光学基本测量实验报告

光学基本测量实验报告
【篇一：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：
日期：2013 年12 月 3 日星期二实验一、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：根据光反射比的定义：光反射比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，即：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=ep/e 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
式中：I---被测表面的亮度，cd/m2 ； 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，
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
致性。

测量人尽量穿深色衣服。

（二）、光透射比的实验原理、测量内容和测量方法 1.实验原理根据光透射比的定义：光透射比是透过某一透光材料的光通量与透过该光源的光通量的
比值，即：
为：r =er /e 用照度计测量透光材料的透射光照度和同一轴线上入射光照度便可计算出盖材料的光透
射比r 。

2. 实验内容：测量教室内光玻璃透射比，随机的取 3 点，共测量三次，然后取平
均值。

3. 试验方法
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。

③选择无直射阳光照射窗口，如北向窗口，将照度计的光接收器的感光面对准窗外。

紧
贴透光材料两侧同一轴线上，分别测出e i和e r，则利用公式r =er
/e 便可计算出光透
射比。

图 2 用照度计测定材料表面反射系数图 3 用照度计测定材料的透光系数
三、数据记录与整理实验测量地点：华中科技大学西十二教学楼s111 教室
测量数据如下：
1. 光反射比测量记录表读数测点
1
1
368 1104 0.33 地面
2 369 113
3 0.33 0.32 3369 1168
0.31
读数测点
1
123 397 0.31 地面
2 114 420 0.27 0.29 3120 414
0.29
读数测点
1
104 239 0.43 黑板
2 107 258 0.41 0.44 3129 259
0.49
读数测点
1
161 282 0.57 黑板
2 129 288 0.45 0.49 3127 275
0.46
读数测点
1
134.8 160.4 0.84 墙面2 139.2 157.2 0.88 0.84 3132.3 163.2 0.81
读数测点
1
200 307 0.65 墙面
2 184 281 0.65 0.66 3186 272
0.68
读数测点
1
111 279 0.40 桌面
2 10
3 281 0.37 0.37 397 285
0.34 读数测点
1
261 720 0.36 桌面
2 278 734 0.38 0.37 3263
739
0.36
注：表中是同一测点三次测量后计算的值的平均值。

2 ep e p 50.8 153.5 0.33 53.9 159.1 0.34 53.9 157 0.342
ep e p 140 334 0.42 157 318 0.49 151 326 0.46 2
ep e p 150 167.5 0.89 160.6 175.5 0.91 162.4 183.2 0.882
ep e p 1 140 395 2 136 387 3135
2. 光透射比测量记录表读数测点
1
ep 364 405 413 ep 238 237e 461 453 455
3 e 289 287 p 0.82 0.83
p 0.79 0.89 0.91 ep 465 457 467 e 544 532 534
2 p 0.85 0.86 0.87
玻璃读数测点
1 2 玻璃3
235 284 0.83 篇二：光学基础实验报告光学基础实验报告实验 1 ：自组望远镜和显微镜
一、实验目的
1. 了解透镜成像规律，掌握望远镜系统的成像原理。

2. 根据几何光学原理、透镜成像规律和试验参数要求，设计望远镜的光路，提出光学元件的选用方案，并通过光路调整，达到望远镜的实验要求，从而掌握望远镜技术。

二、实验原理
1. 望远镜的结构和成像原理望远镜由物镜l1 和目镜l2 组成。

目镜将无穷远物体发出光会聚于像方焦平面成一倒立
实像，实像同时位于目镜的物方焦平面内侧，经过目镜放大实像。

通过调节物镜和目镜相对
位置，使中间实像落在目镜目镜物方焦面上。

另在目镜物焦方面附有叉丝或标尺分化格。

物
像位置要求：首先调节目镜至能清晰看到叉丝，后调整目镜筒与物镜间距离即对被观察物调
焦。

望远镜成像
2.望远镜主要有两种情况：一种是具有正光焦度目镜，即目镜l2 是
会聚透镜的系统，称为开普勒望远镜；另一种是具有负光焦度目镜，即目镜
l2 是发散透镜的系统，称为伽利略望远镜。

