文章编号:025322239(2006)022016125
拼接光栅的偏差对光束空间特性的影响
马雪梅1 戴亚平2 朱健强1
1中国科学院上海光学精密机械研究所,上海2018002上海激光等离子体研究所,上海201800
摘要: 用拼接小尺寸多层介质膜衍射介质膜衍射光栅的办法制作大口径的高破坏阈值光栅成为解决拍瓦激光系统输出能量的关键技术———光栅拼接技术。拼接的每个光栅都存在五维自由度的偏差,对激光脉冲的空间特性和时间特性产生影响。用夫琅禾费衍射的方法分析了拼接光栅的偏差对光束空间特性的影响,建立了偏差和远场强度分布之间的函数关系并用数值方法进行模拟,得出角度偏差对光束远场分布的影响可以忽略,而位移偏差:光栅间拼缝和前后位移偏差是影响光束远场分布的关键因素。
关键词: 光栅;拍瓦激光系统;拼接技术;多层介质膜衍射光栅;夫琅禾费衍射中图分类号:O436.1 文献标识码:A
作者简介:马雪梅(1980～),女,新疆人,博士研究生。主要从事光栅拼接技术、光束传输方面的研究。
E 2mail :maxuemei @https://www.doczj.com/doc/2816864555.html,
收稿日期:2005203206;收到修改稿日期:2005205230
Ef f ect of Tili n g Gr a t i n gs Er r ors on L as e r B ea m Sp a t i al Dis t ri b ut i o n
Ma Xuemei 1 Dai Y aping 2 Zhu J ianqiang 1
1S ha nghai I nstit ute of Op tics a n d Fi ne Mecha nics ,The Chi nese Aca de m y of Sciences ,S ha nghai 2018002S ha nghai I nstit ute of L aser Pl as m a ,S ha nghai 201800
Abs t r act : Grating tiling technology using small aperture multilayer dielect ric coating diff raction gratings to form
large 2aperture high 2damage threshold gratings is the key technology to solve the outp ut energy of t he PW laser system.There are errors of five degrees of f reedom between each adjacent pair of gratings within a tiled 2grating system ,affecting the spatial and temporal p roperty of the laser beam.The authors exp ress the relationship of far 2field intensity dist ribution as the f unction of individual error by analyzing the effect of tiling gratings errors on the laser beam spatial dist ribution with Fraunhofer diff raction method and simulate it with numerical method.The results indicate the distortion in the p ulse shape caused by angle error is negligible ,the piston errors including in 2plane shift and out 2of 2plane shift errors are the critical effects on the far 2field intensity dist ribution.
Key w or ds : grating ;PW laser system ;tiling technology ;multilayer dielect ric coating diff raction grating ;Fraunhofer diff raction
1 引 言
光栅是拍瓦装置中破坏阈值最低的光学元件,为了提高驱动器的输出能量,需要大口径的光栅。传统镀金光栅制作工艺成熟,口径可以作得较大,但破坏阈值很低。多层介质膜光栅的光学破坏阈值远高于金膜,但是制作工艺复杂,尺寸难于做大。大规模钕玻璃啁啾脉冲放大激光系统为了产生拍瓦级功率输出,需要宽度超过0.5m 的大尺寸高效衍射光栅。利用拼接方法[1,2]制作大口径的介质膜光栅,具有两者的优点,因此,光栅拼接技术也就成为很有前景的技术。
理论和实验证明光栅的前后位移偏差会导致激
光束远场焦斑的分裂[3,4];通过分析了阵列光栅压缩器的设计过程中光栅角度偏差对压缩脉冲时间宽度展宽的影响,Zhang 等认为设计中的偏差对压缩脉冲的展宽量必须控制在25%以内[5]。本文着重分析了拼接光栅的偏差:1)绕3个正交方向的旋转偏差:面外角度偏差(不共面),面内角度偏差(共面但条纹不平行);2)共面光栅的左右位移偏差;3)前后位移偏差(光栅不共面);对拼接光栅衍射波相位的作用从而对激光束近场,远场强度分布的影响。
2 理论模型
相位型光栅的反射率函数[6]可以表示为
第26卷 第2期
2006年2月
光 学 学 报AC TA
O P TICA SIN ICA
Vol.26,No.2
February ,2006
t (x ,y )=exp [j ×m/2×sin (2
πf 0x )]×rect (x/l x )rect (y/l y ),
(1)
其中m 表示相位延迟的峰峰幅度,f 0=1/d 为光栅
的空间频率。光栅在不存在偏差的远场强度为
I 0(f x ,f y )=
l x l y
λz
2
∑
∞
q =-∞
J 2
q
m
2
×
sinc 2[l x (f x -qf 0)]?sinc 2(l y f y ),
(2)
其中J q 是q 阶的第一类贝塞尔函数,f x =x 0/(λz ),
f y =y 0/(λz )。
2.1 面外角度偏差的影响
x -y 面对应于拼接光栅的基准光栅面,z 轴垂
直于这个面(如图1)。(x ,y )是x -y 面上的点,第j 块光栅绕y 轴(条纹方向)的角度偏差为b xj ,绕x 轴(垂直条纹方向)的角度偏差为b yj ,l x ×l y 是光栅
的尺寸。
假设面外角偏差b xj ,b yj 服从高斯统计分布,经系统平均后,角度偏差对衍射波面的相位影响为
ψ(σax ,σay ;x ,y
)=2πexp -σ2ax x 22l 2x +σ2ay y
22l 2y
,(3)其中σax ,σay 是沿x ,y 方向的标准偏差,与面外角度偏差和聚焦距离有关[7,8]
