光学仪器实验报告
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迈克尔逊干涉仪实验报告
迈克尔逊干涉仪实验报告一、实验目的1、了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法。
2、观察等倾干涉和等厚干涉条纹，加深对光的干涉现象的理解。
3、测量激光的波长。
二、实验原理迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅法产生双光束干涉的精密光学仪器。
其原理是一束光被分光板分成两束，一束经反射镜 M1 反射后沿原路返回，另一束经反射镜 M2 反射后也沿原路返回，两束光在分光板处相遇发生干涉。
当 M1 和 M2 严格垂直时，产生的是等倾干涉条纹。
此时，干涉条纹是一组同心圆环，条纹的形状取决于入射光的波长和两反射镜之间的距离 d。
当 d 增大时，条纹从中心向外“冒出”；当 d 减小时，条纹向中心“缩进”。
当 M1 和 M2 不严格垂直时，产生的是等厚干涉条纹。
此时，干涉条纹是与 M1 和 M2 交线平行的直条纹，条纹的间距与两反射镜之间的夹角以及入射光的波长有关。
三、实验仪器迈克尔逊干涉仪、HeNe 激光器、扩束镜、观察屏等。
四、实验步骤1、仪器调节调节迈克尔逊干涉仪的底座水平，使仪器稳定。
打开激光器，使激光束大致垂直入射到分光板上，调节反射镜 M1和 M2 背后的三个调节螺钉，使反射回来的两束光在观察屏上重合，此时可以看到圆形的干涉条纹。
仔细调节 M1 和 M2 背后的螺钉，使干涉条纹的圆心位于观察屏的中心。
2、观察等倾干涉条纹缓慢移动 M1 镜，观察干涉条纹的变化，记录条纹“冒出”或“缩进”的个数。
3、观察等厚干涉条纹稍微旋转 M1 镜，使 M1 和 M2 不再严格垂直，观察等厚干涉条纹。
4、测量激光波长先记录 M1 镜的初始位置 d1。
缓慢移动M1 镜，当条纹“冒出”或“缩进”一定数量（如50 个）时，记录 M1 镜的位置 d2。
重复测量多次，计算激光的波长。
五、实验数据与处理1、测量激光波长的数据记录｜测量次数｜ M1 镜初始位置 d1 （mm) ｜ M1 镜最终位置 d2 （mm) ｜条纹变化数 N ｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 25321 ｜ 25875 ｜ 50 ｜｜ 2 ｜ 26158 ｜ 26712 ｜ 50 ｜｜ 3 ｜ 27025 ｜ 27580 ｜ 50 ｜2、数据处理根据公式：λ ＝2Δd ／ N，其中λ为激光波长，Δd ＝ d2 d1。
大物实验报告光学实验
一、实验目的1. 理解光学基本原理，包括光的反射、折射、干涉、衍射等。
2. 掌握光学仪器的基本操作，如平行光管、透镜、光栅等。
3. 通过实验验证光学定律，加深对光学理论的理解。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验仪器与设备1. 平行光管2. 透镜3. 光栅4. 光具座5. 读数显微镜6. 分光计7. 激光器8. 光屏9. 计算机及数据采集软件三、实验内容及步骤1. 材料的光反射比、透射比测量（1）将待测材料放置在平行光管与光屏之间。
（2）调节平行光管，使光线垂直照射到待测材料表面。
（3）观察并记录反射光和透射光的强度。
（4）根据反射光和透射光的强度，计算材料的反射比和透射比。
2. 采光系数测量（1）在室内选择一个合适的位置，安装采光系数测量仪。
（2）打开光源，调整光强，使室内光照达到正常水平。
（3）观察并记录采光系数测量仪的读数。
（4）根据测量结果，计算室内采光系数。
3. 室内照明实测（1）在室内选择多个测量点，安装照明实测仪。
（2）打开光源，调整光强，使室内光照达到正常水平。
（3）观察并记录照明实测仪的读数。
（4）根据测量结果，分析室内照明情况，提出改进建议。
4. 用平行光管测量透镜焦距（1）将平行光管、透镜和光屏依次放置在光具座上。
（2）调整平行光管和透镜，使光线经过透镜后变为平行光。
（3）观察并记录光屏上成像的位置。
（4）根据成像位置，计算透镜的焦距。
5. 傅立叶光学实验（1）将实验装置组装好，包括傅里叶透镜、光栅、光源等。
（2）调节光栅，使光束通过傅里叶透镜。
（3）观察并记录光屏上的图像。
（4）分析图像，验证傅立叶光学原理。
6. 光的干涉与衍射现象的研究（1）将实验装置组装好，包括单缝、双缝、光栅等。
（2）调节光源和光栅，观察并记录干涉和衍射现象。
（3）分析干涉和衍射现象，验证光学定律。
四、实验结果与分析1. 根据实验数据，计算出材料的反射比和透射比。
2. 根据采光系数测量结果，分析室内采光情况。
大物光学实验报告
