光强分布的测量
光强分布测量实验报告
光强分布测量实验报告
引言
光强分布测量是光学实验中常用的一种手段。通过测量光强的分布情况,可以了解光源的亮度、方向性以及光束的聚焦情况等信息。本实验旨在通过测量不同光源的光强分布情况,并分析实验结果,探究光源的特性和光学仪器的使用方法。实验材料和仪器
- 可调节的光源
- 光强分布测量仪器
- 数据记录仪
- 角度测量仪器
实验步骤
1. 将光源置于适当的位置,并调节光源的亮度。
2. 将光强分布测量仪器置于光源的前方适当位置,并将其与数据记录仪连接好。
3. 启动数据记录仪,并进行初始校准,以确保测量结果的准确性。
4. 选取适当的测量位置,将角度测量仪器与光强分布测量仪器进行配合,测量不同角度下的光强。
5. 重复步骤4,测量不同位置下的光强分布情况,并记录数据。
6. 根据实验数据,绘制光强分布曲线,并分析实验结果。
实验结果和分析
经过实验测量,我们获得了不同角度和位置下的光强分布数据。根据测量数据,我们绘制了光强分布曲线,并对实验结果进行了分析。
首先,我们可以观察到在光源正前方的位置,光强最强,随着角度的增加,光强
逐渐减小。这一结果符合我们的预期,说明光源辐射光的方向性较强。
其次,我们可以观察到在离光源较远的位置,光强分布呈现出较为均匀的趋势。而在离光源较近的位置,光强分布不均匀,呈现出中央亮度高、周围亮度较低的特点。这一现象说明光源的聚焦效果不佳,光线难以有效地集中在一点上。
此外,我们还观察到在不同光源下,光强分布曲线呈现出一定的差异。不同光源在亮度和方向性上的差异会直接影响到光强的分布情况,从而导致光强分布曲线的差异。因此,在进行光强分布测量时,需要对不同光源进行适当的选择和调整。结论
衍射光强分布的测实验报告
三一文库()〔衍射光强分布的测实验报告〕
*篇一:衍射光强分布的测实验报告
衍射光强分布的测量
1008406006物理师范陈开玉
摘要:为了观察并验证单缝衍射和多缝衍射的图样以及它们的规律,本实验设计了基于水平光路的测量方法。运用自动光强记录仪来对衍射现象进行比较函数化的观察。实验观察到衍射条纹随着缝宽变窄而模糊和间距扩大,并且通过仪器对光强图样的位置定位和夫琅禾费光强的公式来计算单缝的缝宽。该实验装置结构简单、调节方便、条纹移动清晰。关键词:衍射自动光强记录仪单缝多缝
一、引言
光的衍射现象是光的波动性的重要表现,并在实际生活中有较多应用,如运用单缝衍射测量物体之间的微小间隔和位移,或者用于测量细微物体的尺寸等。本实验要求通过观察、测量夫琅禾费衍射光强分布,加深对光的衍射现象的理解和掌握。
二、实验原理
1,衍射的定义:波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象。衍射现象是波的特有现象,一切波都会发生衍射现象,而光也是波的一种,光在传播路径中,遇到不透明或透明的障碍物或者小孔(窄缝),绕过障碍物,产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。衍射时产生的明暗条纹或光环,叫衍射图样
2,光的衍射分为夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射,夫琅禾费衍射是指光源和观察点距障碍物为无限远,即平行光的衍射;而菲涅尔衍射是指光源和观察点距障碍物为有限远的衍射.本实验研究的只是夫琅禾费衍射.实际实验中只要满足光源与衍射体之间的距离u,衍射体至观察屏之间的距离v都远大于就满足了夫琅禾费衍射的条件,其中a为衍射物的孔径,λ为光源的波长.
