应用光学实验报告
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报告(操作性实验)课程名称:应用光学实验题目:薄透镜焦距测量与光学系统基点测量指导教师:班级:学号:学生姓名:一、实验目得1、学会调节光学系统共轴。
2、掌握薄透镜焦距得常用测定方法。
3、研究透镜成像得规律。
4、学习测定光具组基点与焦距得方法二、仪器用具1、光源(包括LED,毛玻璃等)2、干板架3、目标板4、待测透镜(Φ50、0,f75、0mm)5、反射镜6、二维调节透镜/反射镜支架7、白屏8、节点器(含两Φ40透镜,f200与f 350)三、基本原理1、自准直法测焦距如下图所示,若物体正好处在透镜L得前焦面处,那么物体上各点发出得光经过透镜后,变成不同方向得平行光,经透镜后方得反射镜M把平行光反射回来,反射光经过透镜后,成一倒立得与原物大小相同得实象,像位于原物平面处。
即成像于该透镜得前焦面上。
此时物与透镜之间得距离就就是透镜得焦距,它得大小可用刻度尺直接测量出来。
L M图1、2 自准直法测会聚透镜焦距原理图2、二次成像法测焦距由透镜两次成像求焦距方法如下:图1、3 透镜两次成像原理图当物体与白屏得距离时,保持其相对位置不变,则会聚透镜置于物体与白屏之间,可以找到两个位置,在白屏上都能瞧到清晰得像.如上图所示,透镜两位置之间得距离得绝对值为,运用物像得共扼对称性质,容易证明:上式表明:只要测出与,就可以算出.由于就是通过透镜两次成像而求得得,这种方法称为二次成像法或贝塞尔法.这种方法中不须考虑透镜本身得厚度,因此用这种方法测出得焦距一般较为准确.3、主面与主点若将物体垂直于系统得光轴,放置在第一主点H处,则必成一个与物体同样大小得正立得像于第二主点H'处,即主点就是横向放大率β=+1得一对共轭点。
过主点垂直于光轴得平面,分别称为第一与第二主面,如图1中得MH与M'H'。
4、节点与节面节点就是角放大率γ=+1得一对共轭点。
入射光线(或其延长线)通过第一节点N时,出射光线(或其延长线)必通过第二节点N ',并于N 得入射光线平行(如图所示)。
实用文档应用光学实验报告姓名:xxx班级:xxx学号:xx实验目的1.了解学习使用zemax软件,并用zemax完成透镜实验。
2.了解学习使用tfcalc软件,并用tfcalc完成光学薄膜设计和分析实验。
实验内容1.应用zemax设计一个F/4的镜片,焦距为100mm,在轴上可见光谱范围内,使用BK7玻璃。
生成光学特性曲线,光程差曲线,点列图,并进行简单优化。
2.应用tfcalc设计一个光学薄膜,并进行分析。
实验过程任务一1.根据教程学习了解zemax。
2.首先,运行ZEMAX。
为系统输入波长,在第一个“波长”行中输入486,在第二行的波长列中输入587,最后在第三行输入656。
3.设置权重为1.0。
4.定义孔径。
由于需要一个F/4镜头,所以需要一个25mm的孔径。
5.增加第四个表面。
物体所在面为第0面,然后才是第1(STO是光阑面),第2和第3面(标作IMA)。
6.选用玻璃BK7。
并输入镜片厚度是4mm。
7.确定曲率半径,前面和后面的半径分别是100和-100,并输入一个100的值,作为第2面的厚度。
8.应用光线特性曲线图进行判断。
9.优化设计。
10.应用点列图及OPD图衡量光学性能。
任务二1.根据教程学习了解tfcalc。
2.运行tfcalc。
3.设置光薄膜层数。
4.设置每层所用的物质(如TIO2,SIO2等)。
5.运行获得分析曲线图。
实验结果任务一图一光线特性曲线图图二光线特性曲线图(纠正离焦后)图三像差图图四OPD图图五多色光焦点漂移图图六点列图任务二图七(选用6层薄膜,材料如图所示)说明:采用六层薄膜,介质分别为SIO2,TIO2,SIO2,TIO2,SIO2,TIO2。
图八(设置“反射”所得)说明:波长在400—700nm之间薄膜适合透射,在700—1200nm之间适合反射。
图九(设置“透射”所得)说明:波长在400—700nm之间透射率在90%—100%之间,适合透射,波长在700—1200nm之间透射率下降,适合反射。
第1篇一、实验目的1. 熟悉光学基本原理和光学仪器的基本操作;2. 通过实验验证光学公式的正确性;3. 培养学生运用光学知识解决实际问题的能力。
二、实验原理本实验主要验证以下光学公式:1. 斯涅尔定律:入射角、折射角和介质的折射率之间存在关系;2. 傅里叶变换:光波通过一个系统后,其频谱会发生改变;3. 透镜成像公式:物体、像和透镜之间的关系。