一、实验目的1. 理解光学实验的基本原理和方法；2. 掌握光学仪器的使用和调整技巧；3. 通过实验，加深对光学现象和理论的理解；4. 培养实验操作技能和科学思维能力。
二、实验仪器与材料1. 光学仪器：平行光管、透镜、滤光片、积分球、光谱仪、光纤光谱仪等；2. 光源：白光光源、激光光源等；3. 实验材料：滤光片、薄膜、光纤等；4. 其他：读数显微镜、光具座、数据记录表等。
三、实验内容及步骤1. 光的反射与折射实验（1）实验目的：观察光的反射和折射现象，验证反射定律和折射定律。
（2）实验步骤：① 调整平行光管，使其发出平行光；② 将平行光照射到平面镜上，观察反射光；③ 改变入射角，观察反射光的变化，验证反射定律；④ 将平行光照射到透镜上，观察折射光；⑤ 改变入射角，观察折射光的变化，验证折射定律。
2. 光谱分析实验（1）实验目的：了解光谱仪的原理和使用方法，测量不同种类滤光片的透过率。
（2）实验步骤：① 调整光谱仪，使其正常工作；② 将待测滤光片放入光谱仪中，观察其光谱分布；③ 记录光谱数据，计算透过率。
3. 薄膜干涉实验（1）实验目的：了解薄膜的性质与应用，观察薄膜干涉现象。
（2）实验步骤：① 调整薄膜干涉仪，使其正常工作；② 观察薄膜干涉条纹，记录条纹间距；③ 分析条纹间距与薄膜厚度、折射率的关系。
4. 光纤光谱仪实验（1）实验目的：了解光纤光谱仪的原理与使用方法。
（2）实验步骤：① 调整光纤光谱仪，使其正常工作；② 将待测光源连接到光纤光谱仪中，观察其光谱分布；③ 记录光谱数据，分析光谱特征。
四、实验结果与分析1. 光的反射与折射实验实验结果显示，当入射角逐渐增大时，反射光和折射光的角度也随之增大，符合反射定律和折射定律。
2. 光谱分析实验实验结果显示，不同种类滤光片的透过率不同，与滤光片材料有关。
3. 薄膜干涉实验实验结果显示，薄膜干涉条纹间距与薄膜厚度、折射率有关，符合薄膜干涉原理。
4. 光纤光谱仪实验实验结果显示，光纤光谱仪能够有效地测量光源的光谱分布，为光纤通信、光纤传感等领域提供技术支持。
用立式光学计测量塞规实验报告
用立式光学计测量塞规实验报告实验名称：用立式光学计测量塞规实验报告一、实验目的：1. 了解立式光学仪器的基本原理和结构；2. 熟悉立式光学计测量塞规的方法；3. 掌握立式光学计测量塞规的误差控制方法；4. 学会使用立式光学计测量塞规进行精密测量。
二、实验原理：立式光学仪器是一种基于物镜焦距和伪相差的光学仪器。
通常由目镜、物镜、测微转台等部分组成。
使用物镜成像放大、聚焦目标，通过读取测微转台上的读数，计算出被测量目标的尺寸。
立式光学塞规是以毫米为单位的机械视觉基准长度标准，是一种通用的测量工具。
主要由测头、测量体、握手、刻度尺等部分组成。
立式光学计测量塞规的原理是通过物镜成像，实现对塞规的放大和聚焦，在读取测微转台上的读数的同时，精确计算出被测塞规的长度，并计算出该长度与标准长度之间的误差。
三、实验步骤：1. 将待测样品与立式光学计放置在水平台上；2. 将立式光学计固定在合适的位置，调整物镜位置，使其正确聚焦；3. 调整塞规位置和姿态，使其与光轴垂直且正确被聚焦；4. 正式测量：在塞规位置稳定后，读取测微转台刻度尺上的读数，并计算出测量长度；5. 重复以上步骤，取多个数据，计算平均值以获得更准确的测量结果。
四、实验结果：通过本次实验，我们获得了10个不同位置的测量数据，经过处理，我们得到的平均测量长度为12.345mm，精度为0.001mm。
五、实验结论：本次实验使用立式光学计测量塞规，学习了立式光学塞规的原理和使用方法。
在测量过程中，我们还学到了误差控制方法，如调整仪器位置、姿态等，以确保测量精度和准确性。
此外，本次实验结果表明，使用立式光学计测量塞规，可以获得较高的测量精度和准确性。
六、参考文献：1. 《物理实验教程》第三版，北京：高等教育出版社，2007。
2. 刘德新. 光学仪器原理与设计 [M]. 北京: 科学出版社, 2002.。
光学综合实验实验报告
一、实验目的1. 熟悉光学仪器的基本原理和操作方法。
2. 掌握光学元件的识别和测试方法。
3. 学习光学实验的基本技能，提高实验操作能力。
4. 培养团队合作精神和科学严谨的态度。
二、实验原理光学实验是研究光现象和光学原理的重要手段。
本实验主要涉及以下光学原理：1. 光的折射：光从一种介质进入另一种介质时，其传播方向发生改变的现象。
2. 光的反射：光射到物体表面后，返回原介质的现象。
3. 光的干涉：两束或多束光相遇时，产生的明暗相间的条纹现象。
4. 光的衍射：光波通过狭缝或障碍物后，产生弯曲传播的现象。
三、实验仪器与材料1. 光具座2. 平面镜3. 激光器4. 分束器5. 成像系统6. 透镜7. 光栅8. 光电池9. 数字多用表10. 记录纸四、实验步骤1. 光的折射实验（1）将激光器发出的激光束照射到平面镜上，调整平面镜角度，观察激光束的反射方向。
（2）将平面镜倾斜一定角度，观察激光束的折射方向。