光强分布的测量
光强分布的测量实验
一、实验目的
1.观察单缝衍射现象,加深对衍射理论的理解。
2.会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布,掌握其分布规律。 3.学会用衍射法测量微小量。 4. 验证马吕斯定律。
二、实验原理
如图1所示,
图1 夫琅禾费单缝衍射光路图
与狭缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0处,是中央明纹的中心,光强最大,设为I 0,与光轴方向成Ф角的衍射光束会聚于屏上P A 处,P A 的光强由计算可得:
式中,b 为狭缝的宽度,λ为单色光的波长,当0=β时,光强最大,称为主极大,主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。
当πβk =,即:
2
20
sin ββ
I I A =)sin (λ
φ
πβb =
b
K
λφ=sin )
,,,⋅⋅⋅±±±=321(K
时,出现暗条纹。
除了主极大之外,两相邻暗纹之间都有一个次极大,由数学计算可得出现这些次极大的位置在β=±1.43π,±2.46π,±3.47π,…,这些次极大的相对光强I/I 0依次为0.047,0.017,0.008,…
图2 夫琅禾费衍射的光强分布
夫琅禾费衍射的光强分布如图2所示。
图3 夫琅禾费单缝衍射的简化装置
用氦氖激光器作光源,则由于激光束的方向性好,能量集中,且缝的宽度b 一般很小,这样就可以不用透镜L 1,若观察屏(接受器)距离狭缝也较远(即D 远大于b )则透镜L 2也可以不用,这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图3,这时,
由上二式可得
三、实验装置
激光器座、半导体激光器、导轨、二维调节架、一维光强测试装置、分划板 、可调狭缝、平行光管、起偏检偏装置、光电探头 、小孔屏、 数字式检流计、专用测量线等。
实验十五光衍射相对光强分布的测量
sin k a
(4)
同理,由图 1 也可看出,k 级暗条纹对应的衍射角
tgk
k
xk L
故
k xk aL
(6)
(5)
由以上讨论可知
(1)中央亮条纹的宽度被 k = ±1 的两
暗条纹的衍射角所确定,即中央亮条纹的角宽
度为 2 . a
(2)衍射角与缝宽 a 成反比,缝加宽
可得
m d 2sin / 2
(9)
从(9)式可知,较小时,m 有很大
的数值.若一块光栅相对另一块光栅
移动 d 的大小,莫尔条纹 M 将移动 m
的距离.即莫尔条纹有位移放大作用,
其放大倍数 k = m / d .用光探测器测
定两块光栅相对位移时产生莫尔条纹 的强度变化,经光电变换后,成为衍
图 5 光栅常数相等的两块光栅产生莫尔条纹的示意图
射光强分布谱横坐标的长度数值,即构成一把测定位移的光栅尺.光栅尺可精确测定位移
量,正是利用这个特点在精密仪器和自动控制机床等计量领域,光栅位移传感器有广泛的
应用.本实验中用的光栅尺中,200 mm 长度的光栅为主光栅,它相当于标准器,固定不动.可
动小型光栅为指示光栅,它与光栅探测器联为一体.也就是光栅移动,光探测器同步移动,
与它们相应的相对光强度分别为
I 0.04718,0.01694,0.00834, I0
实验六: CCD多道光强分布测量
实验六 CCD 多道光强分布测量
随着科技进步,当今先进的光谱实验室已不再使用照相干版法获得光谱图形,先进的光学实验室不再用测量望远镜或丝杠带动光电池来测量干涉、衍射花样的光强分布,所使用的都是以CCD 器件为核心构成的各种光学测量仪器。
LM99PC 单缝衍射仪/多道光强分布测量系统用线阵CCD 器件接收光谱图形和光强分布,经过微处理系统的分析处理,在监视器上显示出光强曲线,并以之为对象进行测量而展开实验。LM99MP 具有分辨率高(微米级),实时采集、实时处理和实时观测,物理现象显著,物理内涵丰富等明显的优点。