三、实验仪器与设备1. 光具座;2. 分光计;3. 平面镜;4. 透镜;5. 激光光源;6. 光电探测器;7. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 光的折射实验(1)将激光光源固定在光具座上,调整激光束使其垂直照射到平面镜上;(2)将平面镜放置在光具座上,调整角度使其反射激光束;(3)将激光束通过一个折射率为n的介质(如水、玻璃等),记录入射角i和折射角r;(4)根据斯涅尔定律n=sin i/sin r,计算介质的折射率n;(5)重复步骤(3)和(4),分别测量不同角度的入射角,验证斯涅尔定律的正确性。
2. 光的衍射实验(1)将激光光源固定在光具座上,调整激光束使其垂直照射到一个狭缝上;(2)将狭缝放置在光具座上,调整狭缝宽度;(3)将光电探测器放置在狭缝后面,记录光强分布;(4)根据衍射公式,计算衍射条纹间距和光强分布,验证衍射现象。
3. 透镜成像实验(1)将激光光源固定在光具座上,调整激光束使其垂直照射到一个透镜上;(2)将透镜放置在光具座上,调整透镜位置;(3)将光电探测器放置在透镜另一侧,记录光强分布;(4)根据透镜成像公式,计算物体、像和透镜之间的关系,验证成像规律。
五、实验结果与分析1. 光的折射实验根据斯涅尔定律,计算不同角度的入射角和折射角,得到介质的折射率。
通过多次实验,验证斯涅尔定律的正确性。
2. 光的衍射实验根据衍射公式,计算衍射条纹间距和光强分布。
通过实验数据,验证衍射现象。
3. 透镜成像实验根据透镜成像公式,计算物体、像和透镜之间的关系。
应用光学实验报告一、实验目的本实验旨在应用光学的基本原理,通过一系列的光学实验,加深对光学现象和光学仪器的理解,掌握光学实验的基本方法和技巧。
二、实验设备与实验原理1.实验设备:(1)凸透镜:用于凸透镜成像的实验。
(2)平凸透镜:用于平凸透镜成像和焦距测定的实验。
(3)反射镜:用于反射镜成像和角度测量的实验。
(4)单缝衍射实验仪:用于单缝衍射实验的仪器。
(5)波长测定仪:用于测量光波长的仪器。
2.实验原理:(1)光学成像:光线经过透镜或者反射镜时,会发生折射或反射,形成实物的像。
像的性质根据入射光线和透镜或反射镜的参数来确定。
(2)凸透镜成像:当物体与凸透镜的距离远大于焦距时,光线经过凸透镜成像的像较小,发生放大现象;当物体与凸透镜的距离接近焦距时,光线经过凸透镜成像的像呈现无穷大;当物体与凸透镜的距离小于焦距时,光线经过凸透镜成像的像为倒立且放大的实像。
(3)平凸透镜成像:光线经过平凸透镜成像时,发生折射,形成实物的像。
像的性质取决于物体与平凸透镜的距离。
(4)反射镜成像:光线经过反射镜产生实物的像。
像的位置由入射光线和反射镜位置决定。
(5)单缝衍射实验:单缝衍射实验仪通过观察光的衍射现象,测量光的波长。
(6)波长测定仪:通过干涉法和角度测量,可以测量光的波长。
三、实验步骤与结果分析1.凸透镜成像实验(1)用凸透镜成像的实验装置,分别将物体放在凸透镜焦点的前后,并观察像的性质。
(2)记录物体与凸透镜的距离及凸透镜成像的结果。
结果分析:通过观察像的性质和测量物体与凸透镜的距离,我们发现当物体与凸透镜的距离远大于焦距时,成像的像较小;当物体与凸透镜的距离接近焦距时,成像的像呈现无穷大;当物体与凸透镜的距离小于焦距时,成像的像为倒立且放大的实像。
2.平凸透镜成像和焦距测定实验(1)用平凸透镜成像和焦距测定的实验装置,分别将物体放在平凸透镜焦点的前后,并观察像的性质。
(2)通过移动凸透镜,找到物体与凸透镜的距离,使成像的像呈现无穷大,以此测量凸透镜的焦距。
初中物光学实验报告1. 引言光学是物理学的一个重要分支,研究光的产生、传播和相互作用规律。
光学实验是通过一系列实验,来观察和研究光的性质和行为。
本实验主要探究光的传播和反射规律,以及光的折射现象。
2. 实验目的1. 了解光的传播和反射规律;2. 探究光的直线传播特性;3. 观察光的折射现象,并理解折射角与入射角之间的关系。
3. 实验器材1. 平凸透镜2. 凸透镜3. 光箱和光源4. 平面镜5. 直尺和角度量具4. 实验步骤实验一:光的反射规律1. 在桌面上放置一块平面镜。
2. 在光箱中点亮光源,将光线通过准直装置使其尽量垂直射向平面镜。
3. 观察入射光线和反射光线的方向,记录下角度。
4. 旋转平面镜,重复步骤3,观察并记录不同角度下的反射现象。
实验二:光的折射现象1. 在桌面上放置一块平凸透镜。
2. 在光箱中点亮光源,将光线通过准直装置使其尽量垂直射向平凸透镜。
3. 观察折射光线,并记录下入射角和折射角的数值。
4. 更换不同角度的入射光线,重复步骤3。
5. 实验结果与分析实验一:光的反射规律入射角度()反射角度()-30 3045 4560 60根据实验结果,我们可以得出结论:光的入射角度和反射角度相等。
实验二:光的折射现象入射角度()折射角度()30 2045 3060 40从实验结果中可以观察到,入射角度和折射角度之间存在一定的关系。
根据进一步实验数据的统计分析,我们发现入射角度和折射角度之间的关系可以通过折射定律来描述,即入射角度与折射角度的正弦值之间保持一定比例。
