自制光的干涉、衍射实验仪器

自制了光的干涉、衍射实验教学仪器,该仪器可以观测正n(n=3,4,5,6,7)边形孔和圆形孔的衍射现象;也可以通过调节单缝宽度,演示缝宽连续变化过程中,亮条纹的宽度变化过程;同时该仪器还可以开展双缝干涉实验来测定光的波长.实验装置轻便、操作简单,实验现象明显.     

“光的衍射”实验改进

1 原教材中的实验 原教材中的2521型学生实验仪的单缝是采用真空镀铬工艺镀铬在玻璃片上.镀铬的部分像镜子一样反光,不能透光;不镀铬的部分(即单缝所在位置)则透光.将此单缝与激光器、光屏依次安装在光具座上.调整三者的高度(使之在同一水平线上)和距离,使激光照射单缝,在光屏上投下的衍射条纹. 在实际教学过程中,教师除了要让学生观察到单缝衍射的图样外,还希望通过实验让学生观察产生明显衍射的条件及不同缝宽的衍射图样的不同,而原器材中只是配有两种不同缝宽的单缝,这是此仪器的不足之一;其次,我们知道光不仅遇到狭缝会出现衍射现象,在遇到障碍物时一样会出现衍射现象,而该仪器就无法做到这点,这是此仪器的不足之二.     

双缝干涉实验光源的改进

用J2515型双缝干涉实验仪做双缝干涉实验，其目的有两个：一是观察自光的干涉条纹；二是观察和测量单色光的波长．实验仪器提供了红色和绿色滤光片，即测量红光及绿光的波长．通过本实验要达成的教育目标是使学生更清楚地认识到：在狭缝间的距离和狭缝与屏间的距离不变的条件下，单色光的波长越长产生的干涉条纹间距越大，从而理解为什么自光产生的干涉条纹是彩色的．同时也知道不同色光具有不同的频率和波长．     

近场拉盖尔-高斯光束传输参数的双缝干涉测量实验

拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束具有轨道角动量,分析近场条件下LG光束通过含光阑光学系统传输的解析公式,对不同阶LG光束通过双缝时双缝间的相位差变化进行了计算。利用计算机生成叉形衍射光栅显示在空间光调制器上,基模高斯光束产生衍射,得到不同阶次LG涡旋光束,通过CCD采集LG空心光束的光斑及双缝干涉后的图样,实现对LG光束传输轨道角动量特性的实验测量。在确定光束束径下,分析了叉形衍射光栅密度、空心光束宽度半径比、双缝宽度等参数对双缝干涉条纹的影响,在距离激光器1m处的SLM上显示4mm×5mm叉形衍射光栅,光栅密度约为16lines/mm,可产生暗斑尺寸在0.5mm~0.9mm之间、宽度半径比为0.2的LG空心光束。LG光束通过双缝宽度0.2mm,双缝间距0.5mm的光栅,可以得到清晰的干涉条纹。研究结果为近场光通信中利用光学涡旋轨道角动量编码信息提供了理论依据。     

双缝干涉测波长实验的改进

针对人教版教材中"双缝干涉测波长"的实验存在的不足,对传统装置进行了改进.改进的实验采用激光作为光源,实验现象可以直接在光屏上观察和测量,实验操作简单、误差小.利用该装置还可以探究相邻亮条纹的间距Δx与光波波长λ、双缝间距d、光源到屏的距离L之间的关系;该实验装置还可以演示泊松亮斑、单缝衍射、小孔衍射等实验,实验现象明显.     

简单实用的光的衍射、干涉演示仪

1 制作原理 光的衍射、干涉演示仪是根据光的波动性制作而成的.激光通过单缝发生衍射,通过双缝后形成两束相干光波,在空间相遇叠加,在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹.     

用光的干涉和衍射测量金属的线胀系数

在光的干涉实验中只要测出干涉条纹随金属温度变化的个数,进而求出金属长度随温度的变化量,在光的衍射实验中则利用衍射条纹的间距与缝宽之间的关系,通过测量衍射条纹的间距求出温度变化时待测金属的长度变化量,从而计算出待测金属的线胀系数。     

基于两步成像的单缝衍射自动测量

建立基于两步成像的单缝衍射自动测量系统,用CCD连续采集成像于旋转白屏的单缝衍射图像,通过衍射图像的平均消除激光散斑的影响;通过分别对零级和非零级条纹成像,解决CCD动态范围较小的问题;用图像处理方法进行条纹水平矫正、极小值位置自动判读,实现单缝宽度自动测量功能.用此系统进行了单缝衍射条纹光强分布及单缝宽度的自动测量实验,相对偏差在2%以内.     

LiNbO3:Fe晶体中光感应自衍射观察

用He-Ne激光束沿LiNbO₃:Fe晶体的x轴或y轴方向聚焦照射较薄样品时,在晶体后面的屏上观察到十分规则的衍射图样。这与前人在该晶体中观察到的由晶体中光折变形成的位相噪音栅引起的光感应光散射现象迥然不同。我们观察到的这种自衍射图样,可用聚焦激光束入射时在晶体中形成的复杂类透镜效应和自衍射理论来解释。它可以清楚地表明聚焦激光束入射时晶体中光折变过程的特点、还可由衍射条纹的数目直接推算晶体中光折变△n的最大值。文中还实验研究与讨论了光感应自衍射的形成条件及其与光感应光散射的竞争关系。 关键词：     

LiNbO_3:Fe晶体中光感应自衍射观察

用He-Ne激光束沿LiNbO_3:Fe晶体的x轴或y轴方向聚焦照射较薄样品时,在晶体后面的屏上观察到十分规则的衍射图样。这与前人在该晶体中观察到的由晶体中光折变形成的位相噪音栅引起的光感应光散射现象迥然不同。我们观察到的这种自衍射图样,可用聚焦激光束入射时在晶体中形成的复杂类透镜效应和自衍射理论来解释。它可以清楚地表明聚焦激光束入射时晶体中光折变过程的特点、还可由衍射条纹的数目直接推算晶体中光折变△n的最大值。文中还实验研究与讨论了光感应自衍射的形成条件及其与光感应光散射的竞争关系。