一、实验目的
CCD 单缝衍射仪用于光学实验项目中作单缝、单丝、双缝、多缝、双光束等的干涉、衍射实验。通过采集系统实时获得曲线,测量其相对光强分布和衍射角,进而测量单缝的缝宽、单丝的直径、光源的波长、双缝的缝宽和缝间距、光栅常数、激光束发散角测量等。
二、实验原理
光的衍射现象是光的波动性的一种表现,可分为菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射两类。菲涅耳衍射是近场衍射,夫琅禾费衍射是远场衍射,又称平行光衍射。见图8。将单色点光源放置在透镜L1的前焦面,经透镜后的光束成为平行光垂直照射在单缝AB 上,按惠更斯--菲涅耳原理,位于狭缝的波阵面上的每一点都可以看成一个新的子波源,他们向各个方向发射球面子波,这些子波相叠加经透镜L2会聚后,在L2的后焦面上形成明暗相间的衍射条纹,其光强分布规律为:
2
20
sin ϕϕ
θI I = (1)
其中 ϕπ
λ
θ=a sin ,a 是单缝宽度,θ是衍射角,λ为入射光波长。
光强分布的测量
光强分布的测量实验
一、实验目的
1.观察单缝衍射现象,加深对衍射理论的理解。
2.会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布,掌握其分布规律。 3.学会用衍射法测量微小量。 4.验证马吕斯定律。
二、实验原理
如图1所示,
图1 夫琅禾费单缝衍射光路图
与狭缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0处,是中央明纹的中心,光强最大,设为I 0,与光轴方向成Ф角的衍射光束会聚于屏上PA 处,PA 的光强由计算可得:
式中,b 为狭缝的宽度,λ为单色光的波长,当0=β时,光强最大,称为主极大,主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。
当πβk =,即:
2
20
sin ββ
I I A =)sin (λ
φ
πβb =
b
K
λ
φ=sin )
,,,⋅⋅⋅±±±=321(K
时,出现暗条纹。
除了主极大之外,两相邻暗纹之间都有一个次极大,由数学计算可得出现这些次极大的位置在β=±1.43π,±2.46π,±3.47π,…,这些次极大的相对光强I/I0依次为0.047,0.017,0.008,…
图2 夫琅禾费衍射的光强分布
夫琅禾费衍射的光强分布如图2所示。
图3 夫琅禾费单缝衍射的简化装置
用氦氖激光器作光源,则由于激光束的方向性好,能量集中,且缝的宽度b 一般很小,这样就可以不用透镜L 1,若观察屏(接受器)距离狭缝也较远(即D 远大于b )则透镜L2也可以不用,这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图3,这时,
由上二式可得
单缝衍射的光强分布及测量
d KD
x
• 因此,如果测到了第K级暗纹的位置,用光的衍射 可以测量细缝的宽度。
实验原理
3
1
2
2a
O
I P
f
图3
实验原理
• 这里用下面这种方法测量头发丝的直径: • 用已知波长的平行光垂直入射在单缝上,在距离单
缝的距离为d处测出衍射花样的中央明纹的宽度L (保证d≈1000b:或者d为几米)。则由单缝衍射原 理
• 可得b=2 d/L
实验原理
• 3.光电检测
• 光的衍射现象是光的波动性的一种表现。研究光的 衍射现象不仅有助于加深对光本质
• 的理解,而且能为进一步学好近代光学技术打下基 础。衍射使光强在空间重新分布,利用光电元件测 量光强的相对变化,是测量光强的方法之一,也是 光学精密测量的常用方法。
• (1)当在小孔屏位置处放上硅光电池和一维光强 读数装置,与数字检流计(也称光点检流计)相连 的硅光电池可沿衍射展开方向移动,那么数字检流 计所显示出来的光电流的大小就与落在硅光电池上 的光强成正比。如图4所示的实验装置。
一:实验目的
