组合式光学实验
DHSO-1A组合式综合光学实验装置
（使用说明书）
请勿带走
实
验
讲
义
杭州大华科教仪器研究所
杭州大华仪器制造有限公司
基础综合光学
光学是一门古老的学科，在人们探索光的本质的过程中，光学得到不断的发展。光学的发展大体上可划分为几何光学、波动光学和量子光学三个阶段。1801年，托马斯·杨的双缝干涉实验获得了光具有波动性的有力证据，从此光学由几何光学时代进
入到波动光学时代，1864年麦克斯韦建立了光的电磁理论，电、磁、光实现了大统一。1905年爱因斯坦提出光子假设，很好地解释了光电效应现象，从此光学进入到量子光学时代。1960年第一台激光器在美国诞生，从此光学进入到飞速发展的时代。激光测量，激光制导，非线性光学，全息光学，光信息处理，光计算机等与“光”相联系的学科不断涌现，光学继电子学之后成为又一个最引人瞩目的科学分支。
【预备问题】
1.衍射现象出现的必要条件是什么简要描述产生衍射的物理机制。
2.单缝衍射缝宽改变时（增加或减小），衍射花样如何变化
3.双缝和多缝衍射的特点与单缝有何不同，导致衍射花样发生变化的机理是什么
4.光栅常数如何确定它与光谱仪器色分辨率有何关系
5.在本实验中测量圆孔衍射的光强分布要注意那些问题
6.光波是横波还是纵波由什么实验来确定
7.起偏器和检偏器的初始夹角，对本实验的测量结果有影响吗
8.平面偏振光通过λ/2波片时会出现什么现象
9.如何用波片产生圆偏振光和椭圆偏振光
10.透镜焦距如何测量测量方法有哪些
【引言】
波动是自然界中非常普遍的一类运动形式，在力、热、电、光各个领域无处不在。尽管各种波动的具体形态各异，其间却有着惊人的相似性。无论从基本概念、基本原理、还是从数学语言或计算方法等各方面都十分相似。
衍射和干涉都是波动特有的现象，水波、声波和各种波长的电磁波在一定的条件下都会出现衍射现象。通常干涉是指两束波或多束波的叠加，从而在空间形成波的不同强度的分布。衍射是将每束波的波前分成若干个级次子波源，这些子波源发出的波
在空间叠加，从而会形成波强度的空间分布图样。
一般说来光波是波长在300—800nm范围的电磁波，干涉和衍射说明了光的波动性，而光的偏振现象确立了光的横波性质。光的横波性仅表明了电矢量与光的传播方向垂直，在与传播方向垂直的二维空间里电矢量还可以有不同的偏振态，最常见的偏振态大体可分为五种：自然光、线偏振光、部分线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。光波的特点较集中的反映在研究和应用它的实验装置和仪器上。
本实验设置了几个基础内容：单缝衍射，双缝衍射，圆孔衍射，光栅以及光的偏振等，以期实验者在实验之后对光的干涉、衍射和偏振现象及其规律和测量方法有所了解；并设置了若干个扩展内容，学生可以根据现有仪器和各种附件，自己设计和组装测量仪器完成扩展内容，还可以利用给出的仪器和附件选做一些自主探索和研究性的光学实验，丰富自己的实践经验，提高科学思维能力和实验的动手能力。
衍射系统主要由光源、衍射屏和接收屏构成，一般用它们相互之间距离的远近将衍射分为两类：一类是衍射屏距光源和接收屏均为有限远，称为菲涅耳衍射；另一类是衍射屏距光源和接收屏均为无限远或者相当于无限远，被称之为夫琅和费衍射。这里研究的是夫琅和费衍射实验。
【仪器设备】
DHYH-2多功能物理测试系统一台；半导体激光器（650nm）和激光器电源一套；光电传感器一只；1米导轨一根；光具座4个；单缝衍射屏一个；可调单缝（带游标卡尺）；双缝衍射屏一个；圆孔衍射屏一个；光栅衍射屏一个；接收屏一个；起偏器一个；检偏器一个；1/4波片和1/2波片各一个；二维半自动扫描平台一个；不同焦距的透镜若干；小点光源一个；成像物体一个；专用数据传输连接线若干；卷尺一个；元件箱一个；综合光学系列实验的虚拟仪器软件一套和微机一台。
实验 1 单缝衍射实验的观测和研究
【实验目的】
观测单缝衍射现象，研究激光通过单缝形成的衍射图样的光强分布和规律。 【实验原理】
用散射角极小准直性很好的激光做光源，照在一个宽度可调的竖直单缝上，在离狭缝较远的距离放置一接收屏，改变缝宽可以在屏上观察到一组衍射图样，从（a ）到（d ）对应狭缝的宽度由大到小收缩变化，中心亮条纹由小到大向左右两侧水平展开，同时出现一系列明暗相间的结构，（如图.所示），它实际上就是夫琅和费衍射条纹。
图
不同宽度单缝的衍射图样
组合式综合光学实验仪
当光通过一狭缝时会产生衍射光，衍射图样中的极小值对应的角度由下式给出： ,...)3,2,1(sin ==m m a λ
θ （）
这里a 表示缝宽，θ表示图样中心到第m 级极小间的夹角，λ表示光的波长，m 表示级次见图所示。通常因为衍射角度较小，可以假设： θθtan sin ≈，根据三角关系有： D
y
=
θtan （） ,...)3,2,1(==
m y
D m a λ （）
这里a 为狭缝宽度，m 为衍射级次，y 表示衍射中心到第m 级极小间的距离，D 表示从狭缝到光电传感器的距离，单缝衍射的如图所示。其光强分布的理论公式为：
2
20sin u u
I I = （）
其中 λ
θ
πsin a u =
式中a 为单缝的宽度，λ为光的波长，θ为衍射角，0I 为正入射（即θ＝0）时的入射
光强，22sin u u
被称为单缝衍射因子，表征衍射光场内任一点相对光强（即0
I I ）的强弱。
图 实验观察到的单缝衍射的光强分布图
【实验内容】
一、夫琅和费单缝衍射的观察与测量
1、选用半导体激光器、单缝模板、接收屏、二维半自动扫描平台、光电传感器以及
光具座组装测量装置，调节半导体激光器、单缝模板、接收屏和光电传感器之间的位置，接通激光器电源，调节光路，使测量系统等高和共轴，选择单缝模板上某一狭缝，从接收屏上观测到清晰的单缝衍射图样后，从光学导轨上取下接收屏，调节二维半自动扫描平台，使衍射光斑照在光电传感器前的入射狭缝上。
2、用双鼠标头连接线将二维半自动扫描平台上的光电传感器（根据实验内容选择合
适的放大倍数，不出现削波为准）与光电转换器相连，光电转换器的输出端接DHYH-2多功能物理测试系统模拟输入通道（选择前面板合适的模拟输入通道，一般选择通道1）；半自动扫描平台上的信号输出（双声道耳机插头）与DHYH-2多功能物理测试系统前面板中“INT1”输入口相连；半自动扫描平台上的DC12V口接上12V的开关电源；接通电源和开关。
3、打开微机，点击DHSO-1 组合式综合光学实验装置，进入综合光学单缝实验主界
面（如图所示），点击“查找端口”按钮查找有效端口，选择信号输入通道（如通道1），选择实验内容。采样频率选择为
，选择对应的通道放大倍数（一般选择1×1）。
4、用卷尺多次测量狭缝到光电传感器的距离，计算其平均值D。
图综合光学单缝衍射主界面
5、调节二维半自动扫描平台，使光学传感器处于适当的位置（一般在衍射级次m ≥
5），点击主界面的“启动“键，然后启动扫描电机，进行实时测量，使衍射斑光强的极大值依次通过光传感器，扫描完所需的区间后，单击“停止”键，停止采集数据，点击“保存数据”保存光强随位置变化的数据。横坐标表示位移，单位是毫米，纵坐标表示光强，单位是伏特。
6、软件界面中某些功能说明：
：查找有效的数据端口，每次打开软件都要执行此操作；
：打开保存的数据，文件后缀名为.dat；
：将数据保存为.dat文件；
：在图像上有数据的地方显示一个小圆圈；
：打开帮助文档；
：将数据导入到excel文件，当数据较多时导入时间较长；
：选择“x轴”时，按住shift键，用鼠标左键拉出一区域，可查看这一区域的数据，点击鼠标右键恢复；选择“y轴”道理同上；
：用鼠标左键拖动该指针，没有数据时显示坐标，有数据时显示数据点数据；
二、改变缝宽，测量光强随位置变化的曲线图
1、观测不同缝宽时，衍射光强分布的特点与规律。
2、计算各种缝宽时，各衍射级次的相对光强。
3、比较理论计算值和实际测量值，分析误差的主要来源。
图单缝衍射测试图
