光学实验课程设计报告.doc

光学课程设计 指导老师: ASDFGH 设计学生: 杜卡迪 班级: ASDFGH 学号:200900124217 设计日期:2013.01.12  目 录 一、光学实验注意事项 ……………………………………………………… 3 二、实验内容 …………………………………………………………………… 4 2.1、实验1………………………………………………………………… 4 2.2、实验2………………………………………………………………… 9 2.3、实验3………………………………………………………………… 12 2.4、实验4………………………………………………………………… 19 2.5、实验5………………………………………………………………… 22 三、附录 ………………………………………………………………… 25 四、感想…………………………………………………………………… 26一、光学实验注意事项： 在进行光学实验前必须对实验中经常用到的基础知识、操作方法和调试技巧进行学习，以便更快地入手实验和避免因操作不当而造成光学元器件的不可修复性损坏。尤其对于初学光学者更要在实验之前阅读这些内容，并且在实验中遵守这些规则。 透镜、、和光栅等光学元件大多数都是由光学玻璃材料经抛光、镀膜、掩膜 复制等工艺制成的，是极为精密的器件机械性能和化学性能都很差。光学元件表面被沾污或污染都将影响光的透过率与反射率等参数，它经不起摩擦、化学腐蚀与强烈的冲击和碰撞。为了安全使用光学元件和光学仪器，必须遵守下面的原则： 必须在熟悉仪器的性能与使用方法之后才能进行使用与操作； 轻拿轻放，勿使仪器或光学元器件受到冲击、碰撞，特别注意不能从手中滑落； 不使用时要及时将光元件放回包装盒内，长期闲置不用应该将其放入干燥皿中保存； 手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”，腐蚀光学面造成永久的损坏； 如发现光学元器件的工作面有灰尘，要用专用的干燥脱脂棉轻轻擦拭或用橡皮球吹 去，用嘴去吹；发现光学表面上已被轻微污染或有较轻的印记，可以用清洁的镜头纸轻轻拂去， 擦试时不能加太大的压力以免光学表面被划伤（一般光学玻璃比普通窗玻璃硬度软），更不用普通纸、手帕、毛巾或衣物等进行擦拭； 在对光学系统进行调整时，要耐心细致，边调整，边观察，动作要轻、柔、慢，粗鲁与盲目操作； 反常的特殊现象，应及时将现象记录或存储下来，向指导教师请教或分析； 使用完仪器设备后应当及时整理，放回原处，防止灰尘污染。用散射角极小准直性很好的激光做光源，照在一个宽度可调的竖直单缝上，在离狭缝较远的距离放置一接收屏，转动手轮收缩缝宽可以在屏上观察到一组衍射图样，从（a）到（d）对应狭缝的宽度由大到小收缩变化，中心亮条纹由小到大向左右两侧水平展开，同时出现一系列明暗相间的结构，（如图14-1所示），它实际上就是夫琅和费衍射条纹。 当光通过一狭缝时会产生衍射光，衍射图样中的极小值对应的角度由下式给出： （14-1） 这里a表示缝宽，θ表示图样中心到第m级极小间的夹角，λ表示光的波长，m表示级次见图14-2所示。通常因为衍射角度较小，可以假设： ，根据三角关系有： （14-2） （14-3） 这里a为狭缝宽度，m为衍射级次，y 表示衍射中心到第m级极小间的距离，D表示从狭缝到光电传感器的距离，单缝衍射的如图所示。其光强分布的理论公式为： （14-4） 其中 式中为单缝的宽度，为光的波长，为衍射角，为正入射（即＝0）时的入射光强，被称为单缝衍射因子，表征衍射光场内任一点相对光强（即）的强弱。 注意事项 1、不要用肉眼直视激光器输出光，防止造成伤害。 2、仪器放置处不可长时间受阳光照射。 3、激光器发出的光束应平行于工作平台的工作面。 4、光束应通过放入光路中的部件的中心，保证光束垂直入射到接收器上。 5、注意，在插拔线时，先关掉电源开关。 实验步骤 1、夫琅和费单缝衍射的观察与测量 选用半导体激光器、单缝模板、接收屏、二维手动扫描平台、光电传感器和光电转换器以及光具座组装测量装置，调节半导体激光器、可调狭缝、接收屏和光电传感器之间的位置，接通激光器电源，调节光路，使测量系统等高和共轴。选择狭缝调到某一宽度，从接收屏上观测到清晰的单缝衍射图样后，从光学导轨上取下接收屏，调节手动扫描平台，使衍射光斑照在光电传感器前的入射狭缝上。光电转换器的输出端接光功率计，接通电源和开