单缝衍射包线的中央明纹内光栅主极大条数的计算

本文认为用单缝衍射中央明纹的近似宽度除以主极大条纹的近似间距来计算单缝衍射中央明纹内光栅衍射主极大条数的方法是不可取的,而利用各级主极大的衍射角与包线中央明纹半角宽的关系计算是更为恰当的教授法.     

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。     

利用CCD光电测量系统测量杨氏弹性模量

提出一种测量微小伸长量的光电测量方法,即利用CCD光电测量系统将单缝衍射的光强分布转换为电信号,经过计算机处理后输出光强分布曲线,从相邻波谷读出衍射条纹间隔,通过软件的简单操作直接输出测量结果.实现了数据采集及运算结果的实时化、半自动化,并克服了传统方法的测量困难和数据处理的复杂计算.利用这一方法测定了钢丝的杨氏弹性模量,与标称值符合得较好.     

对单缝衍射实验中空间非对称问题的分析

一、引言由理论知,夫琅和费单缝衍射光强分布曲线相对中央主极大两侧应出现对称的极小值和次级极大值,但在学生实验中常出现与理论不符的结果,关于强度不对称问题已有专文讨论。本文讨论衍射光强分布相对中央主极大左右两侧同级次的极小和次级极大值的位置坐标不对称现象,这可称之为“空间不对称”。有关的实验数据如下列表中所示。     

夫琅禾费单缝衍射实验的仿真研究

根据夫琅禾费单缝衍射理论,应用MATLAB软件编程,对衍射过程进行仿真,作出单缝衍射光强分布图形,通过改变光的波长、入射方向、缝宽和焦距,观察到单缝衍射光强分布的变化规律.     

PASCO实验平台的设计性应用思路及其尝试

本文利用PASCO平台的传感器及数据采集设备对传统单缝衍射实验设备进行改造,使单缝衍射的光强分布等不易观察的物理量得到感官表现,并能通过软件进行定量分析,具有良好的实验教学效果.     

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.     

用Matlab比较双缝干涉和双缝衍射

运用Matlab软件,对双缝衍射和双缝干涉、单缝衍射的光强分布和谱线特征进行了数值模拟,绘出实验中难以观察到的光强分布图,比较出双缝衍射与双缝干涉及单缝衍射的联系与区别。     

推导圆孔夫琅禾费衍射光强分布的一种简便方法

由一维单缝衍射的振幅分布公式简便推导求得了圆孔夫琅禾费衍射的振幅及光强分布,并利用Mathematica通用数学软件对光强分布进行亮度模拟,从而得到相应的计算机衍射模拟图像.     

单片机控制数字光强检测计的设计

数字光强检测计利用光电池测量光强相对变化,用AT89S52单片机控制高精度AD对光电池电压进行测量,测量结果存储在E2PROM中,并在液晶屏上显示。全部测量结束后可自动对数据进行计算、处理。本仪器操作简单,精度高,己应用在单缝衍射实验、偏振光实验、双缝干涉实验等实验中。     

纵向莫尔条纹在自准直仪中的应用

为了提高自准直仪的分辨力，将纵向莫尔条纹引入到光路中，用长光栅代替传统单狭缝，将长光栅成像在CCD检测器上，CCD作为标尺光栅，通过两个光栅叠加形成的莫尔条纹的变化可以将成像位移分辨率提高到亚像元，进而将自准直仪的角度分辨率提高到毫秒级.实验结果表明，相对于直接检测狭缝边缘的方法，莫尔条纹法的分辨力提高了25倍.     