（3）测量激光束的入射角和折射角，记录数据。
2. 光的反射实验（1）将激光束照射到平面镜上，观察激光束的反射方向。
（2）调整平面镜角度，观察激光束的反射方向。
（3）测量激光束的入射角和反射角，记录数据。
3. 光的干涉实验（1）将激光束照射到分束器上，使激光束分为两束。
（2）将两束激光分别照射到透镜上，形成干涉条纹。
（3）调整透镜位置，观察干涉条纹的变化。
（4）测量干涉条纹的间距，记录数据。
4. 光的衍射实验（1）将激光束照射到光栅上，观察衍射条纹。
（2）调整光栅角度，观察衍射条纹的变化。
（3）测量衍射条纹的间距，记录数据。
五、实验结果与分析1. 光的折射实验根据实验数据，计算出折射率n，并与理论值进行比较。
2. 光的反射实验根据实验数据，计算出反射率R，并与理论值进行比较。
3. 光的干涉实验根据实验数据，计算出干涉条纹的间距，并与理论值进行比较。
4. 光的衍射实验根据实验数据，计算出衍射条纹的间距，并与理论值进行比较。
光学演示实验报告
一、实验目的1. 了解光学仪器的基本原理和结构；2. 掌握光学实验的基本操作技能；3. 观察光学现象，提高对光学知识的理解和应用能力。
二、实验仪器与材料1. 实验仪器：光学演示箱、白光光源、平面镜、凸透镜、凹透镜、光栅、狭缝、分光计等；2. 实验材料：光学元件、光学仪器、实验记录纸、笔等。
三、实验内容1. 光的直线传播实验（1）实验目的：验证光在均匀介质中沿直线传播。
（2）实验步骤：① 将白光光源放在光学演示箱的一端；② 将平面镜放置在光源与演示箱另一端之间，调整镜面使光线反射到演示箱的另一端；③ 观察并记录光线在演示箱内的传播情况。
（3）实验现象：光线在演示箱内沿直线传播。
2. 凸透镜成像实验（1）实验目的：观察凸透镜成像现象，掌握成像规律。
（2）实验步骤：① 将凸透镜放置在演示箱的支架上；② 将白光光源放置在凸透镜前，调整光源位置使光线通过凸透镜；③ 在凸透镜的另一侧放置光屏，观察并记录成像情况。
（3）实验现象：凸透镜成像为倒立、缩小的实像。
3. 凹透镜成像实验（1）实验目的：观察凹透镜成像现象，掌握成像规律。
（2）实验步骤：① 将凹透镜放置在演示箱的支架上；② 将白光光源放置在凹透镜前，调整光源位置使光线通过凹透镜；③ 在凹透镜的另一侧放置光屏，观察并记录成像情况。
（3）实验现象：凹透镜成像为正立、缩小的虚像。
4. 光栅衍射实验（1）实验目的：观察光栅衍射现象，掌握衍射规律。
（2）实验步骤：① 将光栅放置在演示箱的支架上；② 将白光光源放置在光栅前，调整光源位置使光线通过光栅；③ 在光栅的另一侧放置光屏，观察并记录衍射条纹。
（3）实验现象：光栅衍射产生明暗相间的衍射条纹。
5. 分光计实验（1）实验目的：观察光的折射现象，掌握折射定律。
（2）实验步骤：① 将分光计放置在演示箱的支架上；② 将白光光源放置在分光计的入射光臂上；③ 调整分光计的反射镜，使光线通过分光计的出射光臂；④ 观察并记录折射光线的角度。
光学基本仪器实验报告
实验报告实验名称：光学基本仪器实验实验日期：____年__月__日实验地点：____实验室实验人员：____（姓名）、____（姓名）、____（姓名）一、实验目的1. 熟悉光学基本仪器的构造、工作原理和使用方法；2. 掌握光学仪器的调节和操作技巧；3. 通过实验验证光学原理，加深对光学知识点的理解；4. 培养团队协作能力和实验技能。
二、实验原理光学基本仪器实验主要涉及以下几种光学原理：1. 光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播；2. 光的反射：光线从一种介质射向另一种介质时，在界面处发生反射；3. 光的折射：光线从一种介质射向另一种介质时，在界面处发生折射；4. 光的干涉：两束相干光相遇时，光波叠加产生的现象；5. 光的衍射：光波遇到障碍物或通过狭缝时，在障碍物边缘或狭缝后发生弯曲的现象。
三、实验仪器1. 平行光管：产生平行光束，用于测量透镜焦距等实验；2. 透镜：具有会聚或发散光线的作用，用于成像、聚焦等实验；3. 双棱镜：利用光的折射和反射原理，产生分光现象；4. 干涉仪：利用光的干涉原理，测量光波波长、光程差等；5. 衍射光栅：利用光的衍射原理，进行光谱分析等；6. 光具座：用于放置光学仪器，保证实验过程中的稳定性；7. 读数显微镜：用于测量微小长度、角度等；8. 其他辅助工具：如光源、白屏、狭缝等。
四、实验内容1. 平行光管实验：测量透镜焦距、调节自准直方法等；2. 双棱镜实验：观察光的折射和反射现象，测量光程差等；3. 干涉实验：观察双光束干涉现象，测量光波波长；4. 衍射光栅实验：观察光的衍射现象，进行光谱分析；5. 光学显微镜实验：观察显微镜的成像原理，测量物体尺寸等。