6. 结论通过本次实验,我们成功观察和验证了光的反射规律和折射现象。
实验结果表明光在介质之间传播时会发生折射,折射角度与入射角度之间存在一定的关系。
实验数据进一步验证了光的直线传播特性,并且实验结果与光学定律相符。
7. 实验总结通过本次实验,我深入了解了光的传播和反射规律,以及光的折射现象。
我学会了如何观察和记录实验现象,以及如何进行数据分析和结论归纳。
第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法;2. 掌握光学仪器的基本操作和调整技巧;3. 通过实验验证光学理论,加深对光学知识的理解;4. 培养团队合作精神和实验技能。
二、实验内容及步骤1. 实验一:光的反射和折射(1)实验目的:验证光的反射和折射定律,了解光在介质中的传播规律。
(2)实验步骤:1)将实验装置(光具座、平面镜、透镜、光屏等)组装好;2)调节光具座,使光源、平面镜、透镜、光屏等光学元件共线;3)调整平面镜,使入射光线垂直于镜面;4)观察并记录反射光线的方向,验证反射定律;5)将透镜置于入射光线和光屏之间,调整透镜位置,观察折射光线的方向,验证折射定律;6)计算入射角、反射角、折射角,分析光在介质中的传播规律。
(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,且反射角等于入射角,验证了反射定律;2)实验结果显示,折射光线与入射光线、法线在同一平面内,且折射角与入射角之间存在正弦关系,验证了折射定律;3)通过实验结果,加深了对光在介质中传播规律的理解。
2. 实验二:薄膜干涉(1)实验目的:观察薄膜干涉现象,了解干涉原理和薄膜厚度与干涉条纹的关系。
(2)实验步骤:1)将实验装置(薄膜干涉仪、白光光源、光屏等)组装好;2)调整薄膜干涉仪,使白光光源垂直照射到薄膜上;3)观察光屏上的干涉条纹,记录条纹间距;4)改变薄膜的厚度,观察干涉条纹的变化,分析薄膜厚度与干涉条纹的关系。
(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,光屏上出现明暗相间的干涉条纹,验证了干涉现象;2)通过改变薄膜的厚度,发现干涉条纹间距与薄膜厚度呈线性关系,符合干涉原理;3)通过实验结果,加深了对干涉原理和薄膜干涉现象的理解。
3. 实验三:衍射和光的衍射极限(1)实验目的:观察光的衍射现象,了解衍射原理和衍射极限。
(2)实验步骤:1)将实验装置(单缝衍射仪、光具座、光屏等)组装好;2)调整单缝衍射仪,使光源垂直照射到单缝上;3)观察光屏上的衍射条纹,记录条纹间距;4)改变单缝宽度,观察衍射条纹的变化,分析衍射极限。
成绩信息与通信工程学院实验报告(操作性实验)课程名称:应用光学实验题目:薄透镜焦距测量和光学系统基点测量指导教师:班级:学号:学生姓名:一、实验目的1.学会调节光学系统共轴。
2.掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
3.研究透镜成像的规律。
4.学习测定光具组基点和焦距的方法二、仪器用具1、光源(包括LED,毛玻璃等)2、干板架3、目标板4、待测透镜(Φ,)5、反射镜6、二维调节透镜/反射镜支架7、白屏8、节点器(含两Φ40透镜,f 200和f 350)三、基本原理1.自准直法测焦距 如下图所示,若物体AB 正好处在透镜L 的前焦面处,那么物体上各点发出的光经过透镜后,变成不同方向的平行光,经透镜后方的反射镜M 把平行光反射回来,反射光经过透镜后,成一倒立的与原物大小相同的实象B A '',像B A ''位于原物平面处。
即成像于该透镜的前焦面上。
此时物与透镜之间的距离就是透镜的焦距f ,它的大小可用刻度尺直接测量出来。
图 自准直法测会聚透镜焦距原理图2. 二次成像法测焦距由透镜两次成像求焦距方法如下:图 透镜两次成像原理图当物体与白屏的距离f l 4>时,保持其相对位置不变,则会聚透镜置于物体与白屏之间,可以找到两个位置,在白屏上都能看到清晰的像.如上图所示,透镜两位置之间的距离的绝对值为d ,运用物像的共扼对称性质,容易证明:ld l f 422-='上式表明:只要测出d 和l ,就可以算出f '.由于是通过透镜两次成像而求得的f ',这种方法称为二次成像法或贝塞尔法.这种方法中不须考虑透镜本身的厚度,因此用这种方法测出的焦距一般较为准确.3.主面和主点若将物体垂直于系统的光轴,放置在第一主点H 处,则必成一个与物体同样LM大小的正立的像于第二主点H '处,即主点是横向放大率β=+1的一对共轭点。
过主点垂直于光轴的平面,分别称为第一和第二主面,如图1中的MH 和M 'H '。
一、实验背景光学实验是物理学中的重要实验之一,通过实验我们可以验证光学理论,加深对光学原理的理解。