• 1.观察单缝衍射现象,加深对衍射理论的理解; • 2.会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布,
掌握其分布规律; • 3.学会用衍射法测量微小量。
二:实验仪器
• 半导体激光器, • 可调宽狭缝, • 硅光电池(光电探头), • 一维光强测量装置, • WJF型数字检流计, • 米尺(或钢卷尺), • 测微显微镜, • 小孔屏和WGZ--IIA导轨 • 头发丝
单缝衍射光强分布的测定
单缝衍射光强分布的测定
光的衍射现象是光的波动性又一重要特征。单缝衍射是衍射现象中最简单的也是最典型的例子。在近代光学技术中,如光谱分析、晶体分析、光信息处理等到领域,光的衍射已成为一种重要的研究手段和方法。所以,研究衍射现象及其规律,在理论和实践上都有重要意义。
实验目的
1. 观察单缝衍射现象及特点。
2. 测定单缝衍射时的相对光强分布
3. 应用单缝衍射的光强分布规律计算缝的宽度α。
实验仪器
光具导轨座,He-Ne 激光管及电源,二维调节架,光强分布测定仪,可调狭缝,狭缝A 、B 。扩束镜与起偏听偏器,分划板,光电探头,小孔屏,数字式检流计(全套)等。
实验原理
光在传播过程中遇到障碍时将绕过障碍物,改变光的直线传播,称为光的衍射。光的衍射分为夫琅和费衍射与菲涅耳衍射,亦称为远场衍射与近场衍射。本实验只研究夫琅和费衍
射。理想的夫琅和费衍射,其入射光束和衍射光束均是平行光。单缝的夫琅和费衍射如图二 所示。
当处于夫琅和费衍射区域,式中α是狭缝宽度,L 是狭缝与屏之间的距离,λ是入射光的波长。 实验时,若取α≤10-4m, L ≥1.00m ,入射光是He-Ne
激光,其波长是632.8nm,就可满足上述条件。所以,实验时就可以采用如图一装置。
λ<<L
82
α如图二 单缝衍射的光路图
1、导轨
2、激光电源
3、激光器
4、单缝或双缝二维调节架
5、小孔屏
6、一维光强测量装置
7、WJF 型数字式检流计
根据惠更斯-菲涅耳原理,可导出单缝衍射的光强分布规律为
当衍射角ϕ等于或趋于零时,即ϕ=0(或ϕ→0),按式,有
单缝衍射光强分布的测定
实验名称: 单缝衍射光强分布的测定 实验时间: 实验者:
院系: 学号:
指导教师签字: 实验目的:
1.测定单缝衍射的相对光强分布;
2.测定半导体激光器激光的波长。
实验仪器设备:
光具座 半导体激光器 可调单缝 硅光电池 光电检流器 移测显微镜 光屏
实验原理:
1. 夫琅禾费衍射
当光在传播过程中经过障碍物,如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时,一部分光会传播到几何阴影中去,产生衍射现象。
衍射通常分为两类:一类是满足衍射屏离光源或接收屏的距离为有限远的衍射,称为菲涅耳衍射;另一类是满足衍射屏与光源和接收屏的距离都是无限远的衍射,也就是照射到衍射屏上的入射光和离开衍射屏的衍射光都是平行光的衍射,称为夫琅禾费衍射。
以波长为λ的单色平行光(实验用散射角极小的
激光器产生激光束)垂直通过单缝,经衍射后,在屏
上可以得到一组平行于单缝的明暗相间的条纹(夫琅禾费衍射条纹)。如图所示。根据惠更斯——菲涅耳原
理,可知
2
20
sin ββ
θI I = 由θλ
π
βsin a =
得 220
)
sin ()
sin (
sin λ
θπλθ
πθa a I I =
0I I θ叫做相对光强 暗纹条件
)
0,,2,1(a
sin =±±==θλ
θI k k (θ很小,故θθθ≈≈tan sin ,)
中央明纹两侧暗条纹之间的角宽
a 2λ
θ=
∆ 相邻两暗条纹之间角宽a
λθ=∆’ 0=θ时,0I I =θ,此时光强最大,为主最大。
其两侧相邻两暗条纹间都有一个次最大,角位置分别为
。,、、 a
47.3a 46.2a 43.1sin λ
λλθ±±±= 相应的 008.0017.0047.00、、
光强分布的测量光强分布的测量光强分布的测量光强分布...
