为，即暗条纹是以点P0为中心、等间隔、左右对称地分布的。
单缝衍射光强分布研究 教学目的 1 、观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解； 2、学会使用衍射光强实验系统，并能用其测定单缝衍射的光强分布； 3、形成实事求 是的科学态度和严谨、细致的工作作风。 重点：SGS-3型衍射光强实验系统的调整和使用 难点：1）激光光线与光电仪接收管共轴调节；2）光传感器增益度的正确调整讲 授、讨论、实验演示相结合 3 学时 一、实验简介 光的衍射现象是光的波动性的一种表现。衍射现象的存在，深刻说明了光子的运动是受测不准关系制约的。因此研究光的衍射，不仅有助于加深对光的本性的理解，也是近代光学技术（如光谱分析，晶体分析，全息分析，光学信息处理等）的实验基础。 衍射导致光强在空间的重新分布，利用光电传感元件探测光强的相对变化，是近代技术中常用的光强测量方法之一。 二、实验目的 1、学会SGS-3型衍射光强实验系统的调整和使用方法； 2、观察单缝衍射现象，研究其光强分布，加深对衍射理论的理解； 3、学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； 4 、学会用衍射法测量狭缝的宽度。 三、实验原理 1、单缝衍射的光强分布 当光在传播过程中经过障碍物时，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等，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。 单缝衍射[single-slit diffraction] 有两种：一种是菲涅耳衍射[Fresnel diffraction] ，单缝距离光源和接收屏[receiving SCreen]均为有限远[near field],或者说入射波和衍射波都是球面波；另一种是夫
深圳大学实验报告 课程名称：大学物理实验（一） 实验名称：单缝衍射的光强分布 学院： 专业：班级： 组号：指导教师： 报告人：学号： 实验时间：年月日星期 实验地点科技楼 90 实验报告提交时间：
衍射与近场衍射。本实验只研究夫琅和费衍射。理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。单缝的夫琅和费衍射光路图如下图所示。 a. 理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域： L a 82>>λ或8 2 a L >>λ 式中：a 为狭缝宽度；L 为狭缝与屏之间的距离；λ为入射光的波长。 可以对L 的取值范围进行估算：实验时，若取m a 4 101-?≤，入射光是Ne He -激光，其波 长为， cm cm a 26.12 ≈=λ ，所以只要取cm L 20≥，就可满足夫琅和费衍射的远场条件。但实验 证明，取cm L 50≈，结果较为理想。 b. 根据惠更斯－费涅耳原理，可导出单缝衍射的相对光强分布规律： 20 )/(sin u u I I = 式中： λ?π/)sin (a u = 暗纹条件：由上式知，暗条纹即0=I 出现在 λ?π/)sin (a u =π±=，π2±=，… 即暗纹条件为 λ?k a =sin ，1±=k ，2±=k ，… 明纹条件：求I 为极值的各处，即可得出明纹条件。令
0)/(sin 22=u u du d 推得 u u tan = 此为超越函数，同图解法求得： 0=u ，π43.1±，π46.2±，π47.3±，… 即 0sin =?a ，π43.1±，π46.2±，π47.3±，… 可见，用菲涅耳波带法求出的明纹条件 2/)12(sin λ?+±k a ，1=k ，2，3，… 只是近似准确的。 单缝衍射的相对光强分布曲线如下图所示，图中各级极大的位置和相应的光强如下： ?sin a /43.1π± a /46.2π± a /47.3π± I 0I 0047.0I 0017.0I 0018.0.I c. 应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽 由暗纹条件：λ?k a =sin 并由图有：k k L X ?tan = 由于Φ很小，所以