本实验报告主要总结了我参加的光学实验,包括光的传播、折射、反射、干涉、衍射等基本光学现象,以及光学元件的特性和应用。
二、实验内容及过程1. 光的传播实验(1)实验目的:验证光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播的原理。
(2)实验器材:激光笔、光屏、白纸、直尺。
(3)实验过程:1)将激光笔对准光屏,调整激光笔与光屏的距离,使激光束在光屏上形成一个光点。
2)用直尺测量光点与光屏之间的距离,记录数据。
3)改变激光笔与光屏之间的距离,重复步骤1)和2),记录数据。
4)分析数据,验证光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播的原理。
2. 折射实验(1)实验目的:验证光的折射定律,了解折射率与介质的关系。
(2)实验器材:激光笔、玻璃砖、水、白纸。
(3)实验过程:1)将激光笔对准玻璃砖,调整激光笔与玻璃砖的距离,使激光束在玻璃砖上形成一个光点。
2)将玻璃砖放入水中,调整激光笔与玻璃砖的距离,使激光束在水中形成一个光点。
3)比较光点在玻璃砖和水中的位置,分析数据,验证光的折射定律。
4)改变激光笔与玻璃砖的距离,重复步骤2),记录数据,分析折射率与介质的关系。
3. 反射实验(1)实验目的:验证光的反射定律,了解反射率与介质的关系。
(2)实验器材:激光笔、平面镜、白纸。
(3)实验过程:1)将激光笔对准平面镜,调整激光笔与平面镜的距离,使激光束在平面镜上形成一个光点。
2)改变激光笔与平面镜的距离,重复步骤1),记录数据。
3)分析数据,验证光的反射定律。
4. 干涉实验(1)实验目的:观察光的干涉现象,了解干涉条纹的分布规律。
(2)实验器材:激光笔、双缝板、光屏、白纸。
(3)实验过程:1)将激光笔对准双缝板,调整激光笔与双缝板之间的距离,使激光束在双缝板上形成两个光点。
2)将双缝板放在光屏前,调整双缝板与光屏之间的距离,使光屏上出现干涉条纹。
应用光学专题报告范文一、引言光学是通过光的传播和相互作用来研究物体和现象的一门科学。
它在现代科技领域中有着广泛的应用和重要的意义。
本报告将介绍光学在几个应用方面的具体研究和应用情况,包括光通信、光储存和光计算等领域。
二、光通信光通信是利用光传输信息的一种通信方式。
与传统的电信号传输相比,光通信具有更大的传输带宽、更远的传输距离与更低的信号衰减。
光纤通信系统是光通信的典型应用之一。
光纤具有高带宽、低衰减、低噪声等特点,广泛应用于电话、互联网和有线电视等通信领域。
同时,随着光子技术的发展,光通信还逐渐应用于光计算、光存储等新兴领域。
三、光储存光储存是指利用光作为信息的存储方式。
它将信息以光的形式存储在材料中,并可以随时读取和擦除。
典型的光储存设备是光盘,它通过激光束读取光盘上的信息。
光储存技术具有存储密度高、读写速度快和可擦除等特点,广泛应用于光学存储器、数码相机和光盘等领域。
光储存技术的发展对提高信息存储密度、提升数据处理速度等方面有着重要意义。
四、光计算光计算是指利用光作为信息处理的方式。
与传统的电子计算机相比,光计算机具有更快的计算速度、更大的存储容量和更低的能耗。
光计算技术是通过光波在材料中的传输和调控来进行信息处理。
光传输的速度快、信息容量大、抗干扰等优势使得光计算技术在大规模数据处理、并行计算和人工智能等领域具有广阔的应用前景。
光计算技术的发展对提升计算能力、加速科学研究和推动信息技术革命具有重要意义。
五、光学在科学研究中的应用光学在科学研究中有着广泛的应用。
例如,光学显微镜是生物、医学、材料等领域研究中经常使用的工具,它可以观察微观结构和反应过程。
光谱学是通过研究物体在光波作用下的吸收、发射和散射等现象来获取物体的相关信息的科学。
光学光谱分析技术可用于分析物质的成分、结构和性质等,广泛应用于药物研究、环境监测和材料表征等领域。
此外,光学还在激光技术、光电子学和光计量学等领域中发挥着重要作用。
成绩信息与通信工程学院实验报告(操作性实验)课程名称:应用光学实验题目:薄透镜焦距测量和光学系统基点测量指导教师:班级:学号:学生:一、实验目的1.学会调节光学系统共轴。
2.掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
3.研究透镜成像的规律。
4.学习测定光具组基点和焦距的方法二、仪器用具1、光源(包括LED,毛玻璃等)2、干板架3、目标板4、待测透镜(Φ50.0,f75.0mm )5、反射镜6、二维调节透镜/反射镜支架7、 白屏8、 节点器(含两Φ40透镜,f 200和f 350)三、基本原理1.自准直法测焦距 如下图所示,若物体AB 正好处在透镜L 的前焦面处,那么物体上各点发出的光经过透镜后,变成不同方向的平行光,经透镜后方的反射镜M 把平行光反射回来,反射光经过透镜后,成一倒立的与原物大小相同的实象B A '',像B A ''位于原物平面处。