f1tan?
对于开普勒望远镜，有m=tan?=-f2 公式中的负号表示开普勒望远镜成倒像。

若要使m 的绝对值大于1，应有f1f2 。

对于伽利略望远镜，视角放大率为正值，成正像。

d 此外，由于光的衍射效应，制造望远镜时，还必须满足：m=d 式中 d 为物镜的孔径， d 为目镜的孔径，否则视角虽放大，但不能分辨物体的细节。

三、思考题
1. 根据透镜成像规律，怎样用最简单方法区别凹透镜和凸透镜？答：（1）将这个透镜靠近被观察物，如果物的像被放大的，说明该透镜为凸透镜；（2）
将这个透镜放在阳光下或灯光下适当移动，如果出现小光斑的，说明该透镜为凸透镜．
2. 望远镜和显微镜有哪些相同之处？从用途、结构、视角放大率以及调焦等几个方面比
较它们的相异之处。

答：望远镜与显微镜都是视角放大仪器,都由物镜,目镜组成。

望远镜用于观察远处物体,用大口径,长焦距的透镜做物镜,调焦时调节物镜与目镜的距离；
显微镜用于观察细微物体,用短焦距的透镜做物镜,镜筒长度固定,调焦时调节物镜与物
体之间的距离。

3. 试说明伽利略望远镜成像原理，并画出光路图。

伽利略望远镜成
像原理：光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方（靠近人目的后方）焦点上，这像对目镜是一个虚像，因此经它折射后成一放大的正立虚像。

伽利略望远镜的放大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。

其优点是镜筒短而能成正像。

4. 望远镜实验中，将3 米远的标尺看作无穷远的物体，从而计算望远镜的实验放大率，这种估算方法引起的误差有多大？如果需要对该放大率进行修正，应如何做？
标尺放在有限距离s远处时，望远镜放大率可做如下修正：当s >
100 时，修正量题中s=3m
实验 2 薄透镜焦距测定
一、实验原理
1 、凸透镜焦距的测定
（1）粗略估计法：以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点
（或像）,此时，s?? ，s?f ，即该点（或像）可认为是焦点，而光点到透镜中心的距离，即为凸透镜的焦距，由于这种方法误差很大，大都用在实验前作粗略估计。

（2）利用物距像距法求焦距：当透镜的厚度远比其焦距小的多时，这种透镜称ff??1
为薄透镜。

在近轴光线的条件下，薄透镜成像的规律可表示为：ssf??f?
ss s?s 当将薄透镜置于空气中时，则焦距
【篇二：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：
日期：2013 年12 月 3 日星期二实验一、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：根据光反射比的定义：光反射比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，即：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=ep/e
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
式中：I---被测表面的亮度，cd/m2 ； 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；
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。

测量人尽量穿深色衣服。

（二）、光透射比的实验原理、测量内容和测量方法 1.实验原理
根据光透射比的定义：光透射比是透过某一透光材料的光通量与透过该光源的光通量的比值，即：
用照度计测量透光材料的透射光照度和同一轴线上入射光照度便可计算出盖材料的光透射比r 。