σ2ax =8πz λ〈b 2xj 〉, σ2
ay =
8πz λ
〈b 2yj 〉,(4)
其中z 表示聚焦距离。具有面外角度偏差的光栅面衍射波前可以表示为
u
(σa ;x ,y )=t 0(x ,y )×
ψ(σa ;x ,y ),σa =(σax ,σay ),(5)
根据衍射理论,光束远场复振幅为:
u 0(σa ;x ′
,y ′)=2πl 2x l 2y σax σay
∫+∞-∞∫
+∞
-∞
∑∞
q =-∞
J
q
m
2
sinc [l x (′f x -qf 0)]sinc (l y ′f y )×
exp{-2π2[l 2x (f x -′f x )2/σ2ax +l 2y (f y -′f y )2/σ2
ay ]}d ′f x d ′f y ,
(6)
其中′f x =x ′/(λz ),′f y =y ′
/(λz )是远场空间频率。远场强度(一维方向)与标准偏差的关系如下:I (x ′;σax )=4
π2
l 4
x λ2z 2σ2ax
∑∞
q =-∞
J
q
m
2
∫
sinc [l x
(f
x
-qf 0)]exp
-2π2l 2x (f x -′f x )
σ2
ax
d f x 2
,(7)
图1存在角度偏差的光栅,x -y 是理想的光栅面位置,
b x ,b y 分别是绕x ,y 轴的角度偏差。(a ),(b )是两
种情况的投影图
Fig.1Projection of the tip 2tilt grating ,(a )and (b )
x -y the ideal place of grating ;b x ,b y is the tip 2
tilt error ,rotating with x ,y axes respectively
标准偏差趋于0时,(7)与(2)式一致。
图2面外角度偏差对光束强度分布影响
Fig.2Effect of off 2plane errors (tip and tilt )on the far 2field intensity distribution of the laser beam
对(7)式进行数值积分,得到面外角度偏差对光束强度分布影响如图2所示。纵轴表示远场强度分布,图中曲线由内到外依次表示作为面外角度偏差函数(俯仰和左右)的标准偏差量为0.001mrad ,1.001mrad ,2.001mrad ,3.001mrad ,4.001mrad 时,远场强度的分布情况。
数值计算表明,随着角度偏差的增大,聚焦光斑的尺寸变大,旁斑逐渐变小。
261 光 学 学 报 26卷
2.2 光栅条纹不平行(面内角度偏差)对光束空间
特性的影响
如图3所示建立坐标系,xoz 面是光栅主截面,xoy 面是光栅面,G 0是基准光栅,G 0,G 1的条纹夹角为Δξ。根据反射光栅的工作原理,入射光束投影于光栅主截面内的分量才会发生色散(垂直于色散面的光束只发生反射)[9],衍射光束在基准光栅主截面内
的波矢量的模为k 1=2
πλ1-(sin αsin Δ
ξ)2,α是入射光束与z 轴的夹角,基准光栅主截面内的空间频率
f
′=cos Δξ/d 。
图3两拼接光栅条纹不平行的示意图
Fig.3The illustration of parallelism error
in the tiling grating
偏差光栅G 1的反射率函数表示为t ′(Δξ;x ,y )=exp [j ×m/2×sin (2πf ′x )]×
rect (x/l x )rect (y/l y ),
(8) 根据衍射理论,基准光栅主截面内衍射光束远场强度为
I 1(f x 1,f y 1;Δ
ξ)=l x l y
λz
2
∑∞
q =-∞
J
2
q
m
2
×
sinc 2[l x (f x 1-qf ′
)]sinc 2(l y f y 1
),
(9)
其中f x 1
=x 1
λz 1-(sin αsin Δξ)2,f
y 1
=
y 1λz
1-(sin αsin Δ
ξ)2,基准光栅主截面内干涉场强度为[10]
I 01(x 0,y 0;Δ
ξ)=(U 0+u 1)×(U 0+u 1)3
=
I 0+I 1+2
∑
∞
q =-∞
J q
m
2
sinc [l x (f x 1-qf ′
)]×∑∞
q =-∞
J
q
m
2
sinc [l x (f x -qf 0)]
sinc (l x f y )sinc (
l y f y 1
)×
co s (k -k 1
)z +
x 2
+y 20
2z
,(10)
上式给出了面内角度偏差与远场光强之间的关系。
如图4所示。
图4条纹不平行度与远场强度分布的关系
Fig.4The relation between tiling grating groove parallelism and far 2field intensity distribution
数值模拟结果表明,不考虑垂直基准光栅主截面内的光束行为时,几种角度偏差情况下,远场强度变化趋势相同,条纹不平行对基准光栅主截面内光束的远场强度影响很小。
2.3 光栅拼缝对光束远场分布的影响
光栅G 1,G 0之间的拼缝宽为L ,α,β为光束入射角与衍射角,如图5所示。根据几何光学和衍射方程,得到光栅G 0,G 1上的波前相位差[11]:
Δ<=
m 1
L
d
2π,(11)
m 1是整数,表示衍射级次。两部分边缘光束干涉远
场强度为
I (x 0,y 0)=2I 0(x 0,y 0)(1+cos Δ<),
(12)
上式表明,拼缝对干涉场的调制是周期性的,将(11)
式带入(12)式可以判断拼缝宽度对远场强度的影响是以d 为周期的,n 为正整数,表示周期数。数值计算结果如图6,图7所示。
图5光栅间拚缝引起的衍射波面相位差
Fig.5The phase difference caused by the shift between
two tiled gratings
参量设定为:f 0=1740l /mm ,l x =110mm ,λ=1.053μm 。理论分析和数值都说明,n 的大小并不影响远场强度变化趋势,只有拼缝宽度变化在光
3
612期 马雪梅等: 拼接光栅的偏差对光束空间特性的影响
栅周期范围内时,才会对光斑强度分布起作用
。
图6面内位移偏差在一个光栅周期以内变化,对远场强度分布的影响
Fig.6
The effect on the far 2field intensity distribution caused by in 2plane shift during one grating peried
图7光栅面内位移偏差在10～11倍光栅周期内变化对远场强度分布的影响
Fig.7The far 2field intensity distribution variation caused by the in 2plane shift varying f rom 10to 11times grating
periods
2.4 前后位移偏差的影响
假设拼接光栅面平行,条纹也平行,只考虑前后
偏差对光束空间特性的影响,如图8所示,以单位平面波入射,由几何光学可得,两光栅边缘光束的光程差为