实验4-4
4 光强分布的测量
光强分布的测量
光强分布的测量
指南
预习指南
光的干涉现象和光的衍射现象有力地说明了光具有波动性。特别是衍射现象的存在,不仅为光的本性的研究提供了重要的实验依据,还深刻地反映了光子(或电子等其他量子力学中微观粒子)的运动是受不确定关系制约的。对光的衍射现象的研究,不仅有助于加深对光的波动性的理解,也是学习近代光学技术的实验基础。
光的偏振现象进一步揭示了光的横波性。偏振现象的存在,使人们对光的传播规律有了新的认识。偏振光在光学计量、应力分析、薄膜技术、光通信技术等领域的应用非常广泛。光的偏振有别于光的其他性质,人的感官不能感觉偏振的存在,需要借助于各种检偏器来观察。
光强分布的测量技术是现代高新技术中的重要测量技术之一。在实际测量中,常采用间接测量方法,将光信号转换为电信号,通过对电信号的测量,来了解光信号的情况。利用光电器件测量和探测光强在空间的分布变化情况,是近代测量技术中常用的光强测量方法之一。
本实验是一个物理光学实验,主要实验目的是加深对光的衍射现象和偏振现象的理解,初步掌握光电器件测量相对光强分布的基本原理和方法。所用的主要数据处理方法是作图法。适合于光学、机械、电器、电工、自动化等众多理工科专业的学生选做,难度系数:1.00。
实验内容
实验内容
1.正确使用光学元件,并调节各光学元件的共轴。
2.正确调节和使用数字式检流计。
3.观察衍射现象,并正确记录现象。
4.测量单缝衍射光强分布方法正确、数据分布合理。
5.正确观测光的偏振现象,验证马吕斯定律测量数据合理。
光强分布的测量
实验6-21 光强分布的测量
实验目的
⑴ 观察衍射、干涉、偏振光等现象。
⑵ 测量衍射、干涉、偏振光等的光强分布。 ⑶ 验证马吕斯定律。
实验原理
光的衍射现象是光的波动性的重要表现。根据光源及观察衍射图象的屏幕(衍射屏)到产生衍射的障碍物的距离不同,分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种,前者是光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射,即所谓近场衍射;后者则为无限远时的衍射,即所谓远场衍射。
于无限远),即要求照射到单缝上的入射光、衍射光都为平行光,屏应放到相
当远处,在实验中只用两个透镜即可达到此要求。实验光路如图1所示,与狭
缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0是中央明纹的中心,光强最大,设为I 0与光轴方向成φ角的衍射光束会聚于屏上P A 处,P A 的光强由计算可得:
)sin (;sin 2
20
λ
φ
πβββ
b I I A =
= (1)式中,b 为狭缝的宽度,λ
波长,φ为衍射角,当φ=0时,I =I 0这就是平行于光轴的光汇聚处,亮条纹的中心点的光强,当β=K π,即:
....3,2,1sin ±±±==k b
K
λ
φ(2时,I =0应的位置为暗条纹中心。
用氦氖激光器作光源,则由于激光束的方向性好,能量集中,且缝的宽度b 一般很小,这样就可以不用透镜L 1,若观察屏(接受器)距离狭缝也较远(即D 远大于b )则透镜L 2也可以不用,这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图2,这时,
D x /tan sin =≈≈φφφ (3)
由(2)、(3)二式可得
x D K b /λ= (
由以上可见:
⑴ 中央亮条纹的宽度被k =±1的衍射角所确定,即中央条纹的角宽度为:
光强分布的测量
图1 单缝衍射相对光强分布曲线图
9087848178757269666360575451484542
由图1可知:
1,当x=69时I=I0 ,出现主极大。此时,衍射图样光强最强,表现为中央亮纹。
2,夫琅禾费光强呈对称分布,主极大两侧次极大是等间距对称分
