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設計一個激光定域裝置

發布時間:2021-02-18 19:01:32

❶ 某同學設計了一個測定激光的波長的實驗裝置如圖所示,激光器發出一束直徑很小的紅色激光進入一個一端裝有

(復1)利用激光製做雙縫干涉實驗,說明激光具有相乾性.
(2)圖丙中游標卡尺的讀數為11mm+0.1×4=11.4mm,圖丁中游標卡尺讀數為16mm+0.1×7=16.7mm.實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小測量的偶然誤差.
根據 △x=
L
d
λ 得, λ=
△xd
L
=
16.7-11.4
4
×1 0 -3 ×0.5×1 0 -3
1
=6.6×10 -7 m.
(3)藍光的波長比紅光短,根據 △x=
L
d
λ ,知屏上相鄰兩條紋的距離將減小.
故答案為:(1)相干(2)11.4,16.7,減小測量的偶然誤差(或提高實驗的精確度)6.6×10 -7 m(6.3×10 -7 m~6.6×10 -7 m)(3)變小

❷ 某同學設計了一個測定激光的波長的實驗裝置,如圖所示.激光器發出的一束直徑很小的紅色激光進入一個一端

(1)該實驗是來利用雙自縫干涉測量光的波長.說明激光發生干涉現象.
(2)游標卡尺的主尺讀數為8mm,游標讀數為0.1×5=0.5mm.所以游標讀數為8.5mm,即為第1個和第4個光點的距離.
則相鄰兩個光點的距離b=

8.5
3
mm=2.83mm,代入λ=
ab
L
=6.2×10-7m.
故本題答案為:(1)干涉(2)8.5,6.2×10-7m.

❸ 某同學設計了一個測定激光波長的實驗裝置,如圖甲所示,激光器發出的一束直徑很小的紅色激光進入一個一端

(1)雙縫的縫間距離為d,雙縫到感光片的距離為L,感光片上相鄰兩光點間的距離為△x,則光的專波長λ=

d△x
L
=
ab
L

由游標卡屬尺的讀數原理知第1到第4個光點的距離是8.6mm.
由題意知:b=
8.6
3
mm,d=0.22mm,L=1.0000m
所以波長為:λ=
ab
L
=
0.22×10?3×
8.6
3
×10?3
1
=6.3×10-7m.
(2)藍光波長小於紅光波長,由λ=
dx
L
知:變小.
故答案為:(1)
ab
L
,8.6,6.3×10-7;(2)變小.

❹ 某同學設計了一個測定激光的波長的實驗裝置如圖甲,激光器發出的一束直徑很小的紅色激光進入一個一端裝有

(1)這個現象是光的干涉現象.干涉現象是波獨有的特徵,所以說明激光具有內波動性.容
(2)雙縫的縫間距離為d,雙縫到感光片的距離為L,感光片上相鄰兩光點間的距離為x,則光的波長λ=

dx
L

由游標卡尺的讀數原理知第1到第4個光點的距離是8.5mm.
由題意知:x=
8.5
3
mm,d=0.22mm,L=1.0000m
所以波長為:λ=
dx
L
=6.23×10-7m.
(3)藍光波長小於紅光波長,由λ=
dx
L
知:變小.
故答案為:(1)波動;(2)λ=
dx
L
,8.5;6.23×10-7;(3)變小.