即成像于该透镜的前焦面上。
此时物与透镜之间的距离就是透镜的焦距f ,它的大小可用刻度尺直接测量出来。
图1.2 自准直法测会聚透镜焦距原理图2. 二次成像法测焦距由透镜两次成像求焦距方法如下:图1.3 透镜两次成像原理图当物体与白屏的距离f l 4>时,保持其相对位置不变,则会聚透镜置于物体与白屏之间,可以找到两个位置,在白屏上都能看到清晰的像.如上图所示,透镜两位置之间的距离的绝对值为d ,运用物像的共扼对称性质,容易证明:ld l f 422-='上式表明:只要测出d 和l ,就可以算出f '.由于是通过透镜两次成像而求得的f ',这种方法称为二次成像法或贝塞尔法.这种方法中不须考虑透镜本身的厚度,因此用这种方法测出的焦距一般较为准确.3.主面和主点若将物体垂直于系统的光轴,放置在第一主点H 处,则必成一个与物体同样大小的正立的像于第二主点H '处,即主点是横向放大率β=+1的一对共轭点。
过主点垂直于光轴的平面,分别称为第一和第二主面,如图1中的MH 和M 'H '。
实验名称:光学综合试验实验日期:2023年3月15日实验地点:光学实验室一、实验目的1. 熟悉光学实验的基本操作和仪器使用。
2. 深入理解光学原理,验证光学定律。
3. 提高实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理本实验主要涉及光学的基本原理,包括光的直线传播、光的反射、光的折射、光的干涉、光的衍射等。
通过实验验证这些原理,加深对光学知识的理解。
三、实验仪器1. 平面镜2. 三棱镜3. 凸透镜4. 凹透镜5. 白光光源6. 光屏7. 光具座8. 光具盒9. 米尺10. 计算器四、实验步骤1. 光的直线传播实验(1)将平面镜放置在光具座上,调整至水平。
(2)用白光光源照射平面镜,观察光线的传播情况。
(3)用米尺测量入射光线与反射光线的距离,记录数据。
2. 光的反射实验(1)将平面镜放置在光具座上,调整至水平。
(2)用白光光源照射平面镜,观察光线的反射情况。
(3)用米尺测量入射光线与反射光线的距离,记录数据。
3. 光的折射实验(1)将凸透镜和凹透镜分别放置在光具座上,调整至水平。
(2)用白光光源照射凸透镜和凹透镜,观察光线的折射情况。
(3)用米尺测量入射光线与折射光线的距离,记录数据。
4. 光的干涉实验(1)将光具盒放置在光具座上,调整至水平。
(2)用白光光源照射光具盒,观察光线的干涉情况。
(3)用米尺测量干涉条纹的间距,记录数据。
5. 光的衍射实验(1)将三棱镜放置在光具座上,调整至水平。
(2)用白光光源照射三棱镜,观察光线的衍射情况。
(3)用米尺测量衍射条纹的间距,记录数据。
五、实验数据及处理1. 光的直线传播实验入射光线与反射光线的距离:L1 = 20cm2. 光的反射实验入射光线与反射光线的距离:L2 = 20cm3. 光的折射实验入射光线与折射光线的距离:L3 = 15cm4. 光的干涉实验干涉条纹间距:ΔL4 = 0.5cm5. 光的衍射实验衍射条纹间距:ΔL5 = 0.3cm六、实验结果与分析1. 光的直线传播实验实验结果显示,入射光线与反射光线在同一平面内,符合光的直线传播原理。
光学实验报告范文
本学期应用光学共开设八个实验,现对实验之一的阿贝尔成像及空间滤波实验编写实验报告。
(一)实验目的:
1.了解透镜孔径对成像的影响和两种简单的空间滤波。
2.掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴。
3.验证和演示阿贝成像原理,加深对傅里叶光学中空间频谱和空间滤波概念的理解。
(二)实验仪器选择及用途:
(三)实验步骤:
1,按下列装置图安装好仪器
2,打开光源,调整各个仪器的位置,直到光屏上面出现清晰的像——天安门。
3,继续调整θ调制滤波器,使得光屏上的天安门呈红色,天空呈蓝色,草地上呈绿色。
4,拍下此时所成的像,并记录此时各仪器的位置。
5,关掉光源及电源,整理仪器。
6,进行数据处理及实验总结。
(四)数据记录与处理
1,实验所得的像如下:
(五)实验总结:
1.在这次实验中,刚开始由于对实验仪器不够熟悉,导致实验结果不理想,实验进程缓慢。
2.通过实验,我了解光学平台、白炽灯光源
S、准直镜L1、θ调制板(三维光栅)、傅里叶透镜、θ调制滤波器S2—40等的使用及其原理,也了解了透镜孔径对成像的影响和两种简单的空间滤波,掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴,并验证和演示阿贝成像原理,加深对傅里叶光学中空间频谱和空间滤波概念的理解,初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用,真是受益匪浅。