科学实验报告单1 实验名称物体的沉浮 实验目的观察物体的沉浮 实验材料水槽、水、塑料、小刀、泡沫、橡皮、萝卜、曲别针等各种材料 实验过程实验一：取小石头、木块、橡皮、针等放入水中，观察它们的沉浮。 实验二：1、把水槽放在展台上，从袋中取出泡沫、回形针、萝卜等分别放入水中观察它们的沉浮 2、把小石块、橡皮、泡沫块、萝卜分别切成二分之一、四分之一、八分之一放入水中观察它们的沉浮 实验结论：木块、塑料、泡沫在水中是浮的；小石头、回形针在水中是沉的。由同一种材料构成的物体改变它们的体积大小，在水中的沉浮是不会发生改变的。 科学实验报告单2 实验名称影响物体沉浮的因素 实验目的研究物体的沉浮与哪些因素有关 实验材料：水槽、小石块、泡沫塑料块、回型针、蜡烛、带盖的空瓶、萝卜、橡皮、一套同体积不同重量的球、一套同重量不同体积的立方体、小瓶子、潜水艇 实验过程：实验1.按体积大小顺序排列七种物体，再标出它们在水中是沉还是浮。想一想，物体的沉浮和它的体积大小有关系吗？ 实验2、按轻重顺序排列七种物体，再标出它们在水中是沉还是浮。想一想，物体的沉浮和它的轻重有关系吗 实验结论：不同材料构成的物体，如果体积相同，重的物体容易沉；如果质量相同，体积小的物体容易沉。 科学实验报告单3 实验名称橡皮泥在水中的沉浮 实验目的橡皮泥排开水的体积 实验材料水槽、水、塑料、小刀、泡沫、橡皮、萝卜、曲别针等各种材料 实验过程：实验一：找一块橡皮泥做成各种不同形状的实心物体放入水中，观察它们的沉浮。 实验二：1、让橡皮泥浮在水面上，用上面同样大小的橡皮泥，改变它的形状，即把橡皮泥做成船形或者空心的，橡皮泥就能浮在水面上。 2、取一个量杯，装入200毫升的水，记录橡皮泥在水中排开水的体积。 实验结论：实心橡皮泥质量不变，形状改变，体积也不变，橡皮泥的沉浮不会发生改变。橡皮泥在水中排开水的体积越大，浮力越大。 科学实验报告单4 实验名称造一艘小船 实验目的比较哪种船载物多 实验材料水槽、若干橡皮泥、若干垫子、玻璃弹子、有关图片 实验过程一、准备1.决定造一艘什么船；2.准备需要的材料。 二、制作1.画出船的设想草图；2.动手制作。 三、改进和完成 1.放到水里试试，找出需要改进的地方；
光的衍射现象研究 实验目的: a ．观察单缝衍射现象及其特点； ｂ．测量单缝衍射的光强分布； 实验仪器： ?导轨、激光电源、激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置、ＷGZ2型光强分布测试仪 实验原理和方法： ?光在传播过程中遇到障碍物时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射.当障碍物的大小与光的波长大得不多时，如狭缝、小孔、小圆屏、毛发、细针、金属丝等，就能观察到明显的光的衍射现象,亦即光线偏离直线路程的现象。光的衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射，亦称为远场衍射与近场衍射.本实验只研究夫琅和费衍射。理想的夫琅和费衍射,其入射光束和衍射光束均是平行光。 实验内容和步骤： ?实验主要内容是观察单缝衍射现象，测量单缝衍射的光强分布，并计算出缝宽a 。 实验中用硅光电池作光强I 的测量器件。硅光电池能直接变为电能，在一定的光照范围内,光电池的光电流i 与光照强度I 成正比。本实验用的是WJH 型数字式检流计,以数字显示来检测光电流。它是采用低漂移运算放大器、模／数转换器和发光数码管将光电流a 进行处理，从而将光强I 以数字显示出来。 ? a.按下图接好实验仪器,先目测粗调,使各光学元件同轴等高，要注意将激光器调平; ?b ．激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为5０c ｍ左右，加上本实验采用的是方向性很好,发散角rad 53101~101--??的Ne He -激光作为光源,这样可满足夫琅和费衍射的远场条件,从而可省去单缝前后的透镜1L 和2L 。