五、实验步骤及结果1. 平行光管实验：（1）将平行光管放置在光具座上，调整光源使其发出平行光；（2）将待测透镜放置在平行光管的光路中，调整透镜位置，使光束聚焦在白屏上；（3）测量透镜到白屏的距离，即为透镜焦距；（4）重复实验，求平均值。
光学探究实验报告
一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和方法；2. 掌握光学仪器的基本操作和调整技巧；3. 通过实验验证光学基本定律，加深对光学知识的理解；4. 培养团队协作能力和实验操作能力。
二、实验原理本实验主要验证以下光学基本定律：1. 光的直线传播定律；2. 光的反射定律；3. 光的折射定律；4. 光的干涉和衍射现象。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：平行光管、透镜、分光器、光栅、激光器、双缝干涉仪、白屏、测量尺等；2. 实验材料：滤光片、光电池、光电管等。
四、实验步骤1. 光的直线传播实验：将激光器发出的光束照射到平行光管上，观察光束在白屏上的传播情况，验证光的直线传播定律。
2. 光的反射实验：将激光器发出的光束照射到平面镜上，观察反射光束的传播方向，验证光的反射定律。
3. 光的折射实验：将激光器发出的光束通过透镜，观察光束在透镜两侧的传播情况，验证光的折射定律。
4. 光的干涉实验：将激光器发出的光束通过分光器，分成两束，分别照射到双缝干涉仪的两个狭缝上，观察干涉条纹的分布情况，验证光的干涉现象。
5. 光的衍射实验：将激光器发出的光束通过光栅，观察衍射条纹的分布情况，验证光的衍射现象。
6. 光电效应实验：将激光器发出的光束照射到光电管上，观察光电管的工作情况，验证光电效应。
五、实验结果与分析1. 光的直线传播实验：实验结果显示，激光束在白屏上的传播情况符合光的直线传播定律。
2. 光的反射实验：实验结果显示，激光束在平面镜上的反射情况符合光的反射定律。
3. 光的折射实验：实验结果显示，激光束在透镜两侧的传播情况符合光的折射定律。
4. 光的干涉实验：实验结果显示，双缝干涉仪上的干涉条纹分布符合光的干涉现象。
5. 光的衍射实验：实验结果显示，光栅上的衍射条纹分布符合光的衍射现象。
6. 光电效应实验：实验结果显示，光电管的工作情况符合光电效应。
六、实验结论1. 光的直线传播、反射、折射、干涉和衍射等现象在实验中得到了验证，进一步加深了对光学知识的理解；2. 通过实验操作，掌握了光学仪器的基本操作和调整技巧；3. 培养了团队协作能力和实验操作能力。
光学经纬仪实验报告
光学经纬仪实验报告光学经纬仪实验报告引言：光学经纬仪是一种用来测量天体经纬度的仪器，它利用光学原理和精确的测量技术，可以精确测量天体的位置和运动。
本实验旨在通过使用光学经纬仪，对天体的经纬度进行测量，并探索其原理和应用。
一、实验装置和原理实验装置主要由光学经纬仪、望远镜、测量标尺等组成。
光学经纬仪的原理是利用望远镜观测天体，通过旋转经纬仪的底座，调整望远镜的方向，使其指向待测天体。
然后，通过读取经纬仪上的刻度，可以得到天体的经度和纬度。
二、实验步骤1. 调整仪器：将光学经纬仪放置在水平台上，使用调平螺丝调整仪器的水平度。
同时，通过调整望远镜的焦距和清洗镜片，确保观测的准确性。
2. 观测天体：选择一个明亮的星体作为目标，通过调整经纬仪的底座，使望远镜准确指向目标。
3. 读取刻度：通过目镜上的刻度尺，读取天体的经度和纬度。
注意，读取时要注意光学仪器的误差，并进行修正计算。
4. 多次观测：为了提高测量的准确性，可以进行多次观测，并取平均值。
同时，还可以观测不同天体，以验证仪器的准确性和稳定性。
三、实验结果通过多次观测，我们得到了一系列天体的经纬度数据。
经过统计和分析，我们发现这些数据与已知的天体位置数据基本吻合，证明了光学经纬仪的准确性和可靠性。
同时，我们还发现了一些有趣的现象，比如某些天体的位置会随着时间的变化而发生微小的偏移，这可能与地球自转和天体运动有关。
四、实验误差分析在实验中，我们发现了一些误差来源，这些误差可能会对测量结果产生影响。
首先，仪器本身的精度和稳定性会对测量结果产生一定的影响。
其次，观测环境的光照条件、气候等因素也会对测量结果产生一定的误差。
此外，观测者的技术水平和经验也会对测量结果产生影响。
五、实验应用光学经纬仪广泛应用于天文学、地理学等领域。
在天文学中，它被用来测量天体的位置和运动，研究宇宙的结构和演化。
在地理学中，它被用来测量地球上不同地点的经纬度，制作地图和导航系统。
此外，光学经纬仪还可以用于导弹制导、航海和测量工程等领域。
放大镜实验报告
放大镜实验报告放大镜实验报告一、引言放大镜是一种常见的光学仪器，它能够通过透镜的折射原理将物体放大，使我们能够更清楚地观察细小的细节。
在这次实验中，我们将使用放大镜来探索其工作原理和应用。
二、实验材料和方法1. 实验材料：- 放大镜- 物体（如字母、图案等）2. 实验方法：- 将放大镜对准物体，调整距离和角度，以获得清晰的放大效果。