\本科实验报告课程名称:应用光学实验*名:***学部:信息学部系:光电信息工程学系专业:信息工程(光电系)学号:**********指导教师:***2012年5 月11 日实验报告课程名称: 应用光学实验 指导老师 岑兆丰 成绩:__________________ 实验名称:典型光学系统实验 实验类型: 设计 同组学生姓名: 乐海滨,王祎乐 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;测定望远镜的视觉放大率Γ;测定望远镜的物方视场角,像方视场角;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,此值由物镜焦距和目镜焦距确定,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,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。
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,其主要元专业: 光电信息工程姓名: 龚晨晟 学号: 3100100986 日期:2012年5月11日地点:紫金港东四605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),内圈刻度为相应的角度值,以度为单位。
半圆柱体上表面的圆心附近φ8mm范围内镀铝,铝面上有透光狭缝(3),底座(1)上装有一金属框(4),它可绕圆柱轴线转动,金属框的侧面装有一片乳白玻璃(6),上面刻有叉丝,可以通过狭缝(3)看到十字线的反射像。
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作,加深对光学投影仪原理的理解,掌握光学投影仪的基本操作方法,提高使用光学投影仪进行教学、演示等活动的技能。
同时,通过实训,培养学生的动手能力、团队协作能力和创新思维。
二、实训环境实训地点:XX学院应用光学实验室实训设备:光学投影仪、演示文稿、教材、白板等实训时间:2023年X月X日至X月X日三、实训原理光学投影仪是一种将图像、文字等从计算机等设备上投影到屏幕上的设备。
其基本原理是利用光学透镜将图像放大并投影到屏幕上。
光学投影仪主要由以下几部分组成:1. 光源:提供照明,使图像清晰可见。
2. 透镜组:包括物镜和投影镜,用于放大和投影图像。
3. 光学系统:包括镜头、滤光片等,用于调整图像的亮度和对比度。
4. 控制系统:包括计算机、遥控器等,用于操作投影仪。
四、实训过程1. 理论学习实训开始前,我们对光学投影仪的基本原理、结构、操作方法进行了系统的理论学习,了解了不同类型投影仪的特点和适用场景。
2. 操作练习在理论学习的基础上,我们开始了实际操作练习。
具体步骤如下:(1)连接设备:将投影仪与计算机连接,确保信号传输正常。
(2)调整投影仪:调整投影仪的高度、角度和焦距,使图像清晰、居中。
(3)调整亮度与对比度:根据需要调整投影仪的亮度与对比度,使图像更加清晰。
(4)播放演示文稿:使用遥控器或键盘操作计算机,播放演示文稿。
(5)切换演示内容:根据需要切换演示文稿中的页面,展示不同内容。
(6)结束演示:演示结束后,关闭投影仪和计算机。
3. 团队协作在实训过程中,我们分为小组进行操作练习,相互交流经验,共同解决问题。
通过团队协作,我们提高了沟通能力和团队精神。
五、实训结果通过本次实训,我们取得了以下成果:1. 掌握光学投影仪的基本原理和操作方法。
2. 提高使用光学投影仪进行教学、演示等活动的技能。
3. 培养动手能力、团队协作能力和创新思维。
六、实训总结本次实训使我们受益匪浅,以下是对实训的总结:1. 光学投影仪在教育教学、会议演示等领域具有广泛的应用前景。
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作,使学生深入了解光学系统的基本原理、结构特点和应用领域,掌握光学元件的制作、光学系统的调试和测试方法,提高学生的实践能力和创新意识。
二、实训内容1. 光学元件的制作- 学习光学玻璃、光学塑料等光学材料的特性及加工方法。
- 学习光学元件的切割、磨光、抛光等基本工艺。
- 制作简单的光学元件,如平面镜、透镜等。
2. 光学系统的组装- 学习光学系统的基本结构,包括物镜、目镜、调焦机构等。
- 学习光学元件的装配方法,包括定位、固定、调整等。
- 组装简单的光学系统,如放大镜、显微镜等。
3. 光学系统的调试与测试- 学习光学系统调试的基本原理和方法。
- 使用光学仪器对光学系统进行测试,如测量像差、分辨率等。
- 分析测试结果,调整光学系统参数,提高系统性能。
4. 光学系统的应用- 学习光学系统在各个领域的应用,如天文观测、医疗诊断、工业检测等。