图为单缝宽0.24mm，狭缝与光电传感器相距D=630mm，光电传感器前通光孔0.6mm，光电传感器放大倍数为10倍时光强-位移数据，从所测数据得衍射中心至第一级极小值间距y=1.823mm。
图为单缝宽0.12mm，狭缝与光电传感器相距D=630mm，光电传感器前通光孔0.6mm，光电传感器放大倍数为10倍时光强-位移数据,从所测数据得衍射中心至第一级极小值间距y=3,727mm。
图单缝衍射测试图
三、实验数据处理
1、用同级次条纹间的距离除以2，求得从图样中心到第一级极小的距离。
2、计算激光波长，误差大小以及分析误差来源。
表单缝衍射的测量数据记录：
缝到传感器接收头的距离123
平均值
D(cm)
一级极小衍射中心左侧
横坐标值(X L)光强值衍射中心右侧
横坐标值(X R)光强值角宽度θ
单缝缝宽（mm）
四、用单缝衍射原理进行缝宽测量
根据上述实验，把激光波长λ当成定值，通过衍射图象来对未知缝宽进行测量，记录实验数据并做误差分析。
备注：激光的波长出厂值为650±10nm。
五、把单缝模板换成标准可调单缝（游标卡尺），重复实验步骤一、二、三、四。分析实验数据，计算单缝模板缝宽制造误差同时分析误差来源（为什么做不标准）
注意：光电传感器的放大倍数可以进行选择，若实测的光强过大，造成削波现象时，可以通过改变放大量程或减小通光孔径来缩小相对光强，得到最佳衍射图像。
实验 2 双缝干涉实验的观测和研究
【实验目的】
观测双缝干涉的实验现象，研究激光通过双缝形成的干涉图样的光强分布规律。讨论该现象和规律蕴涵的物理意义和可能的应用领域。
【实验原理】
激光通过双缝干涉屏时，每一条狭缝都会各自产生一套单缝衍射的图样，如图所示，其单缝衍射的图样的光强分布满足公式（）函数形式。由于两条狭缝宽度相同，且相互平行，故两条狭缝衍射的光强分布完全相同。因为狭缝都是同一单色光源照明，
所以从两条狭缝射出的光波的叠加是相干叠加，他们之间还要产生干涉（如图所示）。由杨氏双缝干涉公式可知，双缝干涉的强度分布为：
2
cos
4
)
cos
1(
22
1
1
δ
δI
I
I=
+
=（）
式中
1
I是单独一条狭缝在接收屏上某一点的光强，δ是从两个狭缝的中心分别到
接受屏上P点的相位差，相位差δ可表示为：
θ
λ
π
δsin
2
d
=
这里d表示狭缝中心间距（d a b
=+a是狭缝的宽度，b是两狭缝最近邻边的距离）。干涉条纹中的极大（亮条纹）对应的角度可由下式给出：
,...)
3,2,1
(
2
sin=
=
=m
m
dλ
π
δλ
θ（）
式中θ表示从干涉图样中心到第m级极大之间的夹角，λ表示光的波长，m表示级次（从中心向外计数，0对应中央极大，1对应第一级极大，2对应第二级极大，…），见图和图。通常因为角度较小，可以假设：θ
θtan
sin≈
根据三角关系，
D
y
=
θ
tan
这里y 表示在屏上从图样中心到第m级极大间的距离，D表示从狭缝到屏的距离，如
图双缝干涉光强分布图
图双缝衍射理论图样
图所示。所以可得缝间距为：
,...)3,2,1(==m y
D
m d λ （）
用单缝衍射的强度公式（）代入公式（）中，可得到双缝衍射的光强分布：
2
cos sin 4222
0δu
u I I = （）
【实验内容】
一、观测双缝干涉的光强分布
1、将单缝实验上的单缝模板换成双缝模板，并调整位置，使各组件等高和共轴，选择双缝模板上某一缝距的双缝。
2、多次测量狭缝到屏的距离，记录于表 中。
3、打开微机，点击DHSO-1 组合式综合光学实验装置 ，进入综合光学实验主界面（如
图所示），点击“查找端口”按钮查找有效端口，选择信号输入通道（如通道1），选择实验内容 。采样频率选择为 ，选择对应的通道放大倍数（一般选择1×1）。
4、调节二维半自动扫描平台，使光学传感器处于适当的位置（一般在干涉级次m ≥5），点击主界面的“启动“键，然后启动扫描电机，进行实时测量，使干涉光强的极大值依次通过光传感器，扫描完所需的区间后，单击“停止”键，停止采集数据，点击“保存数据”保存光强随位置变化的数据。
5、利用“缩放x 或y ”对干涉图样进行适当放大；利用 查看各级极大处时的X 轴坐标值和光强值。
6、 缝宽不变，改变缝间距，重做以上内容，你能观测到什么现象和结果
7、 固定缝间距，改变缝宽，重复双缝实验，你能观测到什么现象和结果
图双缝干涉实验测试图
图双缝宽0.08mm，缝距0.5mm，狭缝与光电传感器相距D=630mm，光电传感器前通光孔0.6mm，光电传感器放大倍数为10倍时光强-位移数据,从所测数据得干涉中心至第一级极大值间距y=0.855mm。
图双缝宽0.08mm，缝距0.25mm，狭缝与光电传感器相距D=630mm，光电传感器前通光孔0.6mm，光电传感器放大倍数为10倍时光强-位移数据,从所测数据得干涉中心至第一级极大值间距y=1.654mm。
图双缝干涉实验测试图
二、实验数据处理
1、用同级次条纹间的距离除以2，求得从图样中心到第一级和第二级极大的距离，并
记录表中。
2、利用激光波长和一级极大，二级极大计算两次实验缝距，记录于表中。
3、将计算所得的缝距与所选的缝距标称值进行比较，计算相对不确定度。
表双缝干涉测量数据表格
注意：光电传感器的放大倍数可以进行选择，若实测的光强过大，造成削波现象时，可以通过改变放大量程或减小通光孔径来缩小相对光强，得到最佳的干涉图像。 备注：激光的波长出厂值为650±10nm 。
实验 3 光栅衍射（夫琅和费多缝衍射）
【实验目的】
观察光栅衍射现象，研究光栅衍射规律以及探究光栅的应用。 【实验原理】
光栅的衍射即为夫琅和费多缝衍射，与双缝衍射类似，它包含了单缝衍射和多缝干涉两个方面，体现了典型的分波阵面多光束干涉的特性（如图所
示）。相邻两缝的中心距离为d ，相邻两狭缝中心到接收屏P 点的相位差δ为： θλ
πδsin 2d =
因入射波面被多缝分割，每条狭缝成为一子波源，P 点的光振幅应为多条狭缝在P 点振幅的叠加，设每条狭缝对P 点的贡献均相同，记为C ，但各狭缝在P 点产生的振动依次有位相差δ，N 个有位相差δ的小矢量a 相加，可得P 点的合振幅为：
图 多缝衍射图样的光强分布
2
sin 2sin
δδ
N a
A = （） 需要强调的是，此时δ并非小量，故2
sin
δ不能近似为
2
δ
，式（）是多缝干涉的结果，考虑到单缝衍射因子的调制作用，多缝的远场衍射光强分布为：
22
2
2
0)2
sin 2sin
(
sin δδ
N u u I I = （） 其中： λ
θπsin a u =
； θλπ
δsin 2d =；当狭缝数N （大
约为：321010-条）非常大时主极大非常细，这是多光束干涉的重要特征。
当πδk 2=时，干涉为主极大，此时：
λθm d =sin Λ，，，210±±=m （）
公式（）被称为光栅方程,其中d 为光栅常数，λ为光的波
长，θ为衍射角。光栅作为光栅光谱仪的关键元件，直接影响到光谱的分辨率，光谱线的角半宽δθ（见图所示）为： k
Nd θλ
δθcos =
（）
能分辨的最小角度差为：
λθθ?=
?k
d m
cos （） 仪器能分辨最小波长差λ?的能力，决定了仪器的分辨率，这种分辨率称之为色分辨率。
光谱仪器的色分辨率定义为： λ
λ
?=
R （）
图 谱线的角半宽
将光的波段推广到X射线，周期性排列的原子结构就是很好的三维光栅，布拉格对晶体的X射线做了深入的研究，并将光栅衍射公式（）运用到晶体的微观结构分析之中。
θm
λ
±
0±
=
m
1
，
d=
sinΛ
，
，2
此式又称为布拉格衍射公式，式中λ为X射线的波长，d为晶格常数。由此可知，只要知道X射线的波长，由X射线衍射的强度分布就可以得出晶体的晶格常数，或者说就可得知晶体微观结构的相关信息。
【实验内容】
1、将半导体激光器、光栅、接收屏安放在光学道轨上，调节它们的高低和方向，使
它们同轴。
2、调节半导体激光器、一维光栅（或二维光栅）、接收屏的位置。