❺ 大學物理實驗里的設計性實驗怎麼做

2研究型實驗及其開設要求2.1研究型實驗的基本內涵通常「研究型」物理實驗是在綜合性、設計性物理實驗的基礎上由學生自己選題、查閱文獻、設計實驗方案,在教師指導下完成實驗。「研究型」實驗通常是要求學生帶著問題測取數據,摸索實驗規律,然後帶著問題查找資料、探尋答案,並試著對所觀察到的現象進行理論分析,並做出合理的解釋。這類實驗的開設目的是全方位地鍛煉學生實驗研究的能力,充分調動學生的主動性和積極性,激發他們從事物理學研究的興趣和熱情,為以後從事科研工作打下良好的基礎。2.2研究型實驗的選題研究型實驗要精心選題、科學設計。實驗內容要新穎、有趣味性,物理現象比較明顯和具有可研究性。同時還要考慮實驗室條件和學生的水平與能力,能讓學生在比較熟悉的理論基礎上作初步的分析與發展。既要與已知的現象、理論和方法有聯系又要有一定的深度和廣度。作為基礎物理實驗,研究型實驗內容不能過於復雜,要求不宜過高,要能通過分析、討論和查閱資料等方式讓學生可以比較容易地設計和實施實驗方案。2.3如何開展研究型實驗的教學與傳統物理實驗不同,研究型實驗可以較充分地發揮學生的主觀能動性去探索未知的領域。因此,開設此類實驗項目的最好方式是利用實驗室開放的形式,由學生自主選擇和掌握實驗時間。研究型實驗項目可以有教師指定和學生自擬等形式,但無論那種形式,對實驗指導教師都提出了更高的要求。指導教師要對學生所選的研究型實驗項目在實施過程中可能出現的各種問題有充分的估計和認識,能夠引導、啟發和激勵學生完成實驗,並掌握能作進一步深入研究的空間。研究型實驗更注重實驗結果的分析、討論和總結。因此,學生完成研究型實驗後要求寫出的實驗報告可以不同於普通實驗的報告,可以寫成研究總結報告形式或研究論文形式,甚至可以採用學術報告的形式口頭報告研究結果。3利用邁克耳遜干涉儀進行研究型實驗項目的設計邁克耳遜干涉儀是一種典型的利用分振幅方法實現干涉的光學儀器,作為近代精密測量光學儀器之一,被廣泛用於科學研究和檢測技術等領域[4]。利用邁克耳遜干涉儀,能以極高的精度測量長度的微小變化及其與此相關的物理量。如果與CCD攝像、圖象處理等現代監測技術結合,可以實時觀測和分析各種干涉現象的變化,達到干涉檢測和自動控制的目的[5,6]。因此,利用邁克耳遜干涉儀進行研究型實驗設計具有變化多、內容豐富、研究性突出等特點。這里我們以「利用邁克耳遜干涉儀測量氣體折射率」為題,作為一個研究型實驗的案例,簡述其實驗設計與實施過程。3.1設計原理與實驗裝置實驗時,可以向學生提供:邁克耳遜干涉儀、He-Ne激光器、帶氣壓表的「氣室」、CCD圖象採集系統等實驗器材,要求設計一個實驗方案並測定空氣等氣體的折射率。這里簡述實驗基本原理:在傳統的邁克耳遜干涉儀的一個測量光路上放置一個可充氣的「氣室」,干涉圖的觀測採用CCD和計算機進行圖象採集與處理。如圖1為利用邁克耳遜干涉儀測定氣體折射率的實驗光路圖。圖1實驗光路圖圖中P為「氣室」,它是由腔體、壓力表和皮囊等組成。通過皮囊可以給氣室中的氣體增加壓力,也可以通過皮囊的減壓閥放氣給氣室減壓,腔內氣壓可以通過壓力表讀出。圖中接收屏W處放置一CCD攝像頭,干涉圖像可以通過計算機進行顯示和處理。當激光束通過圖1中M1前面的氣室時,干涉圖樣隨氣室里氣體氣壓的變化而變化:當氣壓增加時,干涉圓環從中心湧出;反之,干涉圓環向中心陷入。通過研究氣體壓強變化與條紋移動的關系可以得到氣體折射率。在恆定溫度下,氣體折射率n與氣壓成正比:(1)式中p為氣體壓強,k為比例系數。在絕對真空下,則。對於常壓條件下,則,當氣室內壓強改變時,由於折射率的變化引起光程差改變(),可以觀測到條紋的移動個數N。各參數之間的關系為(2)式中L為氣室的有效長度,由上述各式可以推得常壓()下空氣折射率為(3)3.2實驗結果與分析利用圖1的光路經仔細調節可以獲得等傾干涉圖象,圖2是經CCD和計算機系統採集到的干涉圖象。當改變氣室內的壓強時可以看到干涉圓環從中心湧出或向中心陷入。實驗中先向氣室充氣加壓,然後緩慢放氣並觀測干涉圓環向中心陷入的條紋數。實驗中用He-Ne激光作為光源(=632.8nm),所用氣室的有效長度L=75mm,如果常壓取標准大氣壓強760mmHg,則(3)式可以寫成:(4)表1給出了氣室內壓強增加值與條紋移動數N和計算得到的折射率之間的關系。圖2CCD和計算機系統採集到的干涉圖象表1:氣室內壓強增加值、條紋移動數N和計算得到的折射率值/mmHg230210190170150130110N/個20.819.016.615.013.511.89.81.00029031.0029041.00028051.00028321.00028891.00029141.0002860對測量數據求平均值並計算不確定度,得到數據處理的方法還可以用作圖軟體,作出~N的關系曲線,通過求斜率計算得到折射率。空氣折射率的標准值是1.0002926(對nm)[7],測量誤差主要來自條紋移動非整數部分的估讀和氣壓表讀數誤差。另外,對氣室的有效長度L和實驗室的常壓的測量也對實驗結果引入誤差。3.3實驗內容和難度的拓展作為研究型實驗,邁克耳遜干涉儀可以提供豐富的設計思想。例如,採用上述方法將氣室與一充滿不同氣體的氣囊(如氧氣袋)相連,可以用於測量各種氣體的折射率;如果對CCD採集圖象進行計算機處理和編程可以實現條紋移動的自動記數;利用這一實驗系統可以仔細觀測、分析定域和非定域干涉現象[8];如果採用面光源或擴束的平行光作為光源,在圖1光路中氣室P換成一個平板玻璃(或有機玻璃片、透明塑料片等),則可以檢測玻璃表面平整度或介質內部的不均勻性;如果對有機玻璃片或透明塑料片等施加一定的應力,用上述方法可以分析透明介質的應力分布。等等這些內容經過精心設計均可作為研究型實驗開設。值得一提的是根據綜合性、設計性實驗的不同要求,將上述研究型實驗進行適當的教學設計,完全可以開設成綜合性或設計性實驗。