； ｃ．点亮Ne He -激光器，使激光垂直照射于单缝的刀口上，利用小孔屏调好光路，须特别注意的是：观察时不要正对电源，以免灼伤眼睛. ?d 。将WJ Ｈ接上电源开机预热1５m ｉn ，将量程选择开关置I 档，衰减旋钮置校准为止(顺时针旋到底,即灵敏度最高）。调节调零旋钮，使数据显示器显示“-000”(负号闪烁)。以后在测量过程中如果数码管显示“99９”，此为超量程知识，可将量程调高一档.如果数字显示小于190,且小数点不在第一位时，可将量程减少一档，以充分利用仪器分辨率。 e. 将小孔屏置于光强测量装置之前，调二维调节架,选择所需的单缝缝宽a ，观察小孔屏上的衍射花纹，使它由宽变窄及由窄变宽重复几次,一方面观察在调节过程中小孔屏上的各种现象和变化规律，另一方面调节各元件，使小孔屏上的衍射图像清晰、对称、条纹间距适当，以便测量。这一步是测量效果是否理想的关键。 f. 移去小孔屏,调整一维光强测量装置，使光电探头中心与激光束高度一致，移动方向与激光束垂直,起始位置适当。 g ． 关掉激光电源，记下本底读数(即初读数）再打开激光电源,开始测量。为
( -- 学年度第学期) 班级实验者时间 实验名称观察植物的种子 实验器材各种植物的种子（向日葵、花生、小麦、玉米、绿豆等）、 白纸、放大镜。 我的猜测 步骤 1、用感官和放大镜观察种子的外部形态特征； 2、根据植物生长的已有知识，预测植物种子的内部结构。 观察到的现象不同植物的种子，它们的外形、大小、颜色等各不相同。 结论 我认为不同植物的种子，它们的外形、大小、颜色等各不相 同。 指导教师评定等级
( -- 学年度第学期) 班级实验者时间 实验名称观察蚕卵 实验器材实验器材：蚕卵，桑叶，放大镜 我的猜测蚕卵近似圆形，很像小米粒。刚产下的蚕卵是淡黄色或黄色的，经1—2天变成淡红、浅褐，最后变成灰绿或紫黑色 步骤：1、学生分组观察蚕卵的颜色、大小、形状，并作好记录。 2、让学生自己设计观察记录，把观察到的现象及时记录下来。 3、提供放大镜，仔细观察。 4、汇报交流观察记录 观察到的现象蚕卵近似圆形，看上去很像小米粒，宽约1毫米，厚约0. 5毫米。刚产下的蚕卵是淡黄色或黄色的，经1—2天变成淡红、浅褐，再经3 —4天变成灰绿或紫黑色，以后不再发生变化。滞留到第二年春天的卵，颜色应该是紫黑色的。 结论我认为小蚕与其他动物一样，也是需要一定生活条件的，我们要满足它的生活条件，它才会生长得好。 指导教师评定等级
( -- 学年度第学期) 班级实验者时间实验名称观察温度计 实验器材 体温计一支、气温计一支、水温计（刻度范围-20℃——110℃） 两支 我的猜测温度计里面的液柱热了就会上升，冷了就会下降 步骤 观测温度时，视线与温度计液面应持平；要尽可能消除各种影响测定温度准确性的不利因素。 1．观察和研究作为测量工具的常用液体温度计的主要构造。2．识读温度计（模型）刻度上的数字，并把刻度上的数字与更热或更冷的温度联系起来。 观察到的现象 温度计里面的液柱热了就会上升，冷了就会下降结论温度计里面的液柱热了就会上升，冷了就会下降。指导教师评定等级
竭诚为您提供优质文档/双击可除光强的分布实验数据记录表格 篇一：实验11光强分布 实验11光强分布 实验中切勿用眼对视激光否则会造成视网膜永久性损伤 一、实验理论简介 光的衍射是光的波动 性的一种重要表现。当光在传播过程中经过障碍物时，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等，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。单缝衍射有两种，一种菲涅耳夫衍射——光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射，即所谓近场衍射，入射波和衍射波都是球面波；另一种为夫琅和费衍射——光源至单缝的距离和单缝到衍射屏的距离均为无限远（或相当于无限远），即要求照射到单缝上的放射光、衍射光都为平行光（激光满足要求），即所谓远场衍射，入射波和衍射波都可看做平面波。 本实验观察夫琅和费衍射。实验中使用半导体激光作为