3、接通半导体激光器的电源，通过调节半导体激光器后面的调节螺钉使光束通过光栅中心。
4、通过接收屏观测光栅衍射图样，并记录相关图象。
5、观测二维光栅衍射现象，并分析其与一维光栅衍射现象不同的原因。
实验 4 夫琅和费圆孔衍射
【实验目的】
观察圆孔衍射现象，研究圆孔衍射规律。
【实验原理】
图夫琅和费圆孔衍射的光强分布
大多数光学仪器中所用的透镜或光阑通常都是圆形的，而且大多数都是通过平行光或近似的平行光成像的，所以夫琅和费圆孔衍射与光学仪器的像分辨有着密切的关系。
由于圆孔衍射是个二维问题，需要用惠更斯－菲涅耳积分式来计算衍射屏上的光强分布。夫琅和费圆孔衍射的光强分布的计算公式为：
2
2102
32220)2()!3(41)!2(31211k k J I k k k I I P =??
????+++-=Λ （） 式中λ
θ
πsin r k =
，r 为衍射圆孔半径，θ为衍射角，)2(1k J 为贝赛尔函数，贝赛尔函数对任意k 值是均匀收敛的。图给出了夫琅和费圆孔衍射的光强分布，由此图可知，衍射中央极大值的位置是：00=θ；次级大的位置分别为：r
λ
θ819
.01=；
r
λ
θ333
.12=；…。主极大与次级大的相对光强分别为：；；；…。第一极小位置为：
r λ
θ61.0sin = ，衍射图样是一组明暗相间的同心圆环，中央亮斑被称为爱里斑，其光强占整个入射光强的84％，爱里斑的角宽度为：
d
r
λ
λ
θθ22
.161
.0sin ==≈? （）
式中d 为圆孔的直径，与单缝衍射中央极大的角半宽相比，除了反映几何形状的因子外，其物理实质是一致的，孔径d 越小，衍射效应就越大。` 【实验内容】
1、 将半导体激光器、圆孔模板、接收屏安放在光学道轨上，调节它们的高低和方向，
使它们同轴。
2、 选择圆孔模板上的一圆孔做圆孔衍射实验。
3、 接通半导体激光器的电源，通过调节半导体激光器后面的调节螺钉使光束通过圆孔。
4、 通过接收屏观测圆孔衍射图样，并记录相关图象。
5、改变圆孔大小，观测衍射现象，并分析其衍射的图样变化的原因。
实验 5 光的偏振
【实验目的】
1、
验证光学马吕斯定律，研究偏振
光的应用。 2、
了解波片的作用。
【实验原理】 一、起偏和检偏
马吕斯于1809年就在实验上发现了光的
偏振现象，确定了偏振光强度变化的规律（即
马吕斯定律）。光具有偏振性和光的横波特性的发现，在科学上具有极其重要的意义。它不但丰富了光的波动说的内容，而且具有非常重要的应用价值。
偏振片：在赛璐璐基片上蒸镀一层硫酸碘奎宁的晶粒，基片的应力可以使晶粒的光轴定向排列起来，使得振动电矢量与光轴平行的光可以通过，而与振动电矢量与光轴垂直的光不能通过。用偏振片可以做成各种偏振器，如起偏器和检偏器。
当一束激光照在起偏器上，透射光只在一个平面内偏振。如果这个偏振光入射到第二个检偏器上，入射光的偏振平面与检偏器透光轴垂直，则没有光可以透过检偏器；若起偏器和检偏器成一夹角，则有部分偏振光透过检偏器（如图所示）。
偏振光电场E o 的该分量E ，可由下式得出：
φcos o E E = （）
因为光强度随电场的平方而变化，所以透过检偏器的光强就可由下式得出：
φ2cos o I I = （）
这里，I o 是透过起偏器的光强，φ是两个偏振器的偏振轴之间的夹角。考虑两种极端的情况：如果φ等于零，检偏器与起偏器光轴平行，φ2cos 的值等于1，则透过检偏器的光强等于透过起偏器的光强度。这种情况下，透射光的强度达到最大值。
图 偏振光的检测示意图
光学实验中考专题
光学专题复习——平面镜成像和凸透镜成像 姓名:___________________ 一．历年平面镜杭州中考题 (10年）36．（4分）右图为一辆轿车的俯视示意图。O点为司机眼部所在位置， 司机在右侧的后视镜AB(看作平面镜)中能看到车尾c点。 （12年）35．（6分）自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜，夜间骑车时，在车灯照射下，能把光 线按原来方向返回。反光镜结构如右图所示，两手面镜相互垂直，当一条光线AB人射到其中一平面镜，（1）作出所有反射光线的光路图。（2）证明经过两次反射后的反射光线会逆向射回。 （14年）34．（7分）右图为发光点S和竖直放置的平面镜的位置情况。根据光的 反射定律完成下列两小题：（1）在图中用光路图作出发光点S的像点S＇（2）推导证明S′点和S点到平面镜距离相等． 二、平面镜成像实验： 某同学做“平面镜成像的特点”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A 和B一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图所示．在此实验中： 1.直尺的作用是便于比较物与像______________关系； 2. 实验中要求蜡烛A和蜡烛B ，目的是为了比较______________关系； 3.移去蜡烛B，并在像A＇的位置上放一光屏，则光屏上_______接收到蜡烛A的烛焰 的像(填“能”或“不能”)．这说明平面镜成的是_______像． 4.实验中应选择___________来研究平面镜成像特点(填“平面镜”或“平板玻璃”) 目的是为了_________________________________, 5.观察像时，细心的同学会发现两个几乎重叠的像，这是__________________造成的；所以应选择较______的玻璃做实验。如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择________mm厚的玻璃板做实验效果好； 6.如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动，那么像的大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。 7.为便于观察，该实验最好在_______环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时．也能观察到_____________，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题 8.点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，这时发现像与物的大小_______；进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板_______．像和物到玻璃板的距离_______．将蜡烛逐渐远离玻璃板时．它的像（填“变大”、“变小”或“不变”). 9.在探究活动中对玻璃板放置的要求是如果玻璃板没有放正，将对实验产生什么影
幼儿园科学教案探索光的折射(三篇)
教学资料参考范本 幼儿园科学教案探索光的折射(三篇)目录： 幼儿园科学教案探索光的折射一 幼儿园科学教案春雨沙沙沙二 幼儿园科学教案有用的石头三
幼儿园科学教案探索光的折射一 活动目标 1、简单了解折射现象中光路是可逆的。 2、通过实验，培养幼儿的科学探索兴趣。 活动准备 1、课件-图示：光的折射 2、科学发现室光学区域。 活动指导 1、教师同幼儿讨论什么光是怎样形 讨论后让幼儿知道，当物质温度高于环境温度，我们就看到的热物质的发光。 如：火光、烛光、白炽灯的灯光，以及前述钢铁、玻璃、石头等烧红时的发光。 2、问题:光沿直线传播，生活中有什么常见例子 给幼儿讲解： 第一，利用光的直线传播----三点一直线，在射击、射箭运动中发挥关键作用; 第二，由光的直线传播，再加上人的双眼效应，可判断物体的位置。 第三，木匠用刨刨一木条，刨了二下就要检查刨得直不直，他就是自觉不自觉地利用光的直线传播，用眼睛从木条的一端沿木条看它是不直的。 第四，队伍对齐："向右看齐!"