布。
3,光强分布只有一个主极大,而在其两侧分布有多个次极大,且两极间必有一极小,在衍射图样中表现为暗纹。
4,在主极大两侧的次极大相对光强比主极大小得多,中央明纹最宽最亮。
3.计算单缝宽度:
D=82.0cm
第一级暗条纹:
X=(76-62)/2=7cm
b1=kλD/X=1×650×10∧﹣9×0.82/(7×10∧﹣3)=0.076mm
第二级暗条纹:
X=(82-55)/2=13.5 cm
b2=kλD/X=2×650×10∧﹣9×0.82/(13.5×10∧﹣3)=0.079mm 第三级暗条纹:
X=(90-48)/2=21cm
b3=kλD/X=3×650×10∧﹣9×0.82/(21×10∧﹣3)=0.076mm
k=(b1+b1+b1)/3=(0.76+0.79+0.76)/3=0.077mm
分析误差:实验误差有可能来自于环境附加光强的影响以及转动螺旋侧位装置的过程中由于转动一周又向回转的原因以及其他操作所引起的误差等。
2.双缝衍射数据的处理:
图2双缝衍射相对光强分布曲线图
4.衍射现象的规律和特征:
以上图样依次为GS1,
GS2,SK1/2/3
,
JK ,双缝衍射示意图。
由图可知:
GS1
衍射呈矩形分布,亮纹为点型,且以中央处最亮,向外亮度依次递减。
实验7LED光强分布测试实验
实验7 LED 光强分布测试实验
【实验目的】【实验目的】
1.了解和掌握LED 光强分布的测试原理;光强分布的测试原理;
2.掌握LED 光强分布测试基本操作和数据处理方法;光强分布测试基本操作和数据处理方法;
3.学会设计符合某种要求的配光曲线。学会设计符合某种要求的配光曲线。
【仪器用具】【仪器用具】
LED520 LED 光强分布测试仪,电脑,直插式LED 灯若干个灯若干个
【实验原理】【实验原理】
图7-1 LED 光强测试中的问题光强测试中的问题
光强的定义为:单位立体角光源辐射出去的光通量。在测量LED 灯的光强分布时如果简单套用点光源的测试方法则会遇到问题。如图7-1所示,点光源光强在空间各方向均匀分布,在不同距离处用不同接收孔径的探测器接收得到的测试结果都不会改变,但是LED 由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距离和探测器孔径变化。因此,CIE-127(CIE 国际照明协会)提出了两种推荐测试条件使得各个LED 在同一条件下进行光强测试与评价,目前CIE -127条件已经被各LED 制造商和检测机构引用。制造商和检测机构引用。
图7-2 CIE-127推荐LED 光强测试条件光强测试条件
如图7-2所示,CIE 除了规定了两种测量条件,分别是远处测试(探头到灯的距离为316mm )和近场测试(探头到灯的距离为100mm )之外,而且还规定了光电探头的的面积大小为100 100 mm2mm2。因此,LED 灯在行内的光强测试才具有统一的标准。灯在行内的光强测试才具有统一的标准。
在光强测试系统中,测量是通过转动LED 的垂直转轴并且探头保持不动来实现的。因为垂直转轴通过LED 的光学中心,所以这就相对于探头绕着LED 在离LED 一定距离的球面上作圆周运动(图7-3)。
大学物理实验实验25 光强分布的测定
实验内容与步骤
1.观察单缝衍射的光强分布
2.测量衍射条纹的相对强度分布
3.测量单缝的宽度(=635.0nm)
源自文库
注意事项
① 实验中应避免硅光电池疲劳;避免强光直接照射加速老化。 ② 避免环境附加光强,实验应处于暗环境操作,否则应对数 据做修正。 ③ 测量时,应根据光强分布范围不同,选取不同的测量量程。
实验目的
① 观察单缝衍射现象,加深对衍射理论的理解。
② 会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布,掌握其分布规律。
③ 学会用衍射法测量。
实验仪器
1 2 4 5
6
3
7