2. 实验内容：测量教室内光玻璃透射比，随机的取
3 点，共测量三次，然后取平均值。

3. 试验方法
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。

③选择无直射阳光照射窗口，如北向窗口，将照度计的光接收器的
感光面对准窗外。

紧贴透光材料两侧同一轴线上，分别测出E i和E r, 则利用公式r =er /e 便可计算出光透射比。

图 2 用照度计测定材料表面反射系数图 3 用照度计测定材料的透光系数三、数据记录与整理实验测量地点：华中科技大学西十二教学楼s111 教室测量数据如下：
1. 光反射比测量记录表
读数测点
1
1
368 1104 0.33 地面
2 369 113
3 0.33 0.32 3
369 1168
0.31 读数测点
1
123 397 0.31 地面
2 114 420 0.27 0.29 3
120 414
0.29 读数测点
1
104 239 0.43 黑板
2 107 258 0.41 0.44 3
129 259
0.49
读数测点
1
161 282 0.57 黑板
2 129 288 0.45 0.49 3
127 275
0.46
读数测点
1
134.8 160.4 0.84 墙面
4 3
132.3 163.2
0.81
读数测点
1
200 307 0.65 墙面
2 184 281 0.65 0.66 3
186 272
0.68
读数测点
1
111 279 0.40 桌面
2 10
3 281 0.37 0.37 3
97 285
0.34
读数测点
1
261 720 0.36 桌面
2 278 734 0.38 0.37 3
263
739
0.36
注：表中是同一测点三次测量后计算的值的平均值。

2 ep e p 50.8 153.5 0.33 53.9 159.1 0.34 53.9 157 0.34
2
ep e p 140 334 0.42 157 318 0.49 151 326 0.46
2
ep e p 150 167.5 0.89 160.6 175.5 0.91 162.4 183.2 0.88
2
ep e p 1 140 395 2 136 387 3
135
382
2.光透射比测量记录表
读数测点
1 2 3
1
ep 364 405 413 ep 238 237
e 461 453 455
3 e 289 287
p 0.82 0.83
p 0.79 0.89 0.91
ep 465 457 467
e 544 532 534
2 p 0.85 0.86 0.87
玻璃
读数测点
1 2
玻璃
3
235 284 0.83
【篇三：基础光学实验实验报告】
基础光学实验
一、实验仪器从基础光学轨道系统，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、实验简介
利用传感器扫描激光衍射斑点，可标度各个衍射单缝之间光强与距离变化的具体规律。

同样可采集干涉双缝或多缝的光强分布规律。

与理论值相对比，并比较干涉和衍射模式的异同。

理论基础衍射：当光通过单缝后发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出
m为衍射分布级
双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大的角度由下式给出：
三、实验预备
1. 将单缝盘安装到光圈支架上，单缝盘可在光圈支架上旋转，将光圈支架的螺丝拧紧，使单缝盘在使用过程中不能转动。

要选择所需的狭缝，秩序旋转光栅片中所需的狭缝到单缝盘中心即可。

2 、将采集数据的光传感器与转动传感器安装在光学轨道的另一侧，并调整
方向。

3 、将激光器只对准狭缝，主义光栅盘侧靠近激光器大约几厘米的距离，打开激光器(切勿直视激光)。

调整光栅盘与激光器。

4 、自左向右和向上向下的调节激光束的位置，直至光束的中心通过狭缝，一旦这个位置确定，请勿在实验过程中调整激光束。

6、打开datastudio 软件，并设置文件名。

四、实验内容a、单缝
衍射
1 、旋转单缝光栅，使激光光束通过设置为0.16 毫米的单缝。

(a)测量中央主级大到每一侧上的第一个极小值之间的距离s。

(b)激
光波长使用激光器上的参数。

(c) 测量单缝光栅到光传感器的前部之间的距离l。

(d) 利用以上数据计算至少两个不同的最小值和平均的答案。

分析计
算结果与标准缝宽之间的误差以及主要来源。

b、双峰衍射
5、测量最大的中心之间的距离和第二次和第三次的最大侧。

测量距离从中央最高最低衍射(干扰)模式。

6、使用式( 2)确定缝间距：
(a) 测量中央主级大到每一侧上的第n 个极大值之间的距离hn (n=1,2,3 )。

(b)测量单缝光栅到光传感器的前部之间的距离I。

(c)确定” d值，使用第一，第二和第三的最大值，求” d平均值。

分
析实验值与标准缝间距的误差。

7、确定狭缝宽度，使用式( 1 )根据主级包络到第一级包络的距离，计算双缝缝宽，并与标准值对比。

8、选择两组其他双缝，重复上述步骤。

五、实验数据与处理单缝衍射：-4
-4
-4 实验误差主要来源于：图像的取值读数的误差，移动传感器速度的不稳定的影响，以及系统。