ΔL =Δz (cos α+co s β),结合光栅方程,可以得到基准光栅G 0与偏移光栅
G 1的相位差为
图8前后位移偏差引起的相位差
Fig.8The phase difference caused by the piston error
Δ<=2π
Δz
d/(d cos α/λ)2
-1+2d sin α/λ
=2
π(Δz/d ′),(13)其中Δz 为光栅的前后位移偏差。
同理,干涉场强度分布如(12)式,从(13)式可以看出,对给定的波长和光栅,前后位移偏差对强度分布的影响是以d ′为周期的,n 为周期数,设定的参量与上一部分相同,d ′=2.6μm ,数值计算结果如图9、图10所示。
3 结 论
通过理论分析和数值计算,得到以下结论:
1)角度偏差对光束的空间分布影响并不显著;2)光栅间前后,左右偏差对光束远场强度分布
的影响具有周期性,在位移偏差在一周期范围内变化时,强度分布有较大差异,会产生焦斑分裂现象。
461 光 学 学 报 26卷
图9前后位移偏差在周期d ′范围内变化,对远场强度分布的影响,n 表示周期数
Fig.9Intensity
distribution variation caused by the piston error varying within d ′period and n denotes
the number of period
图10前后位移偏差在100～101倍d ′范围内变化,对远场强度分布的影响
Fig.10Intensity distribution variation caused by piston error varying f rom100to 101times d ′periods
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5
612期 马雪梅等: 拼接光栅的偏差对光束空间特性的影响
喷管流动特性与管道截面变化规律的关系 摘要：针对管内流动规律的一般应用中存在的问题，着重讨论了喷管内工质流动特性与管道截面变化规律的关系，从而更准确更完整地反映了喷管内工质流动规律。 关键词：喷管；流动特性；变化规律 通常在研究喷管内工质流动特性时，只着重于对喷管外形的确定，所以总是以状态参数变化为前提，去探讨工质流动截面(即管道截面)的相应变化。这时由可逆绝热流动的基本方程组，即连续性方程、能量方程和过程方程，整理出如下两个关系式： 很明显，式(1)、(2)反映了工质流速c、压力P、截面A之间的变化关系。从数学角度而言，这几个量是可以互为变化前提的。但对具体的管内流动来说，究竟谁是其中的决定性因素，从而控制着(导致)其它两个量的相应变化，这自然是一个非常重要的问题。但这一问题在很多文献［１～3］中并无明确地阐述。 显然，要揭示清楚喷管内工质的流动规律，必须揭示清楚上式中各个量的决定与被决定关系，不然问题的实质就不会充分地显现出来，所得结论也是不完整的，也就无法满足实际应用的需要。特别是个别文献还错误地强调了这种关系，从而让人产生各种疑惑甚至是误解。这也是许多人在学习了喷管内流动特性之后，对一些管内流动现象还仍然解释不清，甚至出现概念上的错误的根本原因。 1对喷管内流动特性与管道截面变化规律关系的分析 任何一种流动都是在一定的外部条件作用下产生的。随流动条件的不同，管内流动现象才是多种多样的。就喷管流动而言，其流动条件应包括如下两个方面：(一)力学条件：即喷管前后的压差；(二)几何条件：即喷管长度L和喷管流动方向(设为x方向)的截面变化规律A=f(x)。 工质降压升速、升压减速等流动特性，即工质压力P、比容v、流速c包括流动截面A的相互变化关系，应属流体自身属性，这种属性不会自发地表现出来，它是从属于流动的外部条件而存在的。这里的力学条件是工质流动和膨胀的动力，几何条件是工质连续降压增速的保证。在流动产生前和流动过程中，其力学条件和几何条件都是客观的，两者共同确定了相应的流动特性，缺一不可。比如，即使在力学条件完全具备的情况下，若没有几何条件的保证，流体降压升速等属性也不会自发地表现出来。对此还可以用一个简单的例子来加以说明：设流动的 力学条件为初压P １与背压Ｐ b ，在流动产生之前，只有P １ 、P b 是客观存在的，P １ 与P b 之间的其它压力以及其它参数都不是客观的。只有在流动产生之后才在各
篇一：大学物理实验1误差分析 云南大学软件学院实验报告 课程：大学物理实验学期： - 学年第一学期任课教师： 专业： 学号： 姓名： 成绩： 实验1 误差分析 一、实验目的 1. 测量数据的误差分析及其处理。 二、实验内容 1．推导出满足测量要求的表达式，即 0? (?)的表达式； 0= (( * )/ (2*θ)) 2．选择初速度A，从[10，80]的角度范围内选定十个不同的发射角，测量对应的射程， 记入下表中： 3．根据上表计算出字母A 对应的发射初速，注意数据结果的误差表示。 将上表数据保存为A. ,利用以下程序计算A对应的发射初速度，结果为100.1 a =9.8 _ =0 =[] _ = ("A. "," ") _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') a (0,10): .a d( a . ( a ( [ ])* / a . (2.0* a ( [ ])* a . /180.0))) _
+= [ ] 0= _ /10.0 0 4．选择速度B、C、D、重复上述实验。 B C 6．实验小结 (1) 对实验结果进行误差分析。 将B表中的数据保存为B. ,利用以下程序对B组数据进行误差分析，结果为 -2.84217094304 -13 a =9.8 _ =0 1=0 =[] _ = ("B. "," ") _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') _ = _ . ad ()[:-1] = _ [:]. ('\ ') a (0,10): .a d( a . ( a ( [ ])* / a . (2.0* a ( [ ])* a . /180.0))) _ += [ ] 0= _ /10.0 a (0,10): 1+= [ ]- 0 1/10.0 1 (2) 举例说明“精密度”、“正确度”“精确度”的概念。 1. 精密度 计量精密度指相同条件测量进行反复测量测值间致(符合)程度测量误差角度说精密度所 反映测值随机误差精密度高定确度(见)高说测值随机误差定其系统误差亦。 2. 正确度 计量正确度系指测量测值与其真值接近程度测量误差角度说正确度所反映测值系统误差 正确度高定精密度高说测值系统误差定其随机误差亦。 3. 精确度 计量精确度亦称准确度指测量测值间致程度及与其真值接近程度即精密度确度综合概念 测量误差角度说精确度(准确度)测值随机误差系统误差综合反映。 比如说系统误差就是秤有问题，称一斤的东西少2两。这个一直恒定的存在，谁来都是 这样的。这就是系统的误差。随机的误差就是在使用秤的方法。 篇二：数据处理及误差分析 物理实验课的基本程序