1—半导体激光器,2—可调宽狭缝,3—光导轨,4—小孔屏, 5—光电探头,6—一维光强测量装置,7—数字检流计。
实验原理
1.单缝衍射的光强分布 当光在传播过程中经过障碍物,如不透明物体的边缘、小孔、 细线、狭缝等时,一部分光会传播到几何阴影中去,产生衍射 现象。如果障碍物的尺寸与波长相近,则衍射现象很容易观察 到。
衍射现象是一切波所共有的特性,日常生活中声波、水波 、无线电波的衍射随时随地发生,易为人觉察,而光的衍 射却很难觉察,这是因为光的波长极短而普通光源又是非 相干光源。光的衍射现象是光的波动性的一种表现。衍射 现象的存在,深刻说明了光子的运动是受测不准关系制约 的,因此研究光的衍射,不仅有助于加深对光的本性的理 解,也是近代光学技术(如光谱分析、晶体分析、全息分 析、光学信息处理等)的实验基础。衍射导致光强在空间 的重新分布,利用光电传感器元件探测光强的相对变化, 是近代技术中常用的光强测量方法之一。
灯具分布光度测量
目录
• 引言 • 灯具分布光度测量的原理 • 灯具分布光度测量的实施步骤 • 灯具分布光度测量的结果解读 • 灯具分布光度测量的案例分析 • 灯具分布光度测量的未来发展与挑战
01 引言
灯具分布光度测量的定义
灯具分布光度测量是指使用测量设备对灯具发出的光在空间中的分布进行定量描述 的过程。
定期对测量设备进行校准,以确保测 量结果的准确性。
03 灯具分布光度测量的实施 步骤
测量前的准备
01
02
03
04
确定测量目的
明确测量是为了评估灯具的光 学性能、照明效果还是为了满 足相关标准和规范的要求。
选择测量设备
根据测量目的和要求,选择合 适的分布光度计、光谱分析仪
等测量设备。
确定测量条件
包括环境温度、湿度、气压等 环境条件,以及灯具的工作电
故障诊断与维护
通过测量结果判断灯具是否出现故障或老化, 及时进行维修或更换。
产品性能评估
为灯具生产商提供性能评估数据,促进产品 改进和标准化。
照明能耗管理
根据测量结果制定合理的照明能耗管理策略, 降低能源消耗和运行成本。
05 灯具分布光度测量的案例 分析
案例一:家庭照明灯具的分布光度测量
目的
评估家庭照明灯具的光分布是否满足照明需求,同时确保光辐射 不超标,保护视力健康。
中国石油大学(华东)光强分布的测量
D=66.80cm 25 26 0.03 0.01 0.001818 0.000606 32 33 0.07 0.14 0.0042424 0.0084848 39 40 0.16 0.03 0.009697 0.0018182 46 47 2.10 6.88 0.1272727 0.4169697 53 54 1.61 0.17 0.0975758 0.010303 60 61 0.22 0.28 0.0133333 0.0169697 67 68 0.06 0.00 0.0036364 0 74 75 0.02 0.04 0.0012121 0.0024242 81 82 0.01 0.00 0.0006061 0 88 89 0.01 0.02 0.0006061 0.0012121
λ =635.0nm x/mm 20 -7 I/*10 A 0.03 I/I0 0.001818 x/mm 27 -7 I/*10 A 0.03 I/I0 0.0018182 x/mm 34 -7 I/*10 A 0.10 I/I0 0.0060606 x/mm 41 -7 I/*10 A 0.19 I/I0 0.0115152 x/mm 48 -7 I/*10 A 12.82 I/I0 0.7769697 x/mm 55 -7 I/*10 A 0.43 I/I0 0.0260606 x/mm 62 -7 I/*10 A 0.16 I/I0 0.009697 x/mm 69 -7 I/*10 A 0.02 I/I0 0.0012121 x/mm 76 -7 I/*10 A 0.03 I/I0 0.0018182 x/mm 83 -7 I/*10 A 0.01 I/I0 0.0006061 x/mm 90 -7 I/*10 A 0.01 I/I0 0.0006061