光源，由于激光束的方向性好，所以可将激光看做平行光使用。 马吕斯定律：当两偏振片相对转动时，透射光强就随着两偏振片的透光轴的夹角而改变。如果偏振片是理想的，当的它们的透光轴互相垂直时，投射光强应为零：当交角θ为其他值时，透射光强i为: i=i0cos2θ 式中i0是两光轴平行（θ=0）时的透射光强。上式称为马吕斯定律。 二、实验目的： 1．观察夫琅和费单缝衍射现象，加深对光的波动性理解。 2．握用硅光电池作用原理测量单缝的衍射光强和偏振光的光强分布，验证马吕斯定律。 三、实验装置 图1 1、激光电源 2、半导体激光器 3、扩束镜及平行光管 4、二维调节 架 5、小孔狭缝板、光栅板、可调狭缝、小孔屏、起偏检偏装置 6、光电探头 7、一维光强测量装置8、数字式检流计
竭诚为您提供优质文档/双击可除光的干涉衍射综合实验报告 篇一：实验报告之仿真(光的干涉与衍射) 大学物理创新性试验 实验项目：单缝﹑双缝﹑多缝衍射现象 仿真实验 专业班级：材料成型及控制工程0903班姓名：曹惠敏学号：09020XX97 目录 1光的衍射2衍射分类3实验现象4仿真模拟5实验总结 光的衍射 光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物，绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。 光的衍射现象是光的波动性的重要表现之一.波动在传播过程中,只要其波面受到某种限制,如振幅或相位的突变等,就必然伴随着衍射的发生.然而,只有当这种限制的空间几何线度与波长大小可以比拟时,其衍射现象才能显著地表
现出来.所有光学系统,特别是成像光学系统,一般都将光波限制在一个特定的空间域内,这使得光波的传播过程实际上就是一种衍射过程.因此,研究各种形状的衍射屏在不同实验条件下的衍射特性,对于深刻理解衍射的实质,研究光波在不同光学系统中的传播规律分析复杂图像的空间频谱分布以及改进光学滤波器设计等具有非常重要的意义. 随着计算机技术的飞速发展,计算机仿真已深入各种领域。光的干涉与衍射既是光学的主要内容,也是人们研究与仿真的热点。由于光波波长较短,与此相应的复杂形状衍射屏的制作较困难,并且实验过程中对光学系统及环境条件的要求较高.因而在实际的实验操作和观察上存在诸多不便.计算机仿真以其良好的可控性、无破坏、易观察及低成本等优点,为数字化模拟现代光学实验提供了一种极好的手段.本次实验利用mATLAb软件实现对任意形状衍射屏的夫琅禾费衍射实验的计算机仿真。 衍射分类 ⒈菲涅尔衍射 菲涅尔衍射：入射光与衍射光不都是平行光的衍射 。 惠更斯提出，媒质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹，就是该时刻新的波阵面。菲涅尔充实了惠更斯原理，他提出波前上每个
教科版六年级下科学实验报告单 班级六年级学生人数40人实验形式分组实验 实验名称放大镜下的晶体实验时间3月9日 实验目的用放大镜观察昆虫与晶体。 仪器器材放大镜、食盐、白糖、碱面、味精 1、让放大镜靠近观察的物体，观察对象不动，人眼和观察对象 之间的距离不变，然后移动手持放大镜在物体和人眼之间来回移 实验过程 动，直至图像大而清楚。 2、把观察到的图像用铅笔在白纸上描绘下来。 实验结果了解了人类在探索微小世界方面已经取得了丰硕的成果。 教师批注实验有序实验成绩优
教科版六年级下科学实验报告单 班级六年级学生人数39人实验形式分组实验 实验名称做个简易的显微镜实验时间3月16日 实验目的制作一个简易显微镜 仪器器材放大镜、纸筒、胶带、青苔 1、找两个放大倍数不同的凸透镜，调整它们之间的距离来观察物体，知 道看得清楚为止。 实验过程 2、上下移动调整两个凸透镜之间的距离，直到找到物体最清楚的图像， 用纸筒和胶带把两个透镜固定下来，一个简易的显微镜就做好了。 简易显微镜放大的倍数比放大镜放大的倍数大。 实验结果
教师批注实验有序实验成绩 优