工物系 核11 李敏 2011011693 实验台号19 光栅衍射实验 一、 实验目的 （1） 进一步熟悉分光计的调整与使用； （2） 学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法； （3） 加深理解光栅衍射公式及其成立条件； 二、 实验原理 2.1测定光栅常数和光波波长 如右图所示，有一束平行光与光栅的法线成i 角，入射到光栅上产生衍射；出射光夹角为?。从B 点引两条垂线到入射光和出射光。如果在F 处产生了一个明条纹，其光程差AD CA +必等于波长λ的整数倍，即 ()sin sin d i m ?λ ±= （1） m 为衍射光谱的级次， 3,2,1,0±±±.由这个方程，知道了λ?,,,i d 中的三个 量，可以推出另外一个。 若光线为正入射，0=i ，则上式变为 λ ?m d m =sin （2） 其中 m ?为第m 级谱线的衍射角。 据此，可用分光计测出衍射角m ?，已知波长求光栅常数或已知光栅常数求 波长。 2.2用最小偏向角法测定光波波长 如右图。入射光线与m 级衍射光线位于光栅法线同侧，（1）式中应取加号，即d (sin φ+sin ι)=mλ。以Δ=φ+ι为偏向角，则由三角形公式得 2d (sin Δ 2cos φ?i 2 )=mλ （3） 易得，当φ?i =0时，?最小，记为δ，则(2.2.1)变
为 ,3,2,1,0,2 sin 2±±±==m m d λδ （4） 由此可见，如果已知光栅常数d ，只要测出最小偏向角δ，就可以根据（4）算出波长λ。 三、 实验仪器 3.1分光计 在本实验中，分光计的调节应该满足：望远镜适合于观察平行光，平行光管发出平行光，并且二者的光轴都垂直于分光计主轴。 3.2光栅 调节光栅时，调节小平台使光栅刻痕平行于分光计主轴。放置光栅时应该使光栅平面垂直于小平台的两个调水平螺钉的连线。 3.3水银灯 1.水银灯波长如下表 2.使用注意事项 （1）水银灯在使用中必须与扼流圈串接，不能直接接220V 电源，否则要烧 毁。 （2）水银灯在使用过程中不要频繁启闭，否则会降低其寿命。 （3）水银灯的紫外线很强，不可直视。 四、 实验任务 （1）调节分光计和光栅使满足要求。 （2）测定i=0时的光栅常数和光波波长。 （3）测定i=15°时的水银灯光谱中波长较短的黄线的波长
减压器特性实验 1 实验目的 （1）深入了解减压器工作原理及其工作特性。 （2）研究减压器的静态特性，掌握测定减压器静态特性的方法，掌握减压器静态特性的一般规律。 （3）了解减压器的过渡过程压力曲线测定方法，增加对减压器动态特性的感性认识。 2 实验背景 2.1减压器的应用 减压器不仅广泛应用于油、气工业、化工行业、能源工业、基础设施建设等行业，在航空航天领域也发挥着重要作用。在航天行业中，减压器可应用于地面设备(包括地面试验设备)、导弹/运载火箭和卫星航天器。具体而言，减压器可用于： （1）地面试验吹除系统。受系统工作压力的限制，此类减压器出口压力较低，精度要求也不是很高，但质量流量大，要求有较好的启动稳定性。 （2）地面试验或弹箭体供气系统。对于使用气体推进剂的地面发动机试验系统或弹箭体而言，其供气系统中都必须使用到减压器，以保证稳定的压力和流量供应，对减压器的精度!动态特性要求较高。 （3）地面试验或弹箭体液体推进剂输运系统。减压器为推进剂储箱提供恒定的压力，进而为发动机提供需要的推进剂，其出口压力影响到发动机的工作状态，直接关系到整个系统推进剂供应的准确性与安全性，是影响整个发动机推力稳定性的一个重要因素，因此对减压器精度要求较高。 （4）航天器的姿态和轨道控制。在卫星、探空火箭、宇航控制系统、空间站对接操纵系统中以及弹体姿态控制系统中的的冷气推进系统中，减压器出口的气体直接送至喷管进行姿态或轨道控制，具有开启次数频繁，流量变化大的特点，对动态特性、工作范围、控制精度、可靠性和寿命都有较高的要求。 （5）提供基准压力或控制其它调节器。利用减压器出口压力稳定的特点，
MAPGIS几何校的正两种方法 一、mapgis主菜单图像处理中的图像分析， 首先，将JPEG文件转化为msi文件。具体操作如下： 1，文件，数据输入，转换数据类型，选择JPEG文件，添加文件，转换，选择保存位置。 其次，进行坐标校正 2，打开图像分析，文件，打开影像，镶嵌融合，控制点信息，选中控制点，一个一个删除控制点。 3，在四个角有公里网相交的点添加控制点，在弹出的小窗口中较准确的选择控制点位置，按空格键，按照地质图中公里网数值输入X、Y坐标，确定，是。按照上面的步骤再增加两个控制点， 4，镶嵌融合，校正预览，影像校正，选择粗校正的文件保存位置。 5，然后按照第3步骤均匀的增加17个控制点，镶嵌融合，校正参数，选择多项式参数为二次多项式，影像精校正，选择精校正之后的文件存储位置。（选作） 再次，将JPEG文件矢量化 6，mapgis主菜单图像处理中图形处理，新建工程，连着三个确定，添加项目，选择文件型为mapgis图形文件（msi），选择粗校正文件，建立图层对图片进行矢量化。 最后，进行投影变化 7，mapgis主菜单图像处理中实用服务，投影变化，投影转换有两种办法，一种是单个文件进行转换，另一种是成批文件投影转换，首先，介绍第一种方法 7.1，文件，打开文件，选择wp、wt、wl其中的一种，再在矢量化结果中的文件夹中选择其中的某一个图层，P投影转换，设置当前地图参数，进行投影变换。 7.2，P投影转换，B成批文件投影转换，投影文件/目录，选择矢量化的文件，当前投影参数，设置好之后点开始投影，确定，此种方法会覆盖原有的矢量化文件（做好备份）。二、 7，第一种方法精校正完成以后，mapgis主菜单图像处理中图形处理，新建工程，连着三确定，添加项目，选择文件类型为mapgis图形文件（msi），选择精校正文件，建立图层对图片进行矢量化。 8，其他，整图变换，键盘输入参数K，变换类型全打钩，给定原点变换打钩，远点X、Y 输入地质图左下角公里值相交点的坐标，参数输入中，位移参数X、Y为原图的左下角相同点与矢量化的图相同点之间的差值，输入之后，确定。
实验十 渐缩(缩放)喷管内压力分布和流量测定 一、实验目的 1．验证并加深对喷管中的气流基本规律的理解，树立临界压力，临界流速，最大流量等喷管临界参数的概念，把理性认识和感性认识结合起来。 2．对喷管中气流的实际复杂过程有概略的了解。 3．通过渐缩喷管气流特性的观测，要明确：在渐缩喷管中压力不可能低于临界压力，流速不可能高于音速，流量仍不能大于最大流量。 4．根据实验条件，计算喷管（最大）流量的理论值，并与实侧值进行对比。 二、实验设备 本设备由2x 型真空泵，PG －Ⅲ型喷管（见图10-1）和计算机（控制与显示设备）构成。由于真空泵的抽吸，空气自吸气口2进入进气管1，流过孔板流量计3，流量的大小可以从U 型管压差计4读出。喷管5用有机玻璃制成，有渐缩、缩放两种型式（见图10-2、10-3），可根据实验要求，松开夹持法兰上的螺丝，向右推开进气管的三轮支架6，更换所需的喷管。喷管各截面上的压力是由插在其中，外径0.2mm 的测压探针连至可移动真空表8测得，探针的顶封死，中段开有测压小孔，摇动手轮——螺杆机构9，即可移动探针，从而改变测压小孔在喷管中的位置，实现对喷管不同截面的压力测量。