- 观察并记录放大镜的放大倍数和放大效果。
三、实验结果在实验中，我们使用了不同形状和大小的物体进行观察。
通过调整放大镜与物体的距离和角度，我们观察到以下结果：1. 放大倍数的变化：- 当放大镜与物体的距离增加时，放大倍数减小，图像变得模糊。
- 当放大镜与物体的距离减小时，放大倍数增加，图像变得更清晰。
- 当放大镜与物体的距离过近时，放大倍数会达到最大值，但图像会失真。
2. 放大效果的变化：- 放大镜能够放大物体，使其在视野中更加清晰可见。
- 放大镜能够突出物体的细节，使我们能够更好地观察和研究。
- 放大镜还能够改变物体的形状，使其看起来更大或更小。
四、讨论与分析通过这次实验，我们深入了解了放大镜的工作原理和应用。
下面是一些我们得出的结论和讨论：1. 放大镜的工作原理：放大镜的工作原理是利用透镜的折射原理。
当光线通过凸透镜时，会发生折射，并聚焦在一个点上，形成放大的图像。
这使得我们能够看到物体的细节和放大的效果。
2. 放大镜的应用：- 放大镜广泛应用于生活和科学研究中。
在生活中，我们可以使用放大镜来读取小字、观察细小的物体等。
- 在科学研究中，放大镜被用于显微镜、望远镜等仪器的构建。
它们在生物学、天文学等领域起着重要作用。
3. 放大镜的局限性：- 放大镜的放大倍数有限。
当我们需要更高倍数的放大时，需要使用更复杂的仪器，如显微镜。
- 放大镜对光线的依赖性较大。
在光线不足或光线过强的情况下，放大镜的效果会受到影响。
五、结论通过这次实验，我们对放大镜的工作原理和应用有了更深入的了解。
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傅里叶变换红外光谱仪原理图 傅立叶的变换过程实际上就是调制与解调的过程，通过调制我们频率。然后将接收器接收到的信号送到调制 器中进行分解，得出待测光中地频率成分及各频率对应的强度值，这样我们就得 到了待测光的光谱图。
四．实验步骤
1.安放仪器 先将傅立叶变换实验装置摆放到平稳的工作台上，将电源和 USB 连接总线
钨灯设置为一分钟后点击确定，然后回到新建界面，然后点击界面上的采集 数据按钮，出现复位界面。 6.傅立叶变换
点击工具栏的傅立叶变换按钮，出现界面，根据用户的需要选择需要加载的 窗体，其中包括矩形窗函数、三角窗函数、汉宁窗函数、海明窗函数、布莱克曼 窗函数；并且可以根据需要更换傅立叶变换的范围。
实验四 阿贝折射仪
四．实验结果分析及结论
通过两种不同粒径的纳米 TiO2 在紫外和可见光的波长扫描，可以得到下列结论： 1、锐钛型纳米 TiO2 在浓度仅仅为 0.1%的情况下在紫外区已经表 现为优异的紫外吸 收特性，可以此做为涂料改性的功能材料使用。 2、在相同浓度下，纳米 TiO2 的粒径越小，紫外区的吸收性能越优越。
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。
一． 实验目的
阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率 nD 和平均色散 nF－nC 的仪器 （其中以测透明液体为主），如仪器上接恒温器，则可测定温度为 0℃－70℃内的折射率 nD。 折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、及色散 大小等。
二． 实验仪器
阿贝折射仪
三． 实验原理
折射仪的基本原理即为折射定律：n1,n1n2 为交界面的两侧的两种介质 的折射率。
若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以 使折射达到 90°，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率是基于测 定临界角的原理。
当不同角度光线射入 AB 面时，其折射都大于Ⅰ，如果用一望远镜对出 射光线视察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分 界线。明暗分界处即为临界角的位置。
四．仪器矫正
仪器定期进行校准，或对测量数据有怀疑时，也可以对仪器进行校准。校准用蒸 馏 水 或 玻 璃 标 准 块 。如 测 量 数 据 与 标 准 有 误 差 ，可 用 钟 表 螺 丝 刀 通 过 色 散 校 正 手 轮 中 的 小 孔 ，小 心 旋 转 里 面 的 螺 钉 ，使 分 划 板 上 交 叉 线 上 下 移 动 ，然 后 再 进 行 测 量 ，直 到 测数符合要求为止。样品为标准块时，测数要符合标准块上所标定的数据
二． 实验原理
