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设计一个激光定域装置

发布时间:2021-02-18 19:01:32

❶ 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图所示,激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有

(复1)利用激光制做双缝干涉实验,说明激光具有相干性.
(2)图丙中游标卡尺的读数为11mm+0.1×4=11.4mm,图丁中游标卡尺读数为16mm+0.1×7=16.7mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的偶然误差.
根据 △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)蓝光的波长比红光短,根据 △x=
L
d
λ ,知屏上相邻两条纹的距离将减小.
故答案为:(1)相干(2)11.4,16.7,减小测量的偶然误差(或提高实验的精确度)6.6×10 -7 m(6.3×10 -7 m~6.6×10 -7 m)(3)变小

❷ 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置,如图所示.激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端

(1)该实验是来利用双自缝干涉测量光的波长.说明激光发生干涉现象.
(2)游标卡尺的主尺读数为8mm,游标读数为0.1×5=0.5mm.所以游标读数为8.5mm,即为第1个和第4个光点的距离.
则相邻两个光点的距离b=

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

❸ 某同学设计了一个测定激光波长的实验装置,如图甲所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端

(1)双缝的缝间距离为d,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为△x,则光的专波长λ=

d△x
L
=
ab
L

由游标卡属尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.6mm.
由题意知:b=
8.6
3
mm,d=0.22mm,L=1.0000m
所以波长为:λ=
ab
L
=
0.22×10?3×
8.6
3
×10?3
1
=6.3×10-7m.
(2)蓝光波长小于红光波长,由λ=
dx
L
知:变小.
故答案为:(1)
ab
L
,8.6,6.3×10-7;(2)变小.

❹ 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有

(1)这个现象是光的干涉现象.干涉现象是波独有的特征,所以说明激光具有内波动性.容
(2)双缝的缝间距离为d,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为x,则光的波长λ=

dx
L

由游标卡尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.5mm.
由题意知:x=
8.5
3
mm,d=0.22mm,L=1.0000m
所以波长为:λ=
dx
L
=6.23×10-7m.
(3)蓝光波长小于红光波长,由λ=
dx
L
知:变小.
故答案为:(1)波动;(2)λ=
dx
L
,8.5;6.23×10-7;(3)变小.