光学设计性实验研究

介绍PASCO实验平台在光学设计性实验中的应用。在PASCO实验平台上设计并完成了单缝衍射、双缝干涉和偏振等实验。用软件对数据采集处理,得出光强与位置关系曲线图。展示了PASCO平台在光学设计实验中的便捷与优势。     

地基气辉成像干涉仪探测高层大气风场的定标研究

我们研制的地基气辉成像干涉仪(ground based airglow imaging interferometer,GBAⅡ)样机成功地探测了地球上空90—100 km的大气风速和温度.为了提高GBAⅡ的探测精度,本文研究GBAⅡ所拍摄的成像干涉条纹的定标:对干涉条纹中心位置定标、电荷耦合器(CCD)暗噪声和平场定标、整个光学系统衰减系数定标、步进步长定标、光程差随入射角变化量定标、仪器响应度定标和零风速相位定标等理论和实验进行了研究.利用最小二乘法对GBAⅡ拍摄的30幅成像干涉图的圆心坐标定标在CCD(123.3,121.1)像素位置;利用632.8 nm激光获得GBAⅡ所用CCD的平场定标系数矩阵,分别得到平场前后的干涉图并检测出CCD的噪声和坏点;利用GBAⅡ获得图像的边缘亮环相位与中心亮斑相位的差值对入射角10.24°时,光程差相对0°入射角时变化了0.356个条纹;拍摄200幅成像干涉图的实验离散点进行正弦拟合后的均方根标准偏差达90.34%,该完整干涉条纹的步进间隔为4.06 nm,对应步进相位为0.0094π;针对正演公式中GBAⅡ的系统衰减系数对所拍摄的原始干涉图利用IDL编程得到光学系统衰减系数的多项式,拟合的均方根标准偏差达99.98%;采用632.8 nm激光作光源,简化了GBAⅡ的响应度表达式,通过实验得其响应度为4.97×10~(-3)counts·(Rayleigh·s)~(-1);针对GBAⅡ室外观测,给出零风速定标的矩阵表达式后,对532.0 nm和632.8 nm激光的对应零风速相位分别为-9.2442°和-68.6353°.本文提供了多种定标方法,并逐一通过实验进行验证,为国内被动遥感探测高层大气风场提供了强有力的实验支持.     

Observation of Gouy phase anomaly with an interferometer

The intensity variation of bright and dark fringes in Young's double slit experiment shows that a light beam propagating through the focus of a lens experiences a phase shift (called the Gouy phase shift [Gouy CR. Acad Sci Paris 1890;110:1251]) with respect to its plane wave counterpart. The additional phase change of π introduced on focusing the light beam and then further propagating it in one arm of the interferometer changes a bright fringe into a dark fringe and vice-versa. We have, thus, made direct visualization of the Gouy phase shift by a simple experiment.     

夫琅禾费衍射的光谱特性

基于MATLAB语言,以夫琅禾费衍射为研究对象,数值模拟了夫琅禾费圆孔衍射和单缝衍射光谱特性,通过改变狭缝宽度和入射波的波长,数值模拟得到夫琅禾费单缝衍射的光强变化图和光谱特性图。结果表明,圆孔衍射的光强比单缝衍射的光强曲线在次级明纹的强度更加低,夫琅禾费衍射的结论与实际理论和试验吻合的较好。研究结果为夫琅禾费衍射的研究提供参考。     

重力场中原子的衍射态及其概率分布

使用量子力学中Feynman的路径积分方法,导出了重力场中原子经单缝、双缝及多缝衍射后的量子态及其概率分布.在一定近似条件下,证明了干涉条纹的移动与重力加速度有关,而条纹间隔与重力加速度无关.     

衍射条纹的图形显示

根据衍射光强相对分布 ,用计算机作图的方法显示了单缝和圆孔夫琅和费衍射条纹的图形。     

计算机单缝衍射光强分布曲线的拟合

先将单缝衍射光强分布的实验数据用五点三次平滑处理,以减少误差。再用牛顿插值求出光强分布公式中的单缝宽度。从而用计算机得出拟合曲线。     

单缝衍射相对光强在轴线上的探讨

利用高灵敏光电传感器和旋转运动传感器的组合,记录了单缝的夫琅和费衍射的相对光强的分布规律,并对实验现象进行了一定的探讨。