当光作用在物质上时，一部分被表面反射，一部份被物质吸收。 改变入射光的波长时， 不同物质对每种波长的光都有对对应的吸收程 度（A）或透过程度（T） ，可以作出这种 物质在实验波长范围内的吸 收光谱曲线或透过光谱曲线。用紫外-可见分光光度计可以作出 材料 在紫外光区和可见光区的对紫外光和可见光的吸收光谱曲线或透过 光谱曲线。利用的 是朗伯-比尔定律：A=abc（A 为吸光度，a 为吸光 系数，b 是光路长度，c 为浓度） 。
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。
实验二 紫外可见分光度计 一． 实验目的
本实验目的是掌握 TiO2 的光学特性，特别是在紫外光区和可见 光区的光学特性的检 测方法， 同时具有分析和运用材料紫外光区和可 见光区光谱特性的能力。
二． 实验仪器
干涉显微镜
三． 实验原理
干涉显微镜是干涉仪和显微镜的结合。将被测件和标准光学镜面相比 119 较。用光波波长作为尺子来衡量工件表面的不平深度。由于光洁度是 微观不平深度。所以用显微镜进行高倍放大后再行观察和测量。
为了获得干涉，必须使光源 S 发出的光束经分光板 T 后分为两束； 一 束透过分光板 T， 补偿板 T1， 显微物镜 O2 后射向被测工件 P2 的表 面；由 P2 反 射后经原路返回至分光板 T，再在 T 上反射，射向 观察 目镜 O3；另一束由分光板 T 反射后通过物镜 O1 射到标准镜 P1 上，由 P1 反射，再经物镜 O1 并透 过分光板 T，也射向观察目镜 O3。它与第 一束光线 相遇，产生干涉。通过目镜 O3 可以看到定位在工件 表面上的 干涉条纹。 分光板 T、补偿板 T1、物镜 O1 、O2 以及标准 镜 P1 等 都经过精密加工，如果被测工件表面也是同 样精密那么就可以得到没有曲 折的直接干涉条纹。 调节 P1 、P2 至物镜 O1 、O2 的距离，使目镜 视 场中能清晰的看到 P1 、P2 的表面像。同时物镜 O1 、O2 离分光板分光 点的光学距离相等时，说明干涉仪的二臂之长相等，视场中出现零次干涉 条纹。
用白光照明时， 视场中央出现两条近似黑色对称条纹；再其次，对称 分布着数条彩色条纹。 使 P2 作高低方向微量移动时，视场中干涉条纹也 作相应的位移。P2 的移动量 t 与视场中干涉条纹的移动量 ΔN 有确定的 关系，t 等于 λ/2 时（λ 为光波的波长）视场中干涉条纹移动一个条纹间隔， 即原来零次条纹移到 1 次条纹的位置，原来 1 次条纹的位置移到 2 次条 纹的位置。如果 P2 上有一凹穴或凸缘，其凹凸的深度为 t，那么在视场中 此凹凸部分成像处的干涉条纹也相应弯曲。弯曲量 ΔN（单位为条纹间隔数 量，几个条纹或几分之一个条纹间隔）与 N 也与上述一样有确定关系,即， t = (λ )N 。因此测量时与干涉条纹的视见宽度无关。
三．实验过程
1、准备样品： a、 b、 c、 粒径为 30nm 的锐钛型纳米 TiO2 粉末； 粒径为 13nm 的 锐钛型纳米 TiO2 粉末； 以上两种粉末各自配成 0.1%质量比的水溶液，超声分散 15 分 钟，使之成为均匀分散的悬浮液。
2、开启计算机和紫外分光光度计。 3、通过计算机页面设置使用参数，确定波长扫描范围。 4、进行标准校正和特殊校正。 5、装夹样品，进行样品测量。 6、进行图谱的处理，打印图谱。
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。
被测物体上需要有一个平整的抛光面，把进光棱镜打开，在折射棱镜的 抛光面上加 1~2 滴溴代萘，并将被测物体的抛光面擦干净放上去，使其接 触良好，此时便可在目镜
视场中寻找分界线，瞄准和读数的操作方法如前所述。 （3）测定半透明固体
被测半透明固体上也需要有一个平整的抛光面。测量时将固体的抛光面 用溴代萘沾在折射棱镜上，打开反射镜并调整角度利用反射光束测量，具 体操作方法同上。 （4）测量蔗糖内糖量浓度
五．实验步骤
（1）测定透明半透明液体 将被测液体用干净滴管加在折射棱镜表面，并将进光棱镜盖上，用手轮
锁紧，要求液层均匀，充满视场，无气泡。打开遮光板，合上反射镜，调 节目镜视度，使十字线成象清晰，此时旋转手轮并在目镜视场中找到明暗 分界线的位置，再旋转手轮使分界线不带任何彩色，微调手轮，使分界线 位于十字线的中心，再适当转动聚光镜此时目镜视场下方显示示值即为被 测液体的折射率。 （2）阿贝折射仪测定透明固体
本仪器就是用测量现场中干涉条纹的弯曲量，反过来推算出零件表面的 不平深度。 仪器上的干涉滤色片，使白光过滤后，只有半宽度很小的这部 分单色光通过仪器，这种单色光有较好的相干 性。因此在使用仪器时为寻 找干涉条纹提供了方便；同时，这种单色光有确定的波长值，因而能提高 测量精度。
操作与测量液体折射率时相同，此时读数可直接从视场中示值上半部读 出，即为蔗糖溶液含糖量浓度的百分数。 （5）阿贝折射仪测定平均色散值