❺ 大学物理实验里的设计性实验怎么做

2研究型实验及其开设要求2.1研究型实验的基本内涵通常“研究型”物理实验是在综合性、设计性物理实验的基础上由学生自己选题、查阅文献、设计实验方案,在教师指导下完成实验。“研究型”实验通常是要求学生带着问题测取数据,摸索实验规律,然后带着问题查找资料、探寻答案,并试着对所观察到的现象进行理论分析,并做出合理的解释。这类实验的开设目的是全方位地锻炼学生实验研究的能力,充分调动学生的主动性和积极性,激发他们从事物理学研究的兴趣和热情,为以后从事科研工作打下良好的基础。2.2研究型实验的选题研究型实验要精心选题、科学设计。实验内容要新颖、有趣味性,物理现象比较明显和具有可研究性。同时还要考虑实验室条件和学生的水平与能力,能让学生在比较熟悉的理论基础上作初步的分析与发展。既要与已知的现象、理论和方法有联系又要有一定的深度和广度。作为基础物理实验,研究型实验内容不能过于复杂,要求不宜过高,要能通过分析、讨论和查阅资料等方式让学生可以比较容易地设计和实施实验方案。2.3如何开展研究型实验的教学与传统物理实验不同,研究型实验可以较充分地发挥学生的主观能动性去探索未知的领域。因此,开设此类实验项目的最好方式是利用实验室开放的形式,由学生自主选择和掌握实验时间。研究型实验项目可以有教师指定和学生自拟等形式,但无论那种形式,对实验指导教师都提出了更高的要求。指导教师要对学生所选的研究型实验项目在实施过程中可能出现的各种问题有充分的估计和认识,能够引导、启发和激励学生完成实验,并掌握能作进一步深入研究的空间。研究型实验更注重实验结果的分析、讨论和总结。因此,学生完成研究型实验后要求写出的实验报告可以不同于普通实验的报告,可以写成研究总结报告形式或研究论文形式,甚至可以采用学术报告的形式口头报告研究结果。3利用迈克耳逊干涉仪进行研究型实验项目的设计迈克耳逊干涉仪是一种典型的利用分振幅方法实现干涉的光学仪器,作为近代精密测量光学仪器之一,被广泛用于科学研究和检测技术等领域[4]。利用迈克耳逊干涉仪,能以极高的精度测量长度的微小变化及其与此相关的物理量。如果与CCD摄像、图象处理等现代监测技术结合,可以实时观测和分析各种干涉现象的变化,达到干涉检测和自动控制的目的[5,6]。因此,利用迈克耳逊干涉仪进行研究型实验设计具有变化多、内容丰富、研究性突出等特点。这里我们以“利用迈克耳逊干涉仪测量气体折射率”为题,作为一个研究型实验的案例,简述其实验设计与实施过程。3.1设计原理与实验装置实验时,可以向学生提供:迈克耳逊干涉仪、He-Ne激光器、带气压表的“气室”、CCD图象采集系统等实验器材,要求设计一个实验方案并测定空气等气体的折射率。这里简述实验基本原理:在传统的迈克耳逊干涉仪的一个测量光路上放置一个可充气的“气室”,干涉图的观测采用CCD和计算机进行图象采集与处理。如图1为利用迈克耳逊干涉仪测定气体折射率的实验光路图。图1实验光路图图中P为“气室”,它是由腔体、压力表和皮囊等组成。通过皮囊可以给气室中的气体增加压力,也可以通过皮囊的减压阀放气给气室减压,腔内气压可以通过压力表读出。图中接收屏W处放置一CCD摄像头,干涉图像可以通过计算机进行显示和处理。当激光束通过图1中M1前面的气室时,干涉图样随气室里气体气压的变化而变化:当气压增加时,干涉圆环从中心涌出;反之,干涉圆环向中心陷入。通过研究气体压强变化与条纹移动的关系可以得到气体折射率。在恒定温度下,气体折射率n与气压成正比:(1)式中p为气体压强,k为比例系数。在绝对真空下,则。对于常压条件下,则,当气室内压强改变时,由于折射率的变化引起光程差改变(),可以观测到条纹的移动个数N。各参数之间的关系为(2)式中L为气室的有效长度,由上述各式可以推得常压()下空气折射率为(3)3.2实验结果与分析利用图1的光路经仔细调节可以获得等倾干涉图象,图2是经CCD和计算机系统采集到的干涉图象。当改变气室内的压强时可以看到干涉圆环从中心涌出或向中心陷入。实验中先向气室充气加压,然后缓慢放气并观测干涉圆环向中心陷入的条纹数。实验中用He-Ne激光作为光源(=632.8nm),所用气室的有效长度L=75mm,如果常压取标准大气压强760mmHg,则(3)式可以写成:(4)表1给出了气室内压强增加值与条纹移动数N和计算得到的折射率之间的关系。图2CCD和计算机系统采集到的干涉图象表1:气室内压强增加值、条纹移动数N和计算得到的折射率值/mmHg230210190170150130110N/个20.819.016.615.013.511.89.81.00029031.0029041.00028051.00028321.00028891.00029141.0002860对测量数据求平均值并计算不确定度,得到数据处理的方法还可以用作图软件,作出~N的关系曲线,通过求斜率计算得到折射率。空气折射率的标准值是1.0002926(对nm)[7],测量误差主要来自条纹移动非整数部分的估读和气压表读数误差。另外,对气室的有效长度L和实验室的常压的测量也对实验结果引入误差。3.3实验内容和难度的拓展作为研究型实验,迈克耳逊干涉仪可以提供丰富的设计思想。例如,采用上述方法将气室与一充满不同气体的气囊(如氧气袋)相连,可以用于测量各种气体的折射率;如果对CCD采集图象进行计算机处理和编程可以实现条纹移动的自动记数;利用这一实验系统可以仔细观测、分析定域和非定域干涉现象[8];如果采用面光源或扩束的平行光作为光源,在图1光路中气室P换成一个平板玻璃(或有机玻璃片、透明塑料片等),则可以检测玻璃表面平整度或介质内部的不均匀性;如果对有机玻璃片或透明塑料片等施加一定的应力,用上述方法可以分析透明介质的应力分布。等等这些内容经过精心设计均可作为研究型实验开设。值得一提的是根据综合性、设计性实验的不同要求,将上述研究型实验进行适当的教学设计,完全可以开设成综合性或设计性实验。