在喷管的排气管上装有背压真空表10，排气管的下方为真空罐12，起稳定背压的作用，背压的高低用调节阀11调节。罐前的调节阀用作急速调节，罐后的调节阀作缓慢调节，为减少震动，真空罐与真空泵之间用软管13连接。 在实验中必须观测四个变量：（1）测压孔所在截面至喷管进口的距离x ；（2）气流在该截面上压力P ；（3）背压P b ；（4）流量m 。这些变量除可分别用位移指针的位置、移动真空表，背压真空表及 U 形管压差计的读数来显示读出外，还可分别用位移电位器、负压传感器、压差传感器把它们转换为电信号，由计算机显示并绘出实验曲线。位移电位器将在螺杆之旁，它实际上是一只滑杆变阻器。负压传感器和压差传感器分别装在真空表和U 形管压差计附近，其内部结构为一直流电桥，压力和压差改变时将改变电桥中两臂的电阻，从而获得电桥的不平衡电压输出。为了使这些传感器可靠而稳定地工作，都由直流稳压电源供电。 三、实验原理 1．喷管中气流的基本规律 气流在喷管中稳定流动后，喷管任何截面上的质量流量m 均相等，有连续性方程： M= 2 2 21 1 1C A C A AC υυυ = = =定值，[kg/s] （10-1） 式中：A —— 截面积[m 2] C —— 气体流速[m/ s] υ —— 气体比容[m 3/kg] 下标1—— 喷管进口 下标2——喷管出口 气体在喷管中作绝热膨胀，C 1＜C 2，工质为理想流体时，喷管的理论流量可按下式计算： ])()[(121 1 22 12112 2 2 2k k k p p p p p k k A C A m +-?-== υυ （10-2） 式中： k —— 绝热指数，对于空气k=1.4 P 1 —— 喷管进口压力（初压） [N/ m 2] P 2 —— 喷管出口压力 [N/ m 2] 喷管中气体状态参数P 、υ和流动参数C 的变化规律和流通截面积A 的变化以及喷管
MAPGIS图像配准 . MAPGIS图像配准 2.1. 栅格图像 1.打开MapGIS主界面，点击“图像处理”----“图像分析”模块。 2.点击“文件”--“数据输入”，将其他栅格图像(bmp,jpg,tif等)转换为msi格式，选择转换数据类型，点击添加文件，添加要转换的文件到转换文件列表中，点击转换即可。 以下操作是在镶嵌融合菜单下进行 2.打开参照图像或者是点、线、面文件 3.系统会自动显示4个控制点，可以对控制点进行修改，也可以删除控制点后自己添加 4.开始添加控制点。 选添加控制点命令。利用右键切换放大和指针，左键选控制点位置，左右键来回切换进行选点，确保精度，用空格确定；然后在参照文件上选与控制点相对应的位置，方法同上，用空格确定，将有对话框提示，确定即可。 5.用以上方法继续添加其它的控制点，控制点数至少四个。可以选控制点预览命令，浏览控制点，保存控制点文件。 6.选中校正预览命令 7.选校正参数命令进行设置，默认即可。 8.选影像精校正命令，即可生成所需文件。 2.2. 矢量矫正 1.打开MapGIS主界面，打开误差校正模块。 2.打开需要配准的图层 3.打开菜单“控制点”->“设置控制点参数”，设置参数，可以选择完控制点之后统一输入理论坐标。 4.打开菜单“控制点”->“选择采集文件”，即控制点从所选择的图层文件中选取。 5.打开菜单“控制点”->“添加校正控制点”，弹出是否新建控制点文件的对话框，选择“是” 6.然后在工作区中添加控制点（一般选择坐标格网交叉点或者道路交叉点，水系交叉点等显著地物），如此重复添加控制点，一般不少于4个控制点。 7.打开菜单“控制点”->“编辑校正控制点”，弹出如下对话框，在理论X,理论Y值中输入对应控制点的理论值
目录 实验误差分析与数据处理 (2) 1 测量与误差 (2) 2 误差的处理 (6) 3 不确定度与测量结果的表示 (10) 4 实验中的错误与错误数据的剔除 (13) 5 有效数字及其运算规则 (15) 6 实验数据的处理方法 (17) 习题 (25)
实验误差分析与数据处理 1 测量与误差 1.1 测量及测量的分类 物理实验是以测量为基础的。在实验中，研究物理现象、物质特性、验证物理原理都需要 进行测量。所谓测量，就是将待测的物理量与一个选来作为标准的同类量进行比较，得出它们．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 的倍数关系的过程．．．．．．．． 。选来作为标准的同类量称之为单位，倍数称为测量数值。一个物理量的测量值等于测量数值与单位的乘积。 在人类的发展历史上，不同时期，不同的国家，乃至不同的地区，同一种物理量有着许多不同的计量单位。如长度单位就分别有码、英尺、市尺和米等。为了便于国际交流，国际计量大会于1990年确定了国际单位制（SI ），它规定了以米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉作为基本单位，其他物理量（如力、能量、电压、磁感应强度等）均作为这些基本单位的导出单位。 1．直接测量与间接测量 测量可分为两类。一类是直接测量，是指直接将待测物理量与选定的同类物理量的标准单位相比较直接得到测量值的一种测量。它无须进行任何函数关系的辅助运算。如用尺测量长度、以秒表计时间、天平称质量、安培表测电流等。另一类是间接测量，是指被测量与直接测量的量之间需要通过一定的函数关系的辅助运算，才能得到被测量物理量的量值的测量。如单 摆测量重力加速度时，需先直接测量单摆长l 和单摆的周期T ，再应用公式2 24T l g π=，求得重力 加速度g 。物理量的测量中，绝大部分是间接测量。但直接测量是一切测量的基础。不论是直接测量，还是间接测量，都需要满足一定的实验条件，按照严格的方法及正确地使用仪器，才能得出应有的结果。因此实验过程中，一定要充分了解实验目的，正确使用仪器，细心地进行操作读数和记录，才能达到巩固理论知识和加强实验技能训练的目的。 2．等精度测量与不等精度测量 同一个人，用同样的方法，使用同样的仪器，在相同的条件下对同一物理量进行多次测量，尽管各次测量并不完全相同，但我们没有任何充足的理由来判断某一次测量更为精确，只能认为它们测量的精确程度是完全相同的。我们把这种具有同样精确程度的测量称之为等精度测量。在所有的测量条件中，只要有一个发生变化，这时所进行的测量即为不等精度测量。在物理实验中，凡是要求多次测量均指等精度测量，应尽可能保持等精度测量的条件不变。严格地说，在实验过程中保持测量条件不变是很困难的。但当某一条件的变化对测量结果的影响不大时，乃可视为等精度测量。在本书中，除了特别指明外，都作为等精度测量。 1.2 误差及误差的表现形式 1．误差 物理量在客观上有着确定的数值，称为真值。测量的最终目的都是要获得物理量的真值。但由于测量仪器精度的局限性、测量方法或理论公式的不完善性和实验条件的不理想，测量人员不熟练等原因，使得测量结果与客观真值有一定的差异，这种差异称之为误差。若某物理量测量的量值为x ，真值为A ，则产生的误差x 为：
光栅文件坐标配准流程 一、原始纸质图扫描光栅文件 上图为河北西郝庄铁矿区一张纸质1:2000储量估算图扫描后的jpg格式光栅文件（也可为tif、jpg、bmp格式），要在Mapgis中进行光栅文件坐标配准 二、光栅文件坐标配准。 1、生成标准图框。 1）“实用服务”模块→投影变换→系列标准图框→用键盘生成矩形图框，出现以下对话框：