3、幼儿在光学区域自由探索、发现光的折射。 (1)课件演示：光的折射 通过观看课件演示，让幼儿对光的折射有一个初步的认识。 (2)实验：把筷子插到水里发现筷子在空气中和水中拐了个弯的原因。 (空气和水就是两种不同的介质) (3)指导幼儿在光学区域，积极尝试运用各种材料进行实验， 在操作中初步感受和了解光的折射。 (4、教师讲评活动情况，表扬鼓励探索中有发现的幼儿 让幼儿讲一讲在探索活动中发现了什么?
幼儿园科学教案春雨沙沙沙二 活动目标 1、了解春雨是春天的一种自然现象，用多种感官感知春雨。 2、能有兴趣的观察下雨的情景，知道春天的多种特征。 活动准备 1、ppt课件：下雨了 2、声音：下雨声 3、音乐：小雨小雨别下了 活动过程 1、谈话引出春雨。 教师：小朋友，你们知道出现什么样的天气时会下雨吗? 谁知道春天里下的雨叫什么雨呢? 使幼儿了解春天来了，有时候会下雨，这就是春雨。 2、观察视频图片：下雨了 提问：雨下的大还是小? 雨点从哪里来? 落下来是什么样子的? 3、课件演示，引导幼儿思考。 (1)雨点落到地上是什么样子的? (2)雨点落到小花上是什么样子的? (3)雨点落到池塘里会怎么样呢? 小花、小草、小树在雨中是什么样子的?
基础光学实验实验报告
基 础 光 学 实 验 姓名：许达学号：2120903018 应物21班
一．实验仪器 基础光学轨道系统，基础光学组合狭缝及偏振片，红光激光器及光圈支架，光传感器与转动传感器，科学工作室500或750接口，DataStudio软件系统 二．实验目的 1.通过该实验让学生了解并会运用实验器材，同时学会用计算机分析和处理实验数据。 2.通过该实验让学生了解基本的光学现象，并掌握其物理机制。三．实验原理 单缝衍射：当光通过单缝发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出asinθ=mλ(m=1,2,3……），其中a是狭缝宽度，θ为衍射角度，λ是光波波长。 双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大值的角度由下式给出dsinθ=mλ(m=1,2,3……),其中d是狭缝间距，θ为从中心到第m级最大的夹角，λ是光波波长，m为级数。 光的偏振：通过第一偏振器后偏振电场为E0，以一定的角度β穿过第二偏振器，则场强变化为E0cosβ,由于光强正比于场强的平方，则，第二偏振器透过的光强为I=I0cos2β. 四．实验内容及过程
单缝衍射 单缝衍射光强分布图 如果设单缝与接收屏的距离为s,中央极强到光强极小点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得a=smλ/c.又在此次实验中，s=750mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得a=0.4875m/c,又由图可知：当m=1时，c=(88-82)/2=3mm,推得a=0.1625mm; 当m=2时，c=(91-79)/2=6mm,推得a=0.1625mm; 当m=3时，c=(94-76)/2=9mm,推得a=0.1625mm; 当m=4时，c=(96-74)/2=11mm,推得a=0.1773mm; 得到a的平均值0.1662mm,误差E=3.9%。 双缝干涉
中考光学实验专题训练及答案
中考光学实验专题训练及答案 1、为了探究光反射时的规律，小明进行了如图3所示的实验。 ⑴请在图中标出反射角的度数。 ⑵小明想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，他应如何操 作？ ⑶如果让光线逆着OF 的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE 方向射出，这表明： 2、小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直 架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A 和B ，点燃玻璃板前的蜡烛A ，进行观察，如图4所示，在此实验中： (1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是__________． (2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物________关系． (3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系． (4)移去后面的蜡烛B ，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上__________ 接收到蜡烛烛焰的像(填“能”或“不能”)．所以平面镜所成的像是__________像(填“虚”或“实”)． 图3 图4
(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像__________ (填“变大”、“变小”或“不 变”)． 3、某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数 据如下表： 分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出一 条：。 4、在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。 图4 (1)实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________。 (2)所用凸透镜的焦距为10 cm。某同学的实验数据如下表。 ①分析1、2、3次实验的数据可知_______、______、_____。 ②在第5次实验中，从_______一侧透过透镜看到在_______一侧放大的像。
概念型电子产品设计创意构思
大 众 文 艺 79 摘要：概念型电子产品设计在创意构思时会遇到很多难题，本 文从概念产品自身的研究特性出发，从三个方面来初步探寻对产品概念构思的方法，使设计师在开发新产品概念时有清晰的思路和明确的切入点，以便于设计目标的达成。 关键词：概念；消费电子产品；设计；创意；用户体验 概念型电子产品是现代消费电子企业对未来系列产品谋划研究的重点。概念性产品设计代表了未来消费电子产品发展的方向，揭示了未来的潮流和流行趋势。无论是在企业的设计开发部门还是高校设计院所都将概念型产品设计作为启发设计师思考，研究未来消费电子产品发展趋势的依据。 由于概念型产品往往是基于很多尚未实现或是尚未投入实际应用的技术原理来设计的，因此在设计师对概念型产品的功能进行构思时往往会出现过于理想化的空想或是过于保守而创新性不足。要探讨如何解决针对概念型电子产品功能设计的构思问题，那么必须要对概念型电子产品的相关要素做必要的分析研究。根据以往的概念型产品开发原则，主要可以将其大致分为：功能创新型、造型创新型、体验创新型等。这三个方面相互联系制约，任何一款消费电子的开发都离不开这三个方面的创新应用。针对这三个方面对产品设计的影响我们可以分别进行分析。 功能创新型 功能创新性设计主要针对消费电子产品提供的功能进行创意构思，这些相对先进的功能基本都是由未来的或者是目前尚未投入应用的先进技术。