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图1 单缝衍射相对光强分布曲线图
9087848178757269666360575451484542
由图1可知:
1,当x=69时I=I0 ,出现主极大。此时,衍射图样光强最强,表现为中央亮纹。
2,夫琅禾费光强呈对称分布,主极大两侧次极大是等间距对称分
布。
3,光强分布只有一个主极大,而在其两侧分布有多个次极大,且两极间必有一极小,在衍射图样中表现为暗纹。
4,在主极大两侧的次极大相对光强比主极大小得多,中央明纹最宽最亮。
3.计算单缝宽度:
D=82.0cm
第一级暗条纹:
X=(76-62)/2=7cm
b1=kλD/X=1×650×10∧﹣9×0.82/(7×10∧﹣3)=0.076mm
第二级暗条纹:
X=(82-55)/2=13.5 cm
b2=kλD/X=2×650×10∧﹣9×0.82/(13.5×10∧﹣3)=0.079mm
第三级暗条纹:
X=(90-48)/2=21cm
b3=kλD/X=3×650×10∧﹣9×0.82/(21×10∧﹣3)=0.076mm
k=(b1+b1+b1)/3=(0.76+0.79+0.76)/3=0.077mm
分析误差:实验误差有可能来自于环境附加光强的影响以及转动螺旋侧位装置的过程中由于转动一周又向回转的原因以及其他操作所引起的误差等。
2.双缝衍射数据的处理:
图2双缝衍射相对光强分布曲线图
4.衍射现象的规律和特征:
以上图样依次为GS1,GS2
,SK1/2/3,
JK
,双缝衍射示意图。
由图可知:
GS1衍射呈矩形分布,亮纹为点型,且以中央处最亮,向外亮度依
次递减。
GS2衍射呈线型分布,亮纹为点型,且以中央处最亮,向两侧亮
度依次递减。
SK1/2/3
衍射呈同心圆分布,以中央处为最亮,向外侧亮度依次
递减。
JK衍射呈十字型分布,亮纹为点型,且以中央处为最亮,向外侧亮度依次递减。
总的来说颜射现象的规律和特征为中央亮条纹最亮即处光强最大,向两边依次递减。
【思考与讨论】
1,什么是夫琅禾费衍射?实验中怎么样实现夫琅禾费衍射?
夫琅禾费实验是光源和衍射屏到衍射物的距离为无限远或相当于无限远时的衍射,即所谓的远场衍射。夫琅禾费实验是平行光的衍射,要求入射光和衍射光都为平行光且衍射屏应放在无限远处。在实验中,由于光源利用激光束,且距屏的距离不太远,故看做是平行光,同时屏到光电探头距离也看做是无限远,其光线课认为是平行光,省去了透镜,简化了实验装备。
2,如何区分自然光,部分偏振光和线偏振光?
让待测挂光束通过起偏,检偏装置,然后观察检流计。读数
为0时,转动分度盘,如果旋转一周,检流计读数未发生变
化,说明其为自然光; 如果旋转一周可找到两个位置在检流
计上的读数为0,则为线偏振光;如果旋转一周,未出现消光
现象,到光强随角度发生变化,则可判断该光束为部分偏振
光。
3,在单缝夫琅禾费衍射实验中,缝宽的变化对衍射图样的光强和条纹宽度有说明影响?
当缝宽变宽时,由光衍射条件可知,衍射变软致使衍射现象
并不明显,是亮纹光强强度变弱,暗纹区光强变强。由b=kλD/X
可知,当k=1时,x= λD/b,当λ,D不变,b变大时,x减小,
即b变宽使条纹宽度变窄。同理,当缝宽变小时,亮纹去光
强变强,暗纹区光强变弱,条纹宽度变宽。
【实验总结】
通过实验的预习和实验的过程让我了解了实验的原理及实验中应注意的事项,如激光管是强度很高的光源,禁止用眼睛直接观看激光光源,或使激光光束直接照射眼睛,以免伤害视网膜,数字检流计使用前需预热十五分钟后进行调零等。在实验的过程中同时也感受到了想要做好一个实验是不容易的,只有通过不断的摸索才能理解的更加深刻。