2）以光栅图内图廓左下角X及Y值作为起始公里值，以内图廓右上角X及Y坐标值作为结束公里值，单位为公里。 原图左下角X及Y坐标值为： X=527.65；Y=4084.6； 原图右上角X及Y坐标值为： X=528.60；Y=4085.90；
3）“坐标系”选“国家坐标系”，“矩形分幅方法”选“任意公里矩形分幅” 4）X坐标值前两位38为3度带带号，原图比例尺为1:2000，网格间距xd及yd均为0.2，网格线类型选“绘制实线坐标线”，各参数输入结果如下图所示： 点击确定，图框自动生成如下图。
“确定” 6）指定存放目录→以“图框”名将点、线、区文件全部存在指定的文件夹中 2、生成MAPGIS内部msi影像文件 1）返回MAPGIS主界面→图像处理→图像分析，
2）文件→数据输入，出现如下对话框： 3）“转换数据类型”处选择要转换光栅文件的类型（如JPG、tif、bmp等）→点“添加文件[F]”选择要转换的光栅文件→“目标文件目录”处点“…”指定转换后的msi影像文件存放目录→点“转换[V]”即生成msi影像文件。
3、光栅文件校正 1）文件→打开影像→选定以上生成的msi影像文件→打开，则装入msi影像文件 2）镶嵌融合→打开参照文件→参照点/线/区文件→选定前面
字体大小：大| 中| 小2007-11-05 17:31 - 阅读：4857 - 评论：6 南昌大学实验报告 --- ---实验日期： 20071019 学号：+++++++ 姓名：++++++ 班级：++++++ 实验名称：光栅衍射 实验目的：1.进一步掌握调节和使用分光计的方法。 2.加深对分光计原理的理解。 3.用透射光栅测定光栅常数。 实验仪器：分光镜，平面透射光栅，低压汞灯（连镇流器） 实验原理: 光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成的,是单缝的组合体,其示意图如图1所示。原制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻划而成。光栅上
的刻痕起着不透光的作用,两刻痕之间相当于透光狭缝。原制光栅价格昂贵,常用的是复制光栅和全息光栅。图1中的为刻痕的宽度, 为狭缝间宽度, 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本常数之一。光栅常数的倒数为光栅密度,即光栅的单位长度上的条纹数,如某光栅密度为1000条/毫米,即每毫米上刻有1000条刻痕。 图1光栅片示意图图2光线斜入射时衍射光路图3光栅衍射光谱示意图图4载物台 当一束平行单色光垂直照射到光栅平面时，根据夫琅和费衍射理论，在各狭缝处将发生衍射，所有衍射之间又发生干涉，而这种干涉条纹是定域在无穷远处，为此在光栅后要加一个会聚透镜，在用分光计观察光栅衍射条纹时，望远镜的物镜起着会聚透镜的作用,相邻两缝对应的光程差为 （1） 出现明纹时需满足条件 （2） （2）式称为光栅方程，其中：为单色光波长；k为明纹级数。 由（2）式光栅方程，若波长已知，并能测出波长谱线对应的衍射角，则可以求出光栅常数d 。 在=0的方向上可观察到中央极强，称为零级谱线，其它谱线，则对称地分布在零级谱线的两侧，如图3所示。 如果光源中包含几种不同波长，则同一级谱线中对不同的波长有不同的衍射角，从而在不同的位置上形成谱线，称为光栅谱线。对于低压汞灯，它的每一级光谱中有4条谱线： 紫色1=435.8nm;绿色2=546.1nm;黄色两条3=577.0nm和4=579.1nm。 衍射光栅的基本特性可用分辨本领和色散率来表征。 角色散率D（简称色散率）是两条谱线偏向角之差Δ两者波长之差Δ之比：
喷管特性实验 一、实验目的 1.验证喷管中气流的基本规律，加深对临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的理解。 2.比较熟练地掌握压力、压差及流量的测量方法。 3.重要概念1的理解：应明确在渐缩喷管中，其出口处的压力不可能低于临界压力，流速不可能高于音速，流量不可能大于最大流量。 4.重要概念2的理解：应明确在缩放喷管中，其出口处的压力可以低于临界压力，流速可高于音速，而流量不可能大于最大流量。 二、实验装置 整个实验装置包括实验台、真空泵（规格为1401型，排气量3200L/min）。实验台由进气管、孔板流量计、喷管、测压探针、真空表及其移动机构、调节阀、真空罐等几部分组成，如图6-4所示。 图6-4 喷管实验台 1-进气管；2-空气吸气口；3-孔板流量计；4-U形管压差计；5-喷管； 6-三轮支架； 7- 测压探针； 8-可移动真空表； 9-位移螺杆机构及位移传感器； 10-背压真空表； 11-背压用调节阀；12-真空罐；13-软管接头；14-仪表箱；15-差压传感器；16-被压传感器；17-移动压力传感器 进气管为φ57×3.5无缝钢管，内径φ50。空气从吸气口入进气管，流过孔板流量计。孔板孔径φ7，采用角接环室取压。流量的大小可从U形管压差计或微
压传感器读出。喷管用有机玻璃制成，配有渐缩喷管和缩放喷管各一只。根据实验的要求，可松开夹持法兰上的固紧螺丝，向左推开进气管的三轮支架，更换所需的喷管。喷管各截面上的压力是由插入喷管内的测压探针（外径φ1.2）连至“可移动真空表”测得，由于喷管是透明的，测压探针上的测压孔（φ0.5）在喷管内的位置可从喷管外部看出，它们的移动通过螺杆机构移动，标尺或位移传感器实现测量读数。喷管的排气管上还装有“背压真空表”，其压力大小用背压调节阀进行调节。真空罐直径φ400，起稳定压力的作用。罐的底部有排污口，供必要时排除积水和污物之用。为减小震动，真空罐与真空泵之间用软管连接。 在实验中必须测量四个变量，即测压孔在喷管内的不同截面位置X 、气流在该截面上的压力P 、背压P b 、流量m ，这些量可分别用位移指针的位置、可移动真 空表、背压真空表以及U 形管压差计的读数来显示。 实验装置特点： 1.可方便地装上渐缩喷管或缩放喷管，观察气流沿喷管各截面的压力变化。 2.可在各种不同工况下（初压不变，改变背压），观察压力曲线的变化和流量的变化，从中着重观察临界压力和最大流量现象。 3.除供定性观察外，还可作初步的定量实验。压力测量采用精密真空表，精度0.4级。流量测量采用低雷诺数锥形孔板流量计，适用的流量范围宽，可从流量接近为零到喷管的最大流量，精度优于2级。 4.采用真空泵为动力，大气为气源。具有初压初温稳定，操作安全，功耗和噪声较小，试验气流不受压缩机械的污染等优点。喷管用有机玻璃制作，形象直观。 5.采用一台真空泵，可同时带两台实验台对配给的渐缩、缩放喷管做全工况观测。因装卸喷管方便，本实验台还可用作其他各种流道喷管和扩压管的实验。 三、实验原理 1、喷管中气流的基本规律 （1）由能量方程： 221dc dh dq += 及 dp dh dq ν-= 可得 cdc dp =-ν 可见，当气体流经喷管速度增加时，压力必然下降。 （2）由连续性方程： 有 及过程方程 常数=k p ν 常数=?=??????=?=?νννc A c A c A 222111c dc d A dA -=νν