因此对于这类型的设计需要对消费电子产品的相关技术领域作进一步的研究，了解整个技术发展的潮流和趋势，把握未来功能的改进点和创新要素。 索尼爱立信公司曾经在2008年发布过一款实验概念手机——X5，该手机应用了透明显示技术，实现了手机显示屏透明可视化效果，在正反两面都可以看见显示内容。虽然和目前主流的智能手机800×600分辨率SUPER AMOLED显示屏相比，这款手机的色彩显示能力以及对比度、响应速度等技术指标相当低下，但是它应用了最新的透明显示技术，彻底颠覆了人们对于传统手机显示屏只能单面显示的惯性思维，也为未来的手机的显示模块设计提供了新的开发思路。 但是时至今日，这款手机已经上市3年甚至已经退市，而透明显示技术仍未能大量投入应用，我们在目前的手机中几乎找不到类似的设计，说明这款产品的创新点相对于行业主流的技术水准显现的过于超前。不过也许这种尝试仅仅是一个开端，在手机3D显示技术大行其道的今天，也许透明的显示屏幕再加入3D显示技术，这种混合型的显示模块才是手机显示技术的未来，那么对于手机显示模块的概念化设计还是应该多从新技术手段的可行性应用角度去考虑。 造型创新型 造型创新型主要围绕消费电子的美学外观进行创意设计，那些标新立异、时尚美观的造型设计往往都是由先进的材料和加工工艺提供的，当然也包括美学造型流行趋势的影响。这需要积极地了解和把握未来的色彩流行趋势、图形语义和形态构成语言，以及业内的材料和工艺的技术发展。同时也要不断的调查和研究消费者的审美心理。苹果的iPhone系列手机依靠极简主义设计及独特的用户体验席卷全球，它的极简主义之风几乎主导了整个消费电子产品设计风格的走向，这点连90年代崇尚工业极简主义的索尼公司都没有做到。消费电子产品的造型设计从五花八门的风格逐渐淘汰进化成了大一统的极简主义之风。硬边、素色、几何构成了造型语言的基本元素。我们似乎很难从消费电子产品的本身去寻找造型元素的灵感。对于造型创新，无论是建筑还是工业产品都会有风格上的交叉和借鉴，我们可以尝试从建筑或者其它一些工业产品中寻找未来的概念化造型风格元素。比如现代汽车的“流体雕塑”造型设计，这是2007年发布的概念车上应用的造型元素，由设计大师安德鲁?哈德森主导，推出以后广泛受到好评。现代汽车将自己整个产品线全部更新为“流体雕塑”式的造型风格，从低端的小车到高端的中大型轿车 均采用此设计风格，也使得在车身造型设计的传统风格——“流线型”风格有了革命性的全新发展空间。作为流线型造型风格的一个发展，“流体雕塑”风格极有可能作为目前极简主义风格大环境下的一缕清风。 体验创新型 体验创新型主要是根据消费电子产品的使用特征来进行创意开发的。消费电子产品从诞生之日起就为用户提供了功能应用和体验应用两大产品特征，同样地功能不同的体验方式和体验效果会带来截然不同的产品形态。 影响体验创新的因素非常多，包括硬件、软件、用户服务、市场营销等方面。涉及产品用户体验，尤其是消费电子产品，基本的功能和外观以及内置的软件和服务都是和用户体验紧密相连，在体验上有所创新也是概念型消费电子产品创新的又一大突破口。 首先就是产品的软件环节，如何优化软件的功能的操作体验，这是关系到产品用户体验成败的关键；谷歌公司的手机操作系统——Andriod安卓，虽然很多评论家认为这是模仿苹果的iOS 手机操作系统的产物，无论是从操作风格上还是界面美化效果上都有明显的苹果风格痕迹，但是不可否认的是安卓系统做到了苹果没有做到得一点——系统开源，任何一家公司都可以针对安卓系统开发免费的软件，相对于苹果的App Store动辄几美金一个的软件购买费用，安卓下的大部分应用软件都是免费使用的。而且从软件的体验上，配合安卓手机的超大电容触摸屏以及屏幕下方设计的物理按键，都可以快速准确地操作手机。无论是应用还是游戏都能得到绚丽畅快的使用体验。 其次还包括产品的使用体验，这点又是和产品的功能创新有所联系，当然也和产品的功能造型也相互影响。自从索尼在自家的单反相机A300/A350上设计了可翻转的实时取景液晶屏后，可翻转显示的液晶屏一夜之间普及到了佳能、尼康、索尼等相机厂商的最新发布的产品中，甚至包括了未来的概念型产品。可翻转式的屏幕就是提升了这种体验乐趣，有了它就可以自由的把相机举高或者放低去拍摄，不用担心取景时候开不到屏幕内容而无法拍摄，这种设计改变了摄影师必须从光学取景器里观察才能准确取景，使得普通消费者就能用崭新的视角去定格一个瞬间。毫无疑问，电子技术的日新月异使得摄影不再是过去胶片机时代的专业技能，而逐渐成为了人们又一种体验式娱乐方式。很多厂商都注意到了这一点，大量的在数码相机中加入娱乐功能和乐趣体验，让用户在使用中体验到摄影的乐趣，而不是因为不懂摄影原理带来的对拍照的恐惧。由此可见，对于体验创新就是需要我们不断去开发满足使用者乐趣和体验效果的产品功能或者产品内涵，不断地缩短人与机器的沟通距离，将这种沟通障碍努力扫除。 很久以来我们对于概念产品的创意设计开发总是会从完善或者改进的角度去思考，而忽略了用宏观和发展的眼光去看待一个产品序列的发展走势。对于消费电子产品设计，必须用超前的感悟能力和卓尔不凡的设计手段，才能赶上设计潮流的发展，做到引领潮流的趋势也不会变得很难。作为从事产品开发的设计师需要我们细心观察研究、耐心搜集资料、用心创意研发，将产品的语义用我们独具特色的手段和能力传达给消费者，使得设计的最终价值得以体现。 参考文献： [1]柳冠中.综合造型设计基础.2009.高等教育出版社. [2]刘永翔.阮宝湘.浅析产品造型设计的未来发展.2003.北方工业大学学报.V15.3. [3]罗仕鉴.朱上上.用户和设计师的产品造型感知意象.2005.机械工程学报.10.作者简介： 席乐，河南科技大学艺术与设计学院教师，华东理工大学设计艺术学硕士，研究方向：环境设施设计、展示设计、创意产业研究。 王丽娟，河南科技大学艺术与设计学院教师，四川美术学院美术学硕士，研究方向：美术学、美术教育。 概念型电子产品设计创意构思初探 席 乐 王丽娟 (河南科技大学艺术与设计学院 河南洛阳 471000 ) 理论研究·设计
基础性实验：趣味光学实验汇总
光学基础性趣味实验 目录 实验1 光与彩虹（人造彩虹） (2) 实验2 人造彩虹2 (3) 实验3 光的折射实例 (5) 实验4 自制放大镜 (6) 实验5 红外线实验的设计 (7) 实验6 多功能小孔成像仪的制作 (8) 实验7 自制针孔眼镜——小孔成像的应用 (9) 实验8 镜子中有无数个镜子 (10) 实验9 日食和月食的演示 (11) 实验10 制作针孔照相机 (12) 实验11 用激光器演示光的直线传播 (13) 实验12 全反射现象观察......................................... 14错误！未定义
实验1 光与彩虹（人造彩虹） 思考：你用什么办法能制作出与空中彩虹颜色一样的彩虹? 实验准备：清水1盆、平面镜1个 实验操作： 1．取一小盆并加入2/3的水，再把镜子斜放于盆内； 2．使镜面对着阳光，在水盆对面的墙上就能看到美丽的彩虹。 实验中的科学：将镜子插入水中时，在对面的墙上就能看到美丽的彩虹。它是光的折射作用，实验表明：白光通过三棱镜后就会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光，这就是光的色散。这里镜面左侧的水就好像一个三棱镜，因而光射出水面后就会发生色散，形成彩虹。 创新：想一想,还有什么办法,可以制造出美丽的彩虹?