❻ 大学物理设计性实验报告

.设计实验,观察白光的干涉条纹,并讨论出现干涉条纹的条件和条纹形状。 提示 在白炽灯前加毛玻璃,把M1与M2'(M2对半反射镜所成的像)的距离调节到接近于0。 2.设计实验,观察汞绿光的非定域干涉和激光的定域干涉。 提示 在汞灯前加绿色滤光片和小孔光阑,以形成点光源;在激光器前加透镜扩束后再加2-3块毛玻璃,以形成面光源。 3.在迈克耳孙干涉仪的一臂光路上插入一块薄平行玻璃片,调节两反射镜的相对角度和位置,会看到什么现象?试分析讨论产生这些现象的原因,并利用该干涉仪测出此玻璃片材料的折射率。(提示:玻璃片的厚度可用千分尺测出。) 提示 参阅附件2。 4.已知钠灯中有两条波长相近、强度相同的黄色谱线。用钠灯照射迈克耳孙干涉仪,并调节两反射镜的相对位置,会看到什么现象?试分析讨论产生这些现象的原因,并由此测出两黄光的平均波长λ,波长差Δλ和钠黄光的相干长度Δλ。(注意:这里,为什么?) 提示 公式中的Δλ是一条谱线中所含的波长范围,并非两谱线之波长差。 5.设计实验,证明等倾干涉定域在无限远。 提示 将干涉仪调节到出现等倾条纹,在观察屏前用透镜聚焦,可看到观察屏上有清晰条纹的位置正好在透镜的焦平面处。 6.试设计一个不用迈克耳孙干涉仪而能观察等倾干涉的实验。 提示 可先将氦氖激光扩束(直径约1厘米以上),然后用透镜(焦距5厘米左右)会聚到一块平行平面玻璃片上(两表面的夹角约小于1',厚度约2-3毫米),使入射角尽量小,则可在反射光斑中观察到明显的等倾干涉条纹。 7.设计实验,测出等厚干涉定域在何处,验证该定域位置与两反射镜相对位置的关系。 提示 将干涉仪调节到出现等厚条纹,在观察屏前用透镜聚焦,仔细调节到可在观察屏上看到清晰的条纹,根据透镜的物像关系计算出物的位置,即为等厚条纹的定域位置。定域位置与两反射镜相对位置的关系可根据下式算出:
其中,D是定域位置与M1的距离,d是M1与M2'距离,a是M1与M2'的夹角,i是光的入射角。此式的证明,可参阅参考材料2,第123页。 在实验时要注意使入射角大一些,以便于测量。否则i≈0,D≈0。 8.设计实验,利用迈克耳孙干涉仪估测各种滤光片的单色性。(提示:可估测白光通过它们后的相干长度而得。) 提示 改变d,使它从负几厘米到正几厘米(条纹从模糊到清晰再到模糊),从中得到相干长度Δλ,算出Δλ。 9.利用迈克耳孙干涉仪设计并实行你自己想做的实验。(注意:该实验设计方案要征得实验指导老师的同意后方可实行。)