物理实验中的误差理论与数据处理 江苏省南通市第二中学陈雅 要深刻地认识和了解实验及现象，深入地研究实验，应该借助实验误差理论。在实验数据处理时，若处理不当，也会引入误差，或增大误差。因此，在处理实验数据时，应该考虑不同处理方法带来的误差影响。本文就以高中物理教材中的一个基本实验──根据打点计时器打出的纸带求物体运动的加速度为例，来说明数据处理方法对实验误差的影响。 为处理纸带方便起见，对纸带上的一列点应标上计数号码。标注计数号码的方法因实验要求不同而异。如在“验证机械能守恒”实验中，计数起点0要标在运动的起点。但是，在“测加速度”的实验中，通常将计数起点0选在靠近运动起点的某一清晰点上。以后各点顺序标以1，2，…，n-1，n，n+1…考虑到实验中加速度常不很大（点迹过密）、不一定要算出各点（时刻）的即时速度、读数误差的影响及数据处理简便等因素，计数点常不以各点顺序逐点标注，而是间隔几个相同数目的点子来标（通常每隔5个点取一个计数点）。如图1所示。 物体做匀变速直线运动，其加速度常用下述公式计算法和图像法确定。 1．公式计算法 ①根据匀变速直线运动中加速度的定义来计算。设T为时间间隔，以下同。 ⑴
②根据匀变速直线运动中位移与时间的关系来计算。 如果将打出的第一点作为计数起点0，则 ⑵如果不以第一点为计数起点，那么 ⑶ 或者用逐差法⑷ ③根据匀加速直线运动中位移和速度的关系来计算。 ⑸ 由于⑴、⑸都要涉及速度，要先把速度计算出来，就增加了不少计算过程，也增加了计算误差，所以一般不用这两种计算方式。 如果用最小刻度为1mm的刻度尺测量长度，打点周期为0．02s，下面就用⑵、⑶两式计算加速度值，对纸带各点测量的误差所引起的偶然误差进行分析： 第一，当用计算时，根据误差公式，有 （单位mm）⑹ 决定于纸带的有效长度，通常为600mm～800mm，所以上式右边前一项
光栅衍射实验报告 字体大小：大|中|小2007-11-05 17:31 - 阅读：4857 - 评论：6 南昌大学实验报告 ------实验日期： 20071019 学号：+++++++ 姓名：++++++ 班级：++++++ 实验名称：光栅衍射 实验目的：1.进一步掌握调节和使用分光计的方法。 2. 加深对分光计原理的理解。 3. 用透射光栅测定光栅常数。 实验仪器：分光镜，平面透射光栅，低压汞灯（连镇流器） 实验原理： 光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝（或刻痕）构成的,是单缝的组合体,其
示意图如图1所示。原制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻划而成。光栅上
,常用的是复制光栅和 的刻痕起着不透光的作用，两刻痕之间相当于透光狭缝。原制光栅价格昂贵 全息光栅。图1中的为刻痕的宽度，为狭缝间宽度，为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。它是光栅基本常数之一。光栅常数的倒数为光栅密度，即光栅的单位长度上的条纹 数,如某光栅密度为1000条/毫米,即每毫米上刻有1000条刻痕。 图1光栅片示意图图2光线斜入射时衍射光路 图3光栅衍射光谱示意图图4载物台 当一束平行单色光垂直照射到光栅平面时，根据夫琅和费衍射理论，在各狭缝处将发生衍射， 所有衍射之间又发生干涉，而这种干涉条纹是定域在无穷远处，为此在光栅后要加一个会聚透镜， 在用分光计观察光栅衍射条纹时，望远镜的物镜起着会聚透镜的作用，相邻两缝对应的光程差为 （1） 岀现明纹时需满足条件 （2） （2 ）式称为光栅方程，其中：为单色光波长；k为明纹级数。 由（2 ）式光栅方程，若波长已知，并能测岀波长谱线对应的衍射角，则可以求岀光栅常数 d。 在=0的方向上可观察到中央极强，称为零级谱线，其它谱线，则对称地分布在零级谱线的 两侧，如图3所示。 如果光源中包含几种不同波长，则同一级谱线中对不同的波长有不同的衍射角，从而在不同 的位置上形成谱线，称为光栅谱线。对于低压汞灯，它的每一级光谱中有4条谱线： 紫色1=435.8nm; 绿色2=546.1 nm; 黄色两条3=577.0nm 和4=579.1 nm 。 衍射光栅的基本特性可用分辨本领和色散率来表征。
Mapgis中光栅文件校正 一、原始纸质图扫描光栅文件 上图为河北西郝庄铁矿区一张纸质1:2000储量估算图扫描后的jpg格式光栅文件（也可为tif、jpg、bmp格式），要在Mapgis中进行光栅文件坐标配准 二、光栅文件坐标配准。 1、生成标准图框。 1）“实用服务”模块→投影变换→系列标准图框→用键盘生成矩形图框，出现以下对话框：
2）以光栅图内图廓左下角X及Y值作为起始公里值，以内图廓右上角X及Y坐标值作为结束公里值，单位为公里。 原图左下角X及Y坐标值为： X=527.65；Y=4084.6； 原图右上角X及Y坐标值为： X=528.60；Y=4085.90；
3）“坐标系”选“国家坐标系”，“矩形分幅方法”选“任意公里矩形分幅” 4）X坐标值前两位38为3度带带号，原图比例尺为1:2000，网格间距xd及yd均为0.2，网格线类型选“绘制实线坐标线”，各参数输入结果如下图所示： 点击确定，图框自动生成如下图。Dx的直就等于1cm为多少公
里。如1:5000的比例次，1cm=500m=0。5KM，故dx=0.5！ 5）点击“文件”→“另存文件”→选定全部点、线、区文件→“确定” 6）指定存放目录→以“图框”名将点、线、区文件全部存在指定的文件夹中 2、生成MAPGIS内部msi影像文件 1）返回MAPGIS主界面→图像处理→图像分析，
2）文件→数据输入，出现如下对话框： 3）“转换数据类型”处选择要转换光栅文件的类型（如JPG、tif、bmp等）→点“添加文件[F]”选择要转换的光栅文件→“目标文件目录”处点“…”指定转换后的msi影像文件存放目录→点“转换[V]”即生成msi影像文件。
实 验 报 告 评分 实验题目：喷管特性实验 实验目的：验证并进一步加深对喷管中气流基本规律的理解，建立临界压力、临界流速 和最大流量等喷管临界参数的概念；比较熟练地掌握用热工仪表测量压力（负压）、压差及流量的方法；明确渐缩喷管出口处的压力不可能低于临界压力，流速不可能高于音速，流量不可能大于最大流量；明确缩放喷管中的压力可以低于临界压力，流速可高于当地音速，而流量不可能大于最大流量；对喷管中气流的实际复杂过程有所了解，能定性解释激波产生的原因。 实验原理： 1．喷管中气流的基本原理 由连续方程、能量方程和状态方程结合声速公式KPV a =得： c dc M A dA ? ?? ? ?-=12 马赫数M=c/a 显然，要使喷管中气流加速，当M<1时，喷管应为渐缩型（dA<0）；当气流M>1时， 喷管应为渐扩型（dA>0）。 2．气体流动的临界概念 喷管中气流的特征是dp<0，dc>0，dv>0，三者之间互相制约。当某一截面的速度达到当地音速时，气流处于从亚音速变为超音速的转折点，通常称为临界状态。 临界压力比112-? ?? ??+=K K K ν ，对于空气，ν=0.528 当渐缩喷管出口处气流速度达到音速或缩放喷管喉部达到音速时，通过喷管的气体流量 便达到了最大值，或成临界流量。可由下式确定： 1112 1212m i n m a x V P K K K K A m ?-??? ??++= 式中： min A —最小截面积（对于渐缩喷管即为出口处的流通截面积；对于缩放喷管即为喉部的面 积。本实验台的两种喷管最小截面积均为11.44）。 3．气体在喷管中的流动 （1）渐缩喷管 渐缩喷管因受几何条件（dA<0）的限制。有式（4）可知：气体流速只能等于或低于音速（a C ≤）；出口截面的压力只能高于或等于临界压力（c P P ≥2）；通过喷管的流量只能等于或小于最大流量（max m m =）。 （2）缩放喷管
