衍射精细测量仪的设计与实现

材料的线膨胀系数、体膨胀系数、弹性模量等反映物质特性的参量是建筑物、桥梁、工件的设计中必须考虑的因素,对这些参量的测量由于物体的长度变化量非常微小,使得对其测量成为难点。本作品利用单缝夫琅衍射的衍射条纹对单缝的线性放大作用而设计,以波长为650 nm的半导体激光器为工作光源,实现了对微小长度变化量的精细测量。设计了可控比例杠杆,使衍射狭缝随被测材料的伸长按一定的比例变宽,扩大了测量范围和被测材料的种类。     

二次衍射法验证夫琅禾费衍射强度分布

二次衍射法验证夫琅禾费衍射强度分布何宇红，郭振平（延边师专１２２１００）１夫琅禾费衍射强度分布特点夫琅禾费单缝或圆孔的衍射花样相对应的相对光强分布有如下特点：１．１各级最大值光强不相等．中央最大值的光强最大，随着主极大（最大值）极数ｋ的增大而很快减小...     

夫琅禾费缝衍射的计算机模拟

在大学物理的教学中, 夫琅禾费衍射是波动光学的教学重点之一. 以夫琅禾费衍射的光学模型为基 础, 根据傅里叶光学理论给出夫琅禾费衍射光强分布的一般公式, 利用 MAT LA B软件对单缝、 双缝、 多缝以及十字 缝和＝ ‖字缝等缝衍射屏的夫琅禾费衍射进行模拟, 并对计算机模拟结果作出分析. 缝衍射实验的计算机模拟结果 显示快速且清晰, 衍射条纹分布符合衍射规律, 实现了对实际光波衍射的模拟     

单缝衍射法测量金属线胀系数装置的研究

利用夫琅禾费单缝衍射中衍射条纹对缝宽的线性放大作用,设计了单缝衍射法测量金属线胀系数的实验装置.采用可控比例杠杆,使衍射狭缝随金属伸长按一定的比例变宽,扩大了测温范围.     

最小二乘法在单缝衍射测波长中的应用

针对单缝夫琅禾费衍射实验,提出了用最小二乘法对测量到的衍射图像相对光强分布进行二次曲线拟合,并由拟合得到的数学表达式确定衍射条纹的精确位置．通过用最小二乘法与非最小二乘法对同一测量数据的处理结果进行比较,结论表明,用最小二乘法处理数据,可明显提高单缝夫琅禾费衍射方法测量光波波长的精度。     

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。     

计算机仿真技术在单缝衍射实验中的应用

夫琅禾费单缝衍射包含着衍射现象的许多主要特征.对夫琅禾费衍射条纹的生成原理进行研究,应用仿真技术对夫琅禾费衍射过程进行动态模拟,并采用了菲涅耳半波带法对衍射条纹上的明纹和暗纹的生成原理进行了分析,探讨了不同参数对衍射条纹的影响.     

基于迈克耳孙干涉光程差放大法的微小位移测量

基于迈克耳孙干涉光路,介绍了一种新的测量微小位移的实验方法.通过在迈克耳孙干涉原光路中添加平行平面镜组,使入射光和反射光在反射镜组中多次反射.当平行平面镜之间的距离发生微小变化后,两反射光束之间光程差将会被放大,通过观测干涉条纹的变化可以计算出微小的位移.设计了实验光路,对该方法进行了实验验证.与传统的迈克耳孙干涉实验相比,该方法的测量精度有很大的提高.     

利用衍射法自动测量金属的弹性模量

采用夫琅禾费衍射原理，发展了一种利用衍射法自动测量金属丝弹性模量的新方法。利用CCD同时获得单缝衍射和单丝衍射图像，编写图像处理程序，对两类衍射条纹进行采集与自动化处理，得到衍射条纹的中央明条纹宽度，分别测量金属丝的微小伸长量和金属丝的直径，从而精确地获得金属丝的弹性模量。衍射法在微小尺度测量上具有较高精度，可用于精确测量金属丝的弹性模量，将光学测量应用于力学量测量，对于培养大学生综合实验技能具有重要作用。     

半波带法分析夫琅禾费光栅衍射

本文用半波带法对夫琅禾费光栅衍射进行分析 该方法和常用的振幅矢量法相比 ,分析衍射条纹的位置更要快捷 ,明了     

夫琅禾费衍射中一个问题的讨论

在夫琅禾费衍射装置不变的情况下,衍射条纹间距的变化取决于两个因素:入射光波长和透镜焦距.而后一因素在分析问题时常常被忽略.     