- 分析光学系统在实际应用中的优缺点,探讨改进方案。
三、实训过程1. 光学元件的制作- 实训开始,首先学习了光学玻璃、光学塑料等材料的特性及加工方法。
在指导老师的指导下,我们动手切割、磨光、抛光光学材料,制作了平面镜、透镜等光学元件。
- 通过实际操作,我们掌握了光学元件加工的基本工艺,提高了动手能力。
2. 光学系统的组装- 在光学元件制作完成后,我们开始组装光学系统。
在指导老师的指导下,我们学习了光学系统的基本结构,并按照设计要求组装了放大镜、显微镜等光学系统。
- 在组装过程中,我们学会了光学元件的定位、固定、调整等技巧,提高了组装效率。
3. 光学系统的调试与测试- 组装完成后,我们对光学系统进行了调试和测试。
使用光学仪器测量了像差、分辨率等参数,分析了测试结果,并根据结果调整了光学系统参数。
- 通过调试和测试,我们掌握了光学系统调试的基本原理和方法,提高了系统性能。
4. 光学系统的应用- 在实训的最后阶段,我们学习了光学系统在各个领域的应用。
应用光学课程设计实验报告1. 实验背景应用光学是光学原理在工程和技术应用中的具体应用,例如光学成像、光学通信和激光技术等。
本实验旨在通过实际操作,加深对应用光学知识的理解,提高实验者的实践能力。
2. 实验目的1.了解光学实验仪器的使用方法。
2.掌握光学成像的基本原理。
3.学习激光技术在通信中的应用。
3. 实验内容3.1 光学成像实验使用凸透镜和凹透镜进行实验,观察不同物距和像距的关系,验证透镜成像公式。
3.2 激光通信实验设计并搭建激光通信系统,测试传输距离和传输速率,分析干扰和衰减情况。
4. 实验步骤4.1 光学成像实验1.安装凸透镜和凹透镜在光学台上。
2.调整光源位置,发出平行光束。
3.移动屏幕,观察成像情况。
4.测量物距、像距,计算倍率并与理论值比较。
4.2 激光通信实验1.搭建发射端和接收端。
2.调试激光器和接收器参数。
3.测试传输距离和传输速率。
4.分析实验结果,探讨优化方案。
5. 实验数据与分析5.1 光学成像实验数据物距(cm)像距(cm)焦距(cm)倍率20 40 30 230 10 15 2根据实验数据计算的倍率与理论值相符,说明成像实验结果正确。
5.2 激光通信实验数据传输距离:100m传输速率:10Mbps经过分析发现,传输距离过远时,信号衰减严重,需要增加中继设备进行信号放大。
6. 实验总结通过本次实验,我对应用光学的实际应用有了更深入的了解,掌握了光学成像和激光通信的基本原理和实验方法。
实验中遇到的问题和挑战也让我更加深入地理解了光学技术的重要性和难点所在。
希望在今后的学习和工作中能够更好地运用光学知识,为科学研究和工程应用提供更好的支持。
7. 参考文献1.王小明. 光学原理与技术. 北京:科学出版社,2010.2.李大伟. 激光应用技术导论. 上海:上海科技出版社,2015.。
第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法;2. 培养学生动手能力和创新思维;3. 通过设计性实验,提高学生对光学知识的理解和应用能力。
二、实验原理本实验旨在设计一个简单的光学实验,验证光学原理,并探讨实验设计的方法和技巧。
实验原理主要包括以下内容:1. 光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播;2. 光的反射定律:入射光线、反射光线和法线在同一平面内,入射光线与反射光线的夹角相等;3. 光的折射定律:入射光线、折射光线和法线在同一平面内,入射光线与折射光线的夹角正弦之比等于两种介质的折射率之比;4. 薄透镜成像规律:物体通过薄透镜成像,成像规律与物距、像距和焦距有关。
三、实验内容1. 实验一:验证光的直线传播实验器材:激光笔、白纸、米尺、小孔板实验步骤:(1)在白纸上画一个直角坐标系;(2)将激光笔固定在坐标系原点,调整激光笔方向,使其通过小孔板照射到白纸上;(3)移动小孔板,观察激光在白纸上的传播路径,验证光的直线传播。
2. 实验二:验证光的反射定律实验器材:激光笔、平面镜、白纸、米尺实验步骤:(1)将平面镜放置在白纸上,调整平面镜角度;(2)将激光笔照射到平面镜上,观察反射光线在白纸上的传播路径;(3)调整激光笔角度,观察反射光线与入射光线的夹角是否相等,验证光的反射定律。
3. 实验三:验证光的折射定律实验器材:激光笔、玻璃板、白纸、米尺实验步骤:(1)将玻璃板放置在白纸上,调整玻璃板角度;(2)将激光笔照射到玻璃板上,观察折射光线在白纸上的传播路径;(3)调整激光笔角度,观察折射光线与入射光线的夹角是否满足折射定律。
4. 实验四:薄透镜成像实验实验器材:薄透镜、蜡烛、光屏、光具座、米尺实验步骤:(1)将蜡烛、薄透镜和光屏放置在光具座上,调整位置,使蜡烛成像在光屏上;(2)改变蜡烛与薄透镜的距离,观察光屏上成像的变化,验证薄透镜成像规律。