基本操作方法与测量折射率时相同，只是以两个不同方向转动色散调节 手轮时，使视场中明暗分界线无彩色为止，此时需记下每次在色散值刻度 圈上指示的刻度值 Z，取其平均值，再记下其折射率 nD。根据折射率 nD 值， 在阿贝折射仪色散表的同一横行中找出 A 和 B 值（若 nD 在表中二数值中间 时用内插法求得）。再根据 Z 值在表中查出相应的 б 值。当 Z﹥30 时取负 值，当 Z﹤30 时取正值，按照所求出的 A、B、值代入色散公式 就可求出 平均色散值。 （6）若需测量在不同温度时的折射率，将温度计旋入温度计座中，接上恒 温器通水管，把恒温器的温度调节到所需测量温度，接通循环水，待温度 稳定十分钟后，即可测量。
实验五 干涉显微镜
一． 实验目的
采用通过样品内和样品外的相干光束产生干涉的方法，把相位差(或光 程差)转换为振幅（光强度）变化的显微镜，根据干涉图形可分辨出样品中 的结构，并可测定样品中一定区域内的相位差或光程差。由于分开光束的 方法不同，有不同类型的干涉显微镜，以及用于测定非均匀样品的积分显 微镜干涉仪。
四．实验步骤
1.安放仪器 先将傅立叶变换实验装置摆放到平稳的工作台上，将电源和 USB 连接总线
钨灯设置为一分钟后点击确定，然后回到新建界面，然后点击界面上的采集 数据按钮，出现复位界面。 6.傅立叶变换
点击工具栏的傅立叶变换按钮，出现界面，根据用户的需要选择需要加载的 窗体，其中包括矩形窗函数、三角窗函数、汉宁窗函数、海明窗函数、布莱克曼 窗函数；并且可以根据需要更换傅立叶变换的范围。
实验四 阿贝折射仪
四．实验结果分析及结论
通过两种不同粒径的纳米 TiO2 在紫外和可见光的波长扫描，可以得到下列结论： 1、锐钛型纳米 TiO2 在浓度仅仅为 0.1%的情况下在紫外区已经表 现为优异的紫外吸 收特性，可以此做为涂料改性的功能材料使用。 2、在相同浓度下，纳米 TiO2 的粒径越小，紫外区的吸收性能越优越。
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。
一． 实验目的
阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率 nD 和平均色散 nF－nC 的仪器 （其中以测透明液体为主），如仪器上接恒温器，则可测定温度为 0℃－70℃内的折射率 nD。 折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、及色散 大小等。
二． 实验仪器
阿贝折射仪
三． 实验原理
折射仪的基本原理即为折射定律：n1,n1n2 为交界面的两侧的两种介质 的折射率。
若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以 使折射达到 90°，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率是基于测 定临界角的原理。
当不同角度光线射入 AB 面时，其折射都大于Ⅰ，如果用一望远镜对出 射光线视察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分 界线。明暗分界处即为临界角的位置。
四．仪器矫正
仪器定期进行校准，或对测量数据有怀疑时，也可以对仪器进行校准。校准用蒸 馏 水 或 玻 璃 标 准 块 。如 测 量 数 据 与 标 准 有 误 差 ，可 用 钟 表 螺 丝 刀 通 过 色 散 校 正 手 轮 中 的 小 孔 ，小 心 旋 转 里 面 的 螺 钉 ，使 分 划 板 上 交 叉 线 上 下 移 动 ，然 后 再 进 行 测 量 ，直 到 测数符合要求为止。样品为标准块时，测数要符合标准块上所标定的数据
二． 实验原理
当光作用在物质上时，一部分被表面反射，一部份被物质吸收。 改变入射光的波长时， 不同物质对每种波长的光都有对对应的吸收程 度（A）或透过程度（T） ，可以作出这种 物质在实验波长范围内的吸 收光谱曲线或透过光谱曲线。用紫外-可见分光光度计可以作出 材料 在紫外光区和可见光区的对紫外光和可见光的吸收光谱曲线或透过 光谱曲线。利用的 是朗伯-比尔定律：A=abc（A 为吸光度，a 为吸光 系数，b 是光路长度，c 为浓度） 。
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。
实验二 紫外可见分光度计 一． 实验目的
本实验目的是掌握 TiO2 的光学特性，特别是在紫外光区和可见 光区的光学特性的检 测方法， 同时具有分析和运用材料紫外光区和可 见光区光谱特性的能力。
二． 实验仪器
干涉显微镜
三． 实验原理
干涉显微镜是干涉仪和显微镜的结合。将被测件和标准光学镜面相比 119 较。用光波波长作为尺子来衡量工件表面的不平深度。由于光洁度是 微观不平深度。所以用显微镜进行高倍放大后再行观察和测量。