实验2 人造彩虹2 准备材料：水、一个玻璃杯、一张白纸。 实验步骤： 1．在玻璃杯中装满水，把杯子拿到阳光可以照射到的窗台上；2．把纸放到阳光透过杯子投射进来的地方，这样在纸上就可以看到彩虹的色彩。 实验中的科学： 光线被水折射了，因而投射到纸上的颜色是阳光被分解之后的颜色，原理跟天空中彩虹的形成是一样的。当阳光以40到42度的角度照射空中的水珠时，阳光通过水珠时发生折射，投射到空中形成了彩虹。 知识问答：彩虹为什么总是弯曲的？ 想象你看着东边的彩虹，太阳在从背后的西边落下。白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气，向东通过了你的头顶，碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴，会有两种可能：一是光可能直接穿透过去，或者更有趣的是，它可能碰到水滴的前缘，在进入时水滴内部产生弯曲，接着从水滴后端反射回来，再从水滴前端离开，往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。 水滴对光的反射，折射加色散形成彩虹。色散后不同色光出射的方向不同，对一个水滴出射的光我们只有站在特定的观察点上才能看见特定的颜色光，而我们平时是站在固定的观察点上去看空中多个水滴，这样，不同水滴中出射的同一种色光能够到达眼睛，这些水滴
物理光学实验题及答案
物理光学实验题及答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
第三章光学（一）概述 光学的学生实验共有4个，它们分别是“光反射时的规律”、“平面镜成像的特点”、“色光的混合与颜料的混合”、“探究凸透镜成像的规律”。 （二）光学探究实验对技能的要求 1.明确探究目的、原理、器材和步骤。 2.会正确使用各种实验器材，知道它们的摆放要求。 3.知道各种器材在实验实践与探究能力指导 中的作用，并能根据实验原理、目的，选择除教科书规定仪器之外的其他器材完成实验。 4.会设计实验步骤并按合理步骤进行实验。 5会设计实验报告，会填写实验报告。 6.会正确记录实验数据。 7.会组装器材并进行实验。 8.明确要观察内容，会观察实验现象，并能解释实验中的一般问题。 9.会分析实验现象和数据，并归纳实验结果。 实验与探究能力培养 探究光反射时的规律 基础训练 1.为了探究光反射时的规律，小明进行了如图19所示的实验 （1）请在图19中标出反射角的度数。
（2）小明想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，他应如何操作 --————————————————————————————————。（3）如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明：————————————————————————————————。 图19 2.雨后天晴的夜晚，为了不踩到地上的积水，下列判断中正确的是（）。 A.迎着月光走，地上暗处是水，背着月光走地上发亮处是水 B.迎着月光走，地上发亮处是水，背着月光走地上暗处是水 C.迎着月光走或背着月光走，都应是地上发亮处是水 D.迎着月光走或背着月光走，都应是地上暗处是水 探究平面镜成像的特点 基础训练 1.平面镜能成像是由于平面镜对光的————射作用，所称的想不能在光屏上 呈现， 是————像，为了探究平面镜成像的特点，可以用————代替平面镜，选用两只 相同的蜡烛是为了————。
中考物理专题八光学实验及其应用试题(附答案)
专题八：光学实验及其应用 考点一：探究平面镜成像特点 1.如图是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛。有关本实验的说法错误的是( ) A.玻璃板应该与桌面垂直 B.实验宜在较暗的环境中进行 C.眼睛应从B一侧观察成像情况 D.蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合 2.实验室中探究“平面镜成像特点”实验时,用薄玻璃板代替平面镜做实验的情景如图所示。眼睛在A侧看到的蜡烛的像是由光的(选填“反射”或“折射”)形成的,实验中将蜡烛靠近玻璃板,像的大小。 3.（2019阜新）在“探究平面镜成像特点”实验中： （1）平面镜成像原理是_____。 （2）实验中用玻璃板代替平面镜的原因_____。
（3）为了比较像与物大小关系，选取两支_____的蜡烛。 （4）无论怎样水平移动蜡烛B，都不能与蜡烛A的像重合，原因是_____。 （5）判断平面镜成虚像的方法是_____。 （6）平面镜成像时像和物到平面镜的距离_____。 考点二：平面镜成像的应用 1.小丽面向穿衣镜,站在镜前60cm处,镜中的像与她相距( ) A.30cm B.60cm C.90cm D.120cm 2.在鞋店试穿新鞋时,小明直立面向竖直放置在地面上的“试鞋镜”,看不到镜中自己脚上的新鞋。小明做以下动作,能够让他看到镜中自己脚上的一只鞋或者两只鞋的是( ) A.站在原地下蹲 B.保持直立靠近“试鞋镜” C.站在原地竖直向上提起一只脚 D.保持直立远离“试鞋镜” 3.汽车夜间行驶,一般车内不开灯,这是因为( ) A.要节约用电 B.假如车内开灯,司机前面的玻璃会产生车内物体的像,影响司机行车安全 C.车内开灯形成漫反射,光线刺眼,影响司机视线 D.车内开灯,光射到车外的后视镜上,反射到司机眼中,影响司机行车安全 4.小明以0.5m/s的速度沿平行于平面镜的方向走动过程中,他在镜中的像相对小明的速度为m/s,若小明身高 1.8m,平面镜高度小于0.9m,他在这个平面镜中(选填“能”“不能”或“有时能”)看到自己的全身像。 5.一棵小树生长在水塘中,图中用带箭头的线段AB表示小树露出水面的部分。请在图中画出AB通过水面反射所成的像A'B'。
初中物理光学实验专题复习知识点考点梳理和练习
3.光学实验专题复习（3课时） 1.探究：光反射时的规律 一、知识考点 实验目的探究光反射时遵循什么规律 实验器材平面镜、纸板、激光电筒、、笔。 实验装置 ' 实验步骤①把平面镜放在桌面上，把纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面； 】 ②让一束光贴着纸板沿着某一角度射到o点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出和的路经； ③改变光束的入射方向，重做一次，用另一种颜色的笔描出入射光和反射光的路经； ④取下纸板，用分别测量两次的入射角和反射角，记录在下表中； ⑤把纸板一半向前折或向后折，不能看到反射光线； , 实验数据* 实验次数入射角i反射角r 1— 30° 30°245° 360°
实验结论 （1）在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个 ； （2）反射光线，入射光线分居在法线的 ； （3）反射角 入射角。 二、解答方法 " 做到“七会”： 1.会提出探究的问题； 2.会选择实验器材； 3.会安装实验装置； 4.会设计实验表格； 5.会操作实验步骤； 6.会分析实验数据得出结论； 7.会对实验进行评估。 三、典型例题 例题.如图所示，小明和小刚两位同学用激光手电、平面镜、白色硬纸板和量角器做光的反射规律实验，实验数据如下表： ， 从这些数据得出的结论是： （1）入射光线偏离法线，反射光线_____ 法线；入射角增大，反射角________ ； （2）反射角_______ 入射角。（填“大于、小于、等于”）； （3）当把纸板B 向后折，不能看到反射光线，说明 ； （4）入射光线垂直平面镜时，反射角为_______ 度。 四、达标检测 、 1.如图是小明探究光的反射规律的实验装置，在平面镜上放置一块硬纸板，纸板由可以 绕ON 转动的E 、F 两部分组成。 入射光线与法线的夹角 反射光线与法线的夹角 450 ， 45 300 300 600 600
光学仪器实验报告
常用光电仪器原理及使用 实验报告 班级：11级光信息1班 姓名：姜萌萌 学号：110104060016 指导老师：李炳新
数字存储示波器 一、实验目的 1、熟悉数字存储示波器的使用方法； 2、测量数字存储示波器产生方波的上升时间； 二、实验仪器 数字存储示波器 三、实验步骤 1、产生方波波形 ⑴、打开示波器电源阅读探头警告，然后按下OK。按下“DEFAULT SETUP”按钮，默认的电压探头衰减选项是10X。 ⑵、在P2200探头上将开关设定到10X并将探头连接到示波器的通道1上，然后向右转动将探头锁定到位，将探头端部和基线导线连接到“PROBE COMP”终端上。 ⑶、按下“AUTOSET”按钮，在数秒钟内，看到频率为1KHz 电压为5V峰峰值得方波。按两次CH1BNC按钮删除通道1，
按下CH2BNC按钮显示通道2，重复第二步和第三步。 2、自动测量 ⑴、按下“MUASURE”按钮，查看测量菜单。 ⑵、按下顶部的选项按钮，显示“测量1菜单”。 ⑶、按下“类型”“频率”“值”读书将显示测量结果级更新信息。 ⑷、按下“后退”选项按钮。 ⑸、按下顶部第二个选项按钮；显示“测量2菜单”。 ⑹、按下“类型”“周期”“值”读数将显示测量结果与更新信息。 ⑺、按下“后退”选项按钮。 ⑻、按下中间选项按钮；显示“测量3菜单”。 ⑼、按下“类型”“峰-峰值”“值”读数将显示测量结果与更新信息。 ⑽、按下“后退”选项按钮。 ⑾、按下底部倒数第二个按钮；显示“测量4菜单”。⑿、按下“类型”“上升时间”“值”读数将显示测量结果与更新信息。