❻ 大學物理設計性實驗報告

.設計實驗,觀察白光的干涉條紋,並討論出現干涉條紋的條件和條紋形狀。 提示 在白熾燈前加毛玻璃,把M1與M2'(M2對半反射鏡所成的像)的距離調節到接近於0。 2.設計實驗,觀察汞綠光的非定域干涉和激光的定域干涉。 提示 在汞燈前加綠色濾光片和小孔光闌,以形成點光源;在激光器前加透鏡擴束後再加2-3塊毛玻璃,以形成面光源。 3.在邁克耳孫干涉儀的一臂光路上插入一塊薄平行玻璃片,調節兩反射鏡的相對角度和位置,會看到什麼現象?試分析討論產生這些現象的原因,並利用該干涉儀測出此玻璃片材料的折射率。(提示:玻璃片的厚度可用千分尺測出。) 提示 參閱附件2。 4.已知鈉燈中有兩條波長相近、強度相同的黃色譜線。用鈉燈照射邁克耳孫干涉儀,並調節兩反射鏡的相對位置,會看到什麼現象?試分析討論產生這些現象的原因,並由此測出兩黃光的平均波長λ,波長差Δλ和鈉黃光的相干長度Δλ。(注意:這里,為什麼?) 提示 公式中的Δλ是一條譜線中所含的波長范圍,並非兩譜線之波長差。 5.設計實驗,證明等傾干涉定域在無限遠。 提示 將干涉儀調節到出現等傾條紋,在觀察屏前用透鏡聚焦,可看到觀察屏上有清晰條紋的位置正好在透鏡的焦平面處。 6.試設計一個不用邁克耳孫干涉儀而能觀察等傾干涉的實驗。 提示 可先將氦氖激光擴束(直徑約1厘米以上),然後用透鏡(焦距5厘米左右)會聚到一塊平行平面玻璃片上(兩表面的夾角約小於1',厚度約2-3毫米),使入射角盡量小,則可在反射光斑中觀察到明顯的等傾干涉條紋。 7.設計實驗,測出等厚干涉定域在何處,驗證該定域位置與兩反射鏡相對位置的關系。 提示 將干涉儀調節到出現等厚條紋,在觀察屏前用透鏡聚焦,仔細調節到可在觀察屏上看到清晰的條紋,根據透鏡的物像關系計算出物的位置,即為等厚條紋的定域位置。定域位置與兩反射鏡相對位置的關系可根據下式算出:
其中,D是定域位置與M1的距離,d是M1與M2'距離,a是M1與M2'的夾角,i是光的入射角。此式的證明,可參閱參考材料2,第123頁。 在實驗時要注意使入射角大一些,以便於測量。否則i≈0,D≈0。 8.設計實驗,利用邁克耳孫干涉儀估測各種濾光片的單色性。(提示:可估測白光通過它們後的相干長度而得。) 提示 改變d,使它從負幾厘米到正幾厘米(條紋從模糊到清晰再到模糊),從中得到相干長度Δλ,算出Δλ。 9.利用邁克耳孫干涉儀設計並實行你自己想做的實驗。(注意:該實驗設計方案要徵得實驗指導老師的同意後方可實行。)