为了获得干涉，必须使光源 S 发出的光束经分光板 T 后分为两束； 一 束透过分光板 T， 补偿板 T1， 显微物镜 O2 后射向被测工件 P2 的表 面；由 P2 反 射后经原路返回至分光板 T，再在 T 上反射，射向 观察 目镜 O3；另一束由分光板 T 反射后通过物镜 O1 射到标准镜 P1 上，由 P1 反射，再经物镜 O1 并透 过分光板 T，也射向观察目镜 O3。它与第 一束光线 相遇，产生干涉。通过目镜 O3 可以看到定位在工件 表面上的 干涉条纹。 分光板 T、补偿板 T1、物镜 O1 、O2 以及标准 镜 P1 等 都经过精密加工，如果被测工件表面也是同 样精密那么就可以得到没有曲 折的直接干涉条纹。 调节 P1 、P2 至物镜 O1 、O2 的距离，使目镜 视 场中能清晰的看到 P1 、P2 的表面像。同时物镜 O1 、O2 离分光板分光 点的光学距离相等时，说明干涉仪的二臂之长相等，视场中出现零次干涉 条纹。
用白光照明时， 视场中央出现两条近似黑色对称条纹；再其次，对称 分布着数条彩色条纹。 使 P2 作高低方向微量移动时，视场中干涉条纹也 作相应的位移。P2 的移动量 t 与视场中干涉条纹的移动量 ΔN 有确定的 关系，t 等于 λ/2 时（λ 为光波的波长）视场中干涉条纹移动一个条纹间隔， 即原来零次条纹移到 1 次条纹的位置，原来 1 次条纹的位置移到 2 次条 纹的位置。如果 P2 上有一凹穴或凸缘，其凹凸的深度为 t，那么在视场中 此凹凸部分成像处的干涉条纹也相应弯曲。弯曲量 ΔN（单位为条纹间隔数 量，几个条纹或几分之一个条纹间隔）与 N 也与上述一样有确定关系,即， t = (λ )N 。因此测量时与干涉条纹的视见宽度无关。
三．实验过程
1、准备样品： a、 b、 c、 粒径为 30nm 的锐钛型纳米 TiO2 粉末； 粒径为 13nm 的 锐钛型纳米 TiO2 粉末； 以上两种粉末各自配成 0.1%质量比的水溶液，超声分散 15 分 钟，使之成为均匀分散的悬浮液。
2、开启计算机和紫外分光光度计。 3、通过计算机页面设置使用参数，确定波长扫描范围。 4、进行标准校正和特殊校正。 5、装夹样品，进行样品测量。 6、进行图谱的处理，打印图谱。
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。
被测物体上需要有一个平整的抛光面，把进光棱镜打开，在折射棱镜的 抛光面上加 1~2 滴溴代萘，并将被测物体的抛光面擦干净放上去，使其接 触良好，此时便可在目镜
视场中寻找分界线，瞄准和读数的操作方法如前所述。 （3）测定半透明固体
被测半透明固体上也需要有一个平整的抛光面。测量时将固体的抛光面 用溴代萘沾在折射棱镜上，打开反射镜并调整角度利用反射光束测量，具 体操作方法同上。 （4）测量蔗糖内糖量浓度
五．实验步骤
（1）测定透明半透明液体 将被测液体用干净滴管加在折射棱镜表面，并将进光棱镜盖上，用手轮
锁紧，要求液层均匀，充满视场，无气泡。打开遮光板，合上反射镜，调 节目镜视度，使十字线成象清晰，此时旋转手轮并在目镜视场中找到明暗 分界线的位置，再旋转手轮使分界线不带任何彩色，微调手轮，使分界线 位于十字线的中心，再适当转动聚光镜此时目镜视场下方显示示值即为被 测液体的折射率。 （2）阿贝折射仪测定透明固体
本仪器就是用测量现场中干涉条纹的弯曲量，反过来推算出零件表面的 不平深度。 仪器上的干涉滤色片，使白光过滤后，只有半宽度很小的这部 分单色光通过仪器，这种单色光有较好的相干 性。因此在使用仪器时为寻 找干涉条纹提供了方便；同时，这种单色光有确定的波长值，因而能提高 测量精度。
操作与测量液体折射率时相同，此时读数可直接从视场中示值上半部读 出，即为蔗糖溶液含糖量浓度的百分数。 （5）阿贝折射仪测定平均色散值
基本操作方法与测量折射率时相同，只是以两个不同方向转动色散调节 手轮时，使视场中明暗分界线无彩色为止，此时需记下每次在色散值刻度 圈上指示的刻度值 Z，取其平均值，再记下其折射率 nD。根据折射率 nD 值， 在阿贝折射仪色散表的同一横行中找出 A 和 B 值（若 nD 在表中二数值中间 时用内插法求得）。再根据 Z 值在表中查出相应的 б 值。当 Z﹥30 时取负 值，当 Z﹤30 时取正值，按照所求出的 A、B、值代入色散公式 就可求出 平均色散值。 （6）若需测量在不同温度时的折射率，将温度计旋入温度计座中，接上恒 温器通水管，把恒温器的温度调节到所需测量温度，接通循环水，待温度 稳定十分钟后，即可测量。
实验五 干涉显微镜
一． 实验目的
采用通过样品内和样品外的相干光束产生干涉的方法，把相位差(或光 程差)转换为振幅（光强度）变化的显微镜，根据干涉图形可分辨出样品中 的结构，并可测定样品中一定区域内的相位差或光程差。由于分开光束的 方法不同，有不同类型的干涉显微镜，以及用于测定非均匀样品的积分显 微镜干涉仪。