LCR测试仪 一、实验目的 1、熟悉LCR测试仪的使用方法； 2、了解LCR测试仪的工作原理； 3、精确测量一些电阻，电感，电容的值； 二、实验仪器 LCR测试仪，电阻，电容，电感等元件 三、LCR测试原理 根据待测元器件实际使用的条件和组合上的差别，LCR 测量仪有两种检测模式，串联模式和并联模式。串联模式以检测元器件Z为基础，并联模式以检测元器件的导纳Y为基础，当用户将测出流过待测元件的电流I，数字电压表将测出待测元件两端的电压V，数字鉴相器将测出电压V和电流I 之间的相位角 。检测结果被储存在仪器内部微型计算机的
光学实验自测题
实验一薄透镜焦距测定05-06-2 1.下面哪项实验结果可能是对凹透镜焦距测定数据正确的表示？（-59.95cm） 2.光学实验中常把各种光学元件组合成光学系统调整到各元件主轴等高和共轴， 一般细调使用的方法可以称为：大像追小像 3. 4.采用“虚物成实像法”测定发散透镜焦距时，对于像距，应取正值。 5.薄透镜焦距测量实验要求成像必须尽可能清晰，以下哪项不是清晰像的判据： 成像大 6.在实验中常把各种光学元件组合成光学系统，按照一般光学光路通用调节方 法，首要任务是调整好各元件主轴的等高和共轴；调节分两步：一般先粗调,后微调。 7.薄透镜焦距测定中用到低压汞灯，汞灯属于气体放电光源，发出复合光。使 用时需要启动预热,断电后需要冷却。 8.透镜成像的高斯公式中各物理量的符号法则是：距离自参考点（薄透镜光心） 量起，与光线行进方向一致时为正,反之为负。 9.薄凸透镜焦距测定主要的三种方法有：物距像距法，大像小像（二次成像） （共轭法）法，自准直法。 10.远方物体经过透镜成像的像距为什么可以视为焦距？ [参考答案] 根据高斯公式（成像公式），物距为无穷远，代入得焦距等于像距。 11.用自准直法测量凸透镜焦距时，透镜光心偏离底座中心坐标时，应如何解决？ [参考答案] 由于透镜的光心不一定在底座刻线的平面内，所测结果可能偏大或偏小，要消除这一系统误差，可将透镜反转180度，再测量一次，然后取其平均值。 12.不同物距的物体经过凸透镜成像时，像的清晰区大小是否相同？ [参考答案]不相同，原因有二：一是不同区间的物成像区间范围不相同，二是由于近轴光线条件不能满足，致使存在色像差。 13.在等高共轴调节中可以小像追大像吗？ [参考答案] 不可以，越调越远 14.测量薄凹透镜焦距主要有哪些方法？ [参考答案] （1）虚物成实像法；（2）有平面镜辅助确定虚像位置法。 15.光学系统的等高共轴调节方法是什么？ [参考答案] 关键词：粗调细调二次成像法，大像追小像 16.测透镜焦距时存在误差的主要原因有哪些？ [参考答案] （1）等高共轴调节不好；（2)成像清晰范围找得不准；（3）由于物屏所放位置不能测量或者倾斜没有进行修正。
高考物理光学知识点之几何光学基础测试题(6)
高考物理光学知识点之几何光学基础测试题(6) 一、选择题 1．如图所示，一束红光从空气穿过平行玻璃砖，下列说法正确的是 A．红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化 B．红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化 C．若紫光与红光以相同入射角入射，则紫光不能穿过玻璃砖 D．若紫光与红光以相同入射角入射，在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小 2．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大 ．．．．．的那种单色光，比另一种单色光（） A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大 C.在玻璃中传播时，玻璃对其折射率较大 D.其在空气中传播速度大 3．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知() A．当它们在真空中传播时，a光的速度最大 B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大 C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出的光电子最大初动能最大 4．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 5．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是()
A．单色光1的波长小于单色光2的波长 B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角6．如图所示，黄光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形透明的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是（） A．AO是黄光，穿过玻璃砖所需时间短 B．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间短 C．AO是黄光，穿过玻璃砖所需时间长 D．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间长 7．a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路如图所示．下列说法正确的是（） A．a光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小 B．该玻璃对a光的折射率较小 C．b光的光子能量较小 D．b光在该玻璃中传播的速度较大 8．如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，且让半球的凸面向上．从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是 ①看到A中的字比B中的字高 ②看到B中的字比A中的字高 ③看到A、B中的字一样高 ④看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高
光学基础学习报告
光学基础学习报告 一、教学内容： 光电镜头是用来作为光电接收器（CCD,CMOS ）的光学传感器元件。 光学特性参数： 1、 焦距EFL （学名f ’） 是指主面到相应焦点的距离（如图1.1） 图1.1 每个镜片都有前后两个主面－前主面和后主面（放大率为1的共轭面）。相应的也有两个焦点－前焦和后焦。 凸透镜：双凸；平凸；正弯月（如图1.1） 图1.2 凹透镜：双凹；平凹；负弯月 图 1.3
折射率实际反映的是光在物质中传播速度与真空中速度的比值关系。 薄透镜：)]1()1[()1('12 1R R n f -?-== Φ Φ—透镜光焦距； f ’—焦距； n —折射率； R 1,R 2－两球面曲率半径 厚透镜：2 1221)1()]1()1[()1('1R nR d n R R n f -+ -?-==Φ d －中心厚度 干涉仪与光距座可以量测f ’,R1,R2,d →利用上述的公式可以计算出n 值，从而来确定所用材料。 A 、 EFL 增加，TOTR （光学总长）增加；要降低TOTR 就必须降低EFL ，但EFL 降低， 像高就要降低 B 、 EFL 与某些象差相关 C 、 EFL 上升将使F/NO 增大 D 、 EFL ，FOV （视场角）和IMA （像高）三者间有关系 tanFOV ?=EFL IMA －铁三角关系 EFL 的增大（减小）会使像高变大（小），为了保持像高，就必须要增大（减小）FOV ，然而FOV 的增大会使得REL （相对照度）的数值增大。 2、 BFL 后焦距（学名后截距） 图2.1 3、 F 数（F/NO ） D f NO F '/= f ’－FEL D 入－入瞳直径 入瞳为光阑经其前方光学镜片所成的像，反映进入光学系统的光线 A 、 与MTF 相关，F/NO ↑，则MTF ↑；反之下降 B 、 与景深相关，F/NO ↑，则景深↑，反之下降 C 、 与象差相关，F/NO ↑，则象差↓，反之增加 D 、 与光通量相关，F/NO ↑，则光通量↓，反之增加 对于光电镜头，F/NO 最大在2.8～3.5之间（经验值）允许有±5%的误差，在物方有照
光学实验专题