半波带法分析夫琅禾费米栅衍射

本文用半波带法对夫琅禾费光栅衍射进行分析,该方法和常用的振幅矢量法相比,分析衍射条纹的位置更要快捷,明了。     

基于快速傅里叶变换的衍射现象的数值仿真

根据夫琅禾费衍射与傅里叶变换的关系,通过构建数值遮光屏,并利用快速傅里叶变换,可以获得夫琅禾费衍射图样的二维仿真及其相对光强的三维分布图．利用Matlab实现了对单缝、圆孔及多缝的衍射现象的仿真．结果显示,该方法思路清晰,结果准确可靠,可作为教学中分析夫琅禾费衍射现象的另一种有效方法．     

多功能夫琅禾费衍射演示仪的研制

针对目前国内夫琅禾费衍射演示仪存在的问题,研制了一种＂多功能夫琅禾费衍射演示仪＂,实现了26种衍射缝的夫琅禾费衍射的演示实验及相应的计算机（变参数）模拟仿真实验,具有演示与仿真一体化、演示种类多、演示效果明显,自动快速、使用方便、功能多样等特点,能够满足光学课程对夫琅禾费衍射进行演示实验的要求。     

用迈克尔逊干涉仪测量金属的线膨胀系数

将迈克尔逊干涉仪的精确测量和金属线膨胀系数的PID温度控制测量方法相结合,被测金属样品被加热后会发生长度的变化,从带动镜面产生微小移动,进而引起迈克尔逊光路中两束光的光程差的改变,通过干涉条纹记录温度变化时干涉条纹的变化数量,以实现对金属热胀系数的精确测量。     

用半波带法推导单缝夫琅禾费衍射暗纹条件的相关讨论

在大学物理教学中,半波带法是一种处理单缝夫琅禾费衍射的简单方法. 半波带法可以推导出单缝夫 琅禾费衍射的暗纹条件,但是,学生容易对这个推导过程产生误解,从而把暗纹位置判断成明纹位置. 为了让学生 更好地理解半波带法和衍射现象的实质,分析了对暗纹条件产生的两种误解,并得出误解产生的原因,即学生计算 半波带或者波带间的干涉叠加时,未考虑它们之间的相位关系     

在课堂演示实验中引入光学异常透射现象

本文讨论了如何在大学物理单缝的夫琅禾费衍射课堂演示实验中引入当前光学领域研究前沿的一个重要物理现象-亚波长金属缝异常光学透射现象.基于数值模拟,比较了在夫琅禾费衍射实验条件下,纳米尺寸单缝的异常光学透射和微米尺度单缝衍射的特点,讨论并指出纳米单缝的异常透射特征是纳米尺度光与物质强相互作用的反映,而这种强相互作用在微米尺度单缝的夫琅禾费衍射中是不显著的.最后对用于课堂演示的衍射实验装置的设计进行了讨论.     

基于MATLAB的光的单缝衍射实验模拟研究

根据光的单缝衍射理论,利用Matlab软件的绘图功能,模拟出夫琅禾费单缝衍射的光强曲线和条纹分布,并研究了在改变单缝宽度和光的波长时,单缝衍射的光强及条纹的变化。     

基于自由镜面反射位姿评估的条纹反射摄影测量

在条纹反射摄影测量中,由于产生条纹图形的液晶显示器不直接出现在摄像机的视场范围内,摄像机与液晶显示器之间的位姿标定是条纹反射摄影测量的主要难点。为了简化标定过程,提出了采用平面镜直接对液晶显示器上的条纹反射3次并利用固定摄像机接收反射条纹,通过对摄像机与条纹虚像之间的3次位姿评估,完成摄像机与液晶显示器的位姿标定的方法。在镜面面形测量中,利用两者之间的位姿关系可以将待测点的反射光线和入射光线统一在摄像机坐标系下,完成光线的三角交会,实现镜面面形测量。数值模拟和实验结果表明,此方法简单易行,且精度较高。     

金属的杨氏模量测定研究

金属丝在拉伸力的作用下长度会发生微小变化,金属丝长度的微小变化会使其电阻同时发生微小改变,利用双臂电桥测量低阻值电阻的原理测金属丝电阻的微小变化量,再通过相应的公式求得被测金属丝的杨氏模量,该方法简便,测量准确.