教科版六年级下科学实验报告单 班级六年级学生人数实验形式分组实验 40人 实验名称观察洋葱表皮细胞 实验时间 3月18日实验目的通过观察洋葱表皮细胞，说明植物体是由细胞组成的。 仪器器材 学生显微镜、洋葱、载玻片、盖玻片、碘酒、清水、培养皿、美工刀、镊子、烧杯 1、按要求取镜、安放、对光。 2、制做临时装片。 实验过程 3、安装临时装片：将临时切片放到显微镜上，调整显微镜与临时切片位 置，直到可以观察到清晰的图像为止。 4、调好后各小组轮流观察。并画出洋葱表皮细胞图。 实验结果学生看到了植物细胞组成。 教师批注实验有序实验成绩良
本科实验报告 课程名称：姓名：系：专业：学号：指导教师： 物理光学实验郭天翱 光电信息工程学系信息工程（光电系） 3100101228 蒋凌颖 2012年1 月7日 实验报告 实验名称：夫琅和弗衍射光强分布记录实验类型：_________ 课程名称：__物理光学实验_指导老师：_蒋凌颖__成绩： 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 1．掌握单缝和多缝的夫琅和费衍射光路的布置和光强分布特点。 2．掌握一种测量单缝宽度的方法。 3．了解光强分布自动记录的方法。 二、实验内容 一束单色平面光波垂直入射到单狭缝平面上，在其后透镜焦平面上得到单狭缝的夫琅禾费衍射花样，其光强分布为： i?i0( 装 式中 sin? ? ) 2 （1） 订 ?? 线 ??sin?? （2） ?为单缝宽度，?为入射光波长，?为考察点相应的衍射角。i0为衍射场中心点（??0处）的光强。如图一所示。 由（1）式可见，随着?的增大，i有一系列极大值和极小值。极小值条件 asin??n?(n?1,n?2) （3） 是： 如果测得某一级极值的位置，即可求得单缝的宽度。 如果将上述单缝换成若干宽度相等，等距平行排列的单缝组合——多缝，则透镜焦面上得到的多缝夫琅禾费衍射花样，其光强分布： n? sin?2 )2 i?i0()( ?
2 （4） sin 式中 ?? sin??2???dsin? ? ?? （5） ?为单缝宽度，d为相邻单缝间的间距，n为被照明的单缝数，?为考察点相应的衍射角；i0为衍射中心点（??0处）的光强。 n? )2 (sin?2() 2称?为单缝衍射因子，为多缝干涉因子。前者决定了衍射花 sin （干涉）极大的条件是dsin??m?(m?0,?1,?2......)。 dsin??(m? m )?(m?0,?1,?2......;m?1,2,.......,n?1)n 样主极大的相对强度，后者决定了主极大的位置。 （干涉）极小的条件是 当某一考虑点的衍射角满足干涉主极大条件而同时又满足单缝衍射极小值条件，该点的光强度实际为0/，主极大并不出现，称该机主极大缺级。显然当d/??m/n为整数时，相应的m 级主极大为缺级。 不难理解，在每个相邻干涉主极大之间有n-1个干涉极小；两个相邻干涉极小之间有一个干涉次级大，而两个相邻干涉主级之间共有n-2个次级大。 三、主要仪器设备 激光器、扩束镜、准直镜、衍射屏、会聚镜、光电接收扫描器、自动平衡记录仪。 四、操作方法和实验步骤 1．调整实验系统 （1）按上图所示安排系统。 （2）开启激光器电源，调整光学元件等高同轴，光斑均匀，亮度合适。（3）选择衍射板中的任一图形，使产生衍射花样，在白屏上清晰显示。 （4）将ccd的输出视频电缆接入电脑主机视频输出端，将白屏更换为焦距为100mm的透镜。 （5）调整透镜位置，使衍射光强能完全进入ccd。 （6）开启电脑电源，点击“光强分布测定仪分析系统”便进入本软件的主界面，进入系统的主界面后，点击“视频卡”下的“连接视频卡”项，打开一个实时采集窗口，调整透镜与ccd的距离，使电脑显示屏能清晰显示衍射图样，并调整起偏/检偏器件组，使光强达到适当的强度，将采集的图像保存为bmp、jpg两种格式的图片。 2．测量单缝夫琅和费衍射的光强分布（1）选定一条单狭缝作为衍射元件（2）运用光强分布智能分析软件在屏幕上显示衍射图像，并绘制出光强分布曲线。 （3）对实验曲线进行测量，计算狭缝的宽度。 3．观察衍射图样 将衍射板上的图形一次移入光路，观察光强分布的水平、垂直坐标图或三维图形。
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；