光学实验 类型1探究光的反射定律 1．在光现象的学习过程中，小明进行了如下实验． (1)在“探究光的反射规律”实验中，按图甲所示的装置进行实验，纸板上显示出了入射光AO和反射光OB的径迹，他想把光的径迹保留在纸板上以便研究，请你为他设计一个保留的方法：________________________________．当在图甲上出现反射光OB后，小明将一透明塑料硬板按图乙方式放置，并以ON为轴旋转该塑料硬板，观察塑料硬板上能否出现反射光，他这样设计是为了探究______________________________________．小明让光沿BO 方向入射，发现反射光沿OA方向射出，说明在反射现象中，________________． (2)如图丙所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，小明将点燃的蜡烛A竖直放在薄玻璃板的一侧，此时用另一支完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板另一侧的水平桌面上移动，发现无论怎样移动都无法让它与蜡烛A的像完全重合，出现这种情况的原因可能是________________________．调整后蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合，说明像与物________，移去蜡烛B，在其原来的位置放置一块光屏，光屏上不能呈现蜡烛A的像，说明________________． 类型2探究平面镜成像的特点 2．艾英同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B. (1)选用玻璃板代替平面镜，主要是为了________________________________________． (2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿________(填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合．这种确定像与物大小的方法是________________(填“控制变量法”或“等效替代法”)． (3)移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像，这说明平面镜成的是________(填“虚”或“实”)像． (4)当蜡烛A向玻璃板靠近时，像的大小________． (5)为了让坐在右座的同学也能够看清蜡烛的像，艾英只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置________(填“向右移动”“向左运动”或“不变”)． 类型3探究凸透镜成像的规律 3．如图所示，在探究凸透镜成像特点的实验中，凸透镜的光心、烛焰、光屏中心在同一水平直线上，蜡烛、凸透镜位置如图所示，当光屏移至刻度尺80 cm处时，在光屏上观测到等大、倒立的实像． (1)该凸透镜的焦距是________cm. (2)在题干中成像的情况下，把蜡烛向左移动5 cm，光屏应向________(填“左”或“右”)
青少年科技创新大赛学科分类
附件：4 青少年科技创新大赛学科分类 一、青少年科技创新作品分类 （一）小学生项目 1、物质科学（MS）：研究物质及其运动变化的规律。 2、生命科学（LS）：研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系。 3、地球环境与宇宙科学（ES）：研究地球与宇宙中有关现象、事务和规律，人类与地球环境、地球与宇宙的关系等。 4、技术（TD）：技术创新；将科学技术应用于生产和生活，综合设计或开发制作以解决实际问题。 5、行为与社会科学（SO）：通过观察实验和调查的方法研究人或动物的行为反应，人类社会中的个人之间、个人与社会之间的关系。 （二）中学生项目
1、数学（MA）：包括代数、分析、组合数学、博弈论、几何拓扑、概率与统计等。 2、物理与天文学（PA）：包括力学、磁学、电磁学、光学、热学、计算力学、原子物理、天体物理、凝聚态物理、等离子体物理、核与粒子物理、天文和宇宙学、生物物理、计算物理、材料物理、半导体材料、超导材料、物理仪器等。 3、化学（CH）：包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料化学、计算化学、环境化学、化学工程等。 4、动物学（ZO）：包括动物行为学、生态学、细胞学、发育生物学、遗传学、生理学、营养和生长、分类和进化等。 5、植物学（BO）：包括植物生长和发育、生态学、遗传学（育种）、生理学、病理学、分类和进化、农林科学等。 6、微生物学（MI）：包括应用微生物学、细菌微生物学、环境微生物学、微生物遗传学、病毒学和抗生素等。 7、生物化学与分子生物学（BC）：包括分析生物化学、医药生物化学、结构生物化学、细胞和分子遗传学、分子生物学、
光学实验报告
建筑物理 ——光学实验报告 实验一：材料的光反射比、透射比测量实验二：采光系数测量 实验三：室内照明实测 实验小组成员： 指导老师： 日星期二3月12年2013日期： 实验一、材料的光反射比和光透射比测量
一、实验目的与要求 室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光材料的过透射比进行实测。 通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。 二、实验原理和试验方法 （一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法 光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。下面是间接测量法。 1.实验原理 （1）用照度计测量： P是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，根据光反射比的定义：光反射比即： φφP=P/因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等， 且，所以对于定向反射的表面，我们可以用上述代入式，整理后得： P=EE P/对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。 可知只要测出材料表面入射光照度E和材料反射光照度Ep，即可计算出其反射比。 （2）用照度计和亮度计测量 用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度E和亮度L后按下式计算 πL/EP= 2；被测表面的亮度，cd/m式中：L---E—被测表面的照度，lx 。 2.测量内容 要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3.测量方法 ①将照度计电源（POWER）开关拨至“ON”，检查电池，如果仪器显示窗出现“BATT”字样，则需要换电池； ②将光接收器盖取下，将其光敏表面放在待测处，再将量程（RANGE）开关拨至适当位置，例如，拨在×1挡，测量的仪器显示值乘以量程因子即为测量结果。另有一种自动量程照度计，数字显示中的小数点随照度的大小不同而自动移位，只需将所显示的数字乘以量程因子即为测量结果（单位：lx）。有的照度计为自动量程，直接读取照度计数字即为测量结果。 ③在稳定光源下，将光接收器背面紧贴被测表面，测其入射照度E；然后将光接收器感光面对准被测表面的同一位置，逐渐平移光接收器平行离开测点，照度值逐渐增大并趋于稳定（约300mm左右），读；ρ，即可计算出光反射比Ep取反射照度值 ④测量时尽量缩短入射照度和反光照度间的时间间隔，并尽可能的保持周围光环境的一致性。
初二物理光学实验题专项练习【含答案】
初二物理光学实验题专项练习 一、光的反射定律 实验序号入射光线入射角反射角 1 AO 50°50° 2 CO 40°40° 3 EO 20°20° 1．如图1所示为研究光的反射规律的实验装置，其中O点为入射点，ON为法线，面板上每一格对应的角度均为10°．实验时，当入射光为AO时，反射光为OB；当入射光为CO时，反射光为OD；当入射光为EO时，反射光为OF．请完成下列表格的填写． 分析上述数据可得出的初步结论是：当光发生反射时，反射角等于入射 角． 2、如图2是探究光的反射规律的两个步骤 （1） 请你完成以下表格的填写。
实验序号入射角反射角 1 50°50 2 40°40° 3 20°20° （2）实验中，纸板应_“垂直”）__于平面镜。（填“平行”或“垂直”） （3）由甲图我们可以得到的结论是：_____当光发生反射时，反射角等于入 射角 ____； （4）由乙图我们可以得到的结论是：___当光发生反射时，反射光线和入射 光线、法线在同一平面内___。 （5）如果光线沿BO的顺序射向平面镜，则反射光线____会_____（填“会”或“不会”）与OA重合，说明了______当光发生反射时，_光路是可逆的 _ ____。 3、如图3在研究光的反射定律实验中，第一步：如图3A改变入 射光线的角度，观察反射光线角度是怎样改变？实验结论是：_当光发生反射时，反射角等于入射角；第二步：如图3B把纸张的右半面向前折或向后折，观察是否还能看到反射光线，实验结论是：看不到，说明当光发生反射时，反射光线和入射光线、法线在同一平面内。
4、如图4所示，课堂上，老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律” 的实验演示，其中有一个可折转的光屏，光屏在实验中的作用是：(写出两条) ①显示光的传播路径，②探究反射光线、入射光线、法线是否共面 实验序号入射角反射角 1 15°75° 2 30°60° 3 45°45° （2）根据光的反射定律，如果入射角为20o，则反射角的大小是 20o。 （3）课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为15o、30o、45o 的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如图所示。经检查，三次试验中各 角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因 应该是将反射光线与反射面（或镜面）的夹角作为反射角。 5、为了探究光反射时的规律，小明进行了如图5所示的实验。 ⑴请在图5中标出反射角的度数。