❼ 這是想做一個激光傳聲裝置,下面有兩幅電路原理圖,,急求大神幫我分析下其中的詳細原理,,越詳細越好,

你實驗了嗎?
根據分析,這個電路可能不能用。
激光,方向性極強,需要對准,專這個不是關鍵屬;
接收部分採用單電源,直接耦合,基準端(參考端)(-)直接接地,無負反饋,將無法工作。若要工作,可把參考端接1/2VCC(通過電阻),同相端也要有大電阻接2/1端,信號輸入應有電容隔直,並要設置放大倍數(輸出對-端電阻)
如果能用,願聽高手解答
發射部分,勉強能用。
可能採用紅外會好點,但可能不實用。玩玩可以。
接收部分不能用。

❽ 「神光」高功率激光裝置是什麼的代表

「神光」系列激光裝置是慣性約束聚變(ICF)激光碟機動器,是傳統大型強激光和激光核聚變驅動技術的代表。

在王塗昌、王大珩的指導下,中國科學院和中國工程物理研究院從20世紀80年代開始聯合攻關,承擔了「神光」系列激光系統的研製,取得了國際矚目的成就。其中,「神光—Ⅰ」激光裝置於1986年建成,輸出功率2萬億瓦,達到國際同類裝置的先進水平。「神光—Ⅰ」連續運行8年,在ICF和X射線激光等前沿領域取得了一批國際一流水平的物理成果。90年代又研製了規模擴大4倍、性能更為先進的「神光—Ⅱ」裝置,並於2001年12月28日通過了驗收與鑒定。「神光—Ⅱ」裝置是當前國內規模最大、國際上為數不多的高性能高功率釹玻璃激光裝置,是「十五」或更長時間內我國慣性約束聚變(ICF)領域開展科學研究的重要實驗平台。它釋放的巨大能量及在實驗中產生的極端物理條件,對基礎科學研究、高技術應用和確保國家安全的新技術的推出,均有重大意義。「神光—Ⅱ」裝置技術先進、工程復雜性大、總體性能優良,研製過程中採用了國產高性能元器件,提出並採用了多項創新技術,獨立自主地解決了一系列關鍵的科學技術問題。「神光—Ⅱ」裝置的各項技術指標達到並部分超過了預定的要求,總體性能達到國際同類裝置的先進水平。它的建成標志著我國在這一領域的有關高新技術綜合能力上了一個新台階。標志我國高功率激光科研和激光核聚變研究已進入世界先進行列。1995年,「863計劃」立項開始研製跨世紀的巨型激光碟機動器——「神光—Ⅲ」裝置,總體設計和關鍵技術研究已取得一系列高水平的成果。

「神光」系列高功率大型激光裝置的建成是我國激光技術發展史上一項重大成就,標志著我國已成為具有高功率激光裝置綜合研製能力的少數幾個國家之一。

❾ 如何利用定域干涉測量單色光波長,求實驗方案

實驗名稱】邁克來爾自遜干涉儀的調整與使用

【實驗目的】

1.了解邁克爾遜干涉儀的干涉原理和邁克爾遜干涉儀的結構,學習其調節方法;

2.調節非定域干涉、等傾干涉、等厚干涉條紋,了解非定域干涉、等傾干涉、等厚干涉的形成條件及條紋特點;

3.利用白光干涉條紋測定薄膜厚度。

【實驗儀器】

邁克爾遜干涉儀(20040151),He-Ne激光器(20001162),擴束物鏡

【實驗原理】

1. 邁克爾遜干涉儀

圖1是邁克爾遜干涉儀的光路示意圖

G1和G2是兩塊平行放置的平行平面玻璃板,它們的折射率和厚度都完全相同。G1的背面鍍有半反射膜,稱作分光板。G2稱作補償板。M1和M2是兩塊平面反射鏡,它們裝在與G1成45

❿ 某同學設計了一個測定激光的波長的實驗裝置如圖(a)所示,激光器發出的一束直徑很小的紅色激光進入一個

(來1)光的干涉現象說明光具源有波動性.
(2)游標卡尺的主尺讀數為8mm+0.1×6mm=8.6mm,則相鄰條紋的間距△x=

8.6
3
mm=2.87mm,
根據△x=
L
d
λ得,波長λ=
△xd
L
2.87×10?3×0.22×10?3
1
≈6.3×10-7m.
故答案為:(1)波動;(2)8.6;6.3×10-7

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