误差分析及实验心得 误差分析 1 系统误差：使用台秤、量筒、量取药品时产生误差； 2 随机误差：反应未进行完全，有副反应发生；结晶、纯化及过滤时，有部分产品损失。 1、实验感想： 在实验的准备阶段，我就和搭档通过校园图书馆和电子阅览室查阅到了很多的有关本实验的资料，了解了很多关于阿司匹林的知识，无论是其发展历史、药理、分子结构还是物理化学性质。而从此实验，我们学习并掌握了实验室制备阿司匹林的各个过程细节，但毕竟是我们第一次独立的做实验，导致实验产率较低，误差较大。 在几个实验方案中，我们选取了一个较简单，容易操作的进行实验。我与同学共做了3次实验，第一次由于加错药品而导致实验失败，第二次实验由于抽滤的时候加入酒精的量过多，导致实验产率过低。因此，我们进行了第三次实验，在抽滤时对酒精的用量减少，虽然结果依然不理想，但是我们仍有许多的收获： （1）、培养了严谨求实的精神和顽强的毅力。通过此次的开放性实验，使我们了解到“理论结合实践”的重要性，使我们的动手能力和思考能力得到了锻炼和提高，明白了在实践中我们仍需要克服很多的困难。（2）、增进同学之间的友谊，增强了团队合作精神。这次的开放性实验要求两个或者两个以上的同学一起完成，而且不像以前实验时有已知的实验步骤，这就要求我们自己通力合作，独立思考，查阅资料了解实验并制定方案，再进行实验得到要求中的产物。我们彼此查找资料，积极的发表个人意见，增强了团队之间的协作精神，培养了独立思考问题的能力，同时培养了我们科学严谨的求知精神，敢于追求真理，不怕失败的顽强毅力。当然我们也在实验中得到了很大的乐趣。 九、实验讨论及心得体会 本次实验练习了乙酰水杨酸的制备操作，我制得的乙酰水杨酸的产量为理论上应该是约1.5g。所得产量与理论值存在一定偏差通过分析得到以下可能原因： a、减压过滤操作中有产物损失。 b、将产物转移至表面皿上时有产物残留。 c、结晶时没有结晶完全。 通过以上分析我觉得有些操作导致的损失可以避免所以我在以后的实验中保持严谨的态度。我通过本次实验我学到了乙酸酐和水杨酸在酸催化下制备乙酰水杨酸的操作方法初步了解有机合成中乙酰化反应原理巩固和进一步熟悉了减压过滤、重结晶基本操作的原理和方法了解到乙酰水杨酸中杂质的来源及其鉴别方法通过误差分析可能原因进一步更深理解实验的原理和操作养成严谨的态度。
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′__。
工程热力学喷管特性实验 实验报告评分 实验题目:喷管特性实验 实验目的:验证并进一步加深对喷管中气流基本规律的理解，建立临界压力、临界流速 和最大流量等喷管临界参数的概念;比较熟练地掌握用热工仪表测量压力 (负压)、压差及流量的方法;明确渐缩喷管出口处的压力不可能低于临界 压力，流速不可能高于音速，流量不可能大于最大流量;明确缩放喷管中的压力可以低于临界压力，流速可高于当地音速，而流量不可能大于最大流量; 对喷管中气流的实际复杂过程有所了解，能定性解释激波产生的原因。实验原理: 1(喷管中气流的基本原理 a,KPV由连续方程、能量方程和状态方程结合声速公式得: dAdc2,,,M,1,,,,Ac 马赫数M=c/a 显然，要使喷管中气流加速，当M<1时，喷管应为渐缩型(dA<0);当气流M>1时，喷管应为渐扩型(dA>0)。 2(气体流动的临界概念 喷管中气流的特征是dp<0，dc>0，dv>0，三者之间互相制约。当某一截面的速度达到当地音速时，气流处于从亚音速变为超音速的转折点，通常称为临界状态。 K 2,,K,1,,,,K，1,, 临界压力比，对于空气，,=0.528 当渐缩喷管出口处气流速度达到音速或缩放喷管喉部达到音速时，通过喷管的气体流量便达到了最大值，或成临界流量。可由下式确定:
2P2K2,,K,11，m,A,,,maxminK，1K，1V,,1 式中: A—最小截面积(对于渐缩喷管即为出口处的流通截面积;对于缩放喷管即为喉部的面min 积。本实验台的两种喷管最小截面积均为11.44)。 3(气体在喷管中的流动 (1)渐缩喷管 渐缩喷管因受几何条件(dA<0)的限制。有式(4)可知:气体流速只能等于或低于音 P,P2cC,a速();出口截面的压力只能高于或等于临界压力();通过喷管的流量只能等 ，，m,mmax于或小于最大流量()。 (2)缩放喷管 缩放喷管的喉部dA=0，因而气流可达到音速(c=a);扩大段dA>0，出口截面处的流速可超音速(c>a)，其压力可低于临界压力(P2 ㈠采用PhotoShop预处理图像 1．将实验数据复制，粘贴至各自文件夹内。 2．双击桌面上的PhotoShop快捷图标，启动PhotoShop。 3．在PhotoShop“文件”下拉菜单中，选择“打开”命令，通过浏览方式将“南河镇地形地质图-1”载入PhotoShop程序。注意此图像文件格式是什么？图像质量如何？ 4．通过“图像”菜单的“画布大小”命令打开“画布大小”对话框，如图2-1所示。定位选择左上角，将宽度和高度调整为原来的两倍，用来放要拼接的内容。如图2-2所示。 图2-1“画布大小”对话框图2-2设置“画布大小”为原来两倍 5．再打开“南河镇地形地质图-2”，将其通过“移动工具”拖动到同“南河镇地形地质图-1”一个窗口。这时在“南河镇地形地质图-1”窗口中将多出一个图层“图层1”，如图2-3所示。再接着用“移动工具”把图层1中的内容调整到和背景中的图形相接，在调整的过程中可以以某一个关键点为依据，通过键盘上的上下左右方向键进行微调让两部分图像很好的接合在一起。 图2-3图层窗口图2-4含多个图层的窗口6．用同样的方法打开“南河镇地形地质图-3”和“南河镇地形地质图-4”，并将其拼接在“南河镇地形地质图-1”上，形成一张完整的地图。这时将出现“图层2”和“图层3”。如图2-4所示。并单击选择如图2-4中向右三角形，进行“拼合图层”。最终只有一个图层“背景”。 7．在PhotoShop工具条中的“吸管工具”位置处点击鼠标右键，选择“度量工具”，在拼合后的“南河镇地形地质图-1”上水平边框左侧交角处点击鼠标左键并按着不放，沿边框线拖出一条斜线至上边框右上交角处，然后松开鼠标，此时会在标准工具栏中显示此线角mapgis图像校正
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