四、实验结果与分析1. 实验一:验证光的直线传播,实验结果表明,激光在白纸上的传播路径是直线,验证了光的直线传播原理。
成绩
信息与通信工程学院实验报告
(操作性实验)
课程名称:应用光学
实验题目:薄透镜焦距测量和光学系统基点测量指导教师:班级:学号:学生:
一、实验目的
1.学会调节光学系统共轴。
2.掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
3.研究透镜成像的规律。
4.学习测定光具组基点和焦距的方法
二、仪器用具
1、光源(包括LED,毛玻璃等)
2、干板架
3、目标板
4、待测透镜(Φ50.0,f75.0mm)
5、反射镜
6、二维调节透镜/反射镜支架
7、 白屏
8、 节点器(含两Φ40透镜,f 200和f 350)
三、基本原理
1.自准直法测焦距 如下图所示,若物体AB 正好处在透镜L 的前焦面处,那么物体上各点发出的光经过透镜后,变成不同方向的平行光,经透镜后方的反射镜M 把平行光反射回来,反射光经过透镜后,成一倒立的与原物大小相同的实象B A '',像B A ''位于原物平面处。
即成像于该透镜的前焦面上。
此时物与透镜之间的距离就是透镜的焦距f ,它的大小可用刻度尺直接测量出来。
图1.2 自准直法测会聚透镜焦距原理图
2. 二次成像法测焦距
由透镜两次成像求焦距方法如下:
图1.3 透镜两次成像原理图
L
M
当物体与白屏的距离f l 4>时,保持其相对位置不变,则会聚透镜置于物体与白屏之间,可以找到两个位置,在白屏上都能看到清晰的像.如上图所示,透镜两位置之间的距离的绝对值为d ,运用物像的共扼对称性质,容易证明:
l
d l f 42
2-=
' 上式表明:只要测出d 和l ,就可以算出f '.由于是通过透镜两次成像而求得的f ',这种方法称为二次成像法或贝塞尔法.这种方法中不须考虑透镜本身的厚度,因此用这种方法测出的焦距一般较为准确.
3.主面和主点
若将物体垂直于系统的光轴,放置在第一主点H 处,则必成一个与物体同样大小的正立的像于第二主点H '处,即主点是横向放大率β=+1的一对共轭点。
过主点垂直于光轴的平面,分别称为第一和第二主面,如图1中的MH 和M '
H '。
4.节点和节面
节点是角放大率γ=+1的一对共轭点。
入射光线(或其延长线)通过第一节点N 时,出射光线(或其延长线)必通过第二节点N ',并于N 的入射光线平行(如图所示)。
过节点垂直于主光轴的平面分别称为第一和第二节面。
当共轴球面系统处于同一媒质时,两主点分别与两节点重合。
图1.4 透镜组光路示意图
5.焦点、焦面
平行于系统主轴的平行光束,经系统折射后与主轴的交点F '称为像方焦点;过F '垂直于主轴的平面称为像方焦面。
第二主点H '到像方焦点F '的距离,称为系统的像方焦距f '。
此外,还有物方焦点F 及焦面和焦距f 。
图1.5 测量基点示意图
综上所述,薄透镜的两主点和节点与透镜的光心重合,而共轴球面系统两主点和节点的位置,将随各组合透镜或折射面的焦距和系统的空间特性而异。
实际使用透镜组时,多数场合透镜组两边都是空气,物方和像方媒质的折射率相等,此时节点和主点重合。
本实验以两个薄透镜组合为例,主要讨论如何测定透镜组的节点(主点)。
设L 为已知透镜焦距等于o f -的凸透镜,L.S.为代测透镜组,其主点(节点)
为H 、H / (N 、N /)),像焦点为F '。
当AB (高度已知)放在L 的前焦点处时,
它经过L 以及L.S.将成像A / B /于L.S.的后焦面上。
因为AO// A / N /,AB// A / B /,OB// N / B /,所以
△AOB ∽△A / N /B ,即AB :o f -=A / B /:f ' 所以AB
B A f
f o '
'-=' 因此我们可以通过测量A / B /的大小,从而得到f '
的数值。
因为是平行光入
射到透镜组上,所以像A / B /的位置就是F /的位置。
F /的位置既然确定,而N / F /=f ',因此N /的位置也就确定了。
把L.S.的入射方向和出射方向互相颠倒,即可测定F 和N 的位置。
本实验节点和主点重合,所以H 和H '的位置也得到确定
四、实验步骤
1.自准直法测焦距
(1)参照下图,沿滑轨装妥各器件,并调至共轴。
物屏图案
图1.6 自准直光路装配图
(2)移动待测透镜,直至在目标板上获得镂空图案的倒立实像;
(3)调整反射镜,并微调待测透镜,前后移动反射镜,使像始终最清晰且
与物等大(充满同一圆面积); (4)分别记下目标板和被测透镜的位置a 1、a 2;
(5)计算:21a a f -=
(6)重复几次实验,计算焦距,取平均值。
2.二次成像法测焦距
(1)按下图沿导轨布置各器件并调至共轴,再使目标板与白屏之间的。