❼ 这是想做一个激光传声装置,下面有两幅电路原理图,,急求大神帮我分析下其中的详细原理,,越详细越好,

你实验了吗?
根据分析,这个电路可能不能用。
激光,方向性极强,需要对准,专这个不是关键属;
接收部分采用单电源,直接耦合,基准端(参考端)(-)直接接地,无负反馈,将无法工作。若要工作,可把参考端接1/2VCC(通过电阻),同相端也要有大电阻接2/1端,信号输入应有电容隔直,并要设置放大倍数(输出对-端电阻)
如果能用,愿听高手解答
发射部分,勉强能用。
可能采用红外会好点,但可能不实用。玩玩可以。
接收部分不能用。

❽ “神光”高功率激光装置是什么的代表

“神光”系列激光装置是惯性约束聚变(ICF)激光驱动器,是传统大型强激光和激光核聚变驱动技术的代表。

在王涂昌、王大珩的指导下,中国科学院和中国工程物理研究院从20世纪80年代开始联合攻关,承担了“神光”系列激光系统的研制,取得了国际瞩目的成就。其中,“神光—Ⅰ”激光装置于1986年建成,输出功率2万亿瓦,达到国际同类装置的先进水平。“神光—Ⅰ”连续运行8年,在ICF和X射线激光等前沿领域取得了一批国际一流水平的物理成果。90年代又研制了规模扩大4倍、性能更为先进的“神光—Ⅱ”装置,并于2001年12月28日通过了验收与鉴定。“神光—Ⅱ”装置是当前国内规模最大、国际上为数不多的高性能高功率钕玻璃激光装置,是“十五”或更长时间内我国惯性约束聚变(ICF)领域开展科学研究的重要实验平台。它释放的巨大能量及在实验中产生的极端物理条件,对基础科学研究、高技术应用和确保国家安全的新技术的推出,均有重大意义。“神光—Ⅱ”装置技术先进、工程复杂性大、总体性能优良,研制过程中采用了国产高性能元器件,提出并采用了多项创新技术,独立自主地解决了一系列关键的科学技术问题。“神光—Ⅱ”装置的各项技术指标达到并部分超过了预定的要求,总体性能达到国际同类装置的先进水平。它的建成标志着我国在这一领域的有关高新技术综合能力上了一个新台阶。标志我国高功率激光科研和激光核聚变研究已进入世界先进行列。1995年,“863计划”立项开始研制跨世纪的巨型激光驱动器——“神光—Ⅲ”装置,总体设计和关键技术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装置的建成是我国激光技术发展史上一项重大成就,标志着我国已成为具有高功率激光装置综合研制能力的少数几个国家之一。

❾ 如何利用定域干涉测量单色光波长,求实验方案

实验名称】迈克来尔自逊干涉仪的调整与使用

【实验目的】

1.了解迈克尔逊干涉仪的干涉原理和迈克尔逊干涉仪的结构,学习其调节方法;

2.调节非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉条纹,了解非定域干涉、等倾干涉、等厚干涉的形成条件及条纹特点;

3.利用白光干涉条纹测定薄膜厚度。

【实验仪器】

迈克尔逊干涉仪(20040151),He-Ne激光器(20001162),扩束物镜

【实验原理】

1. 迈克尔逊干涉仪

图1是迈克尔逊干涉仪的光路示意图

G1和G2是两块平行放置的平行平面玻璃板,它们的折射率和厚度都完全相同。G1的背面镀有半反射膜,称作分光板。G2称作补偿板。M1和M2是两块平面反射镜,它们装在与G1成45

❿ 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图(a)所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个

(来1)光的干涉现象说明光具源有波动性.
(2)游标卡尺的主尺读数为8mm+0.1×6mm=8.6mm,则相邻条纹的间距△x=

8.6
3
mm=2.87mm,
根据△x=
L
d
λ得,波长λ=
△xd
L
2.87×10?3×0.22×10?3
1
≈6.3×10-7m.
故答案为:(1)波动;(2)8.6;6.3×10-7

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