光强分布的测量

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大学光强分布实验报告

一、实验目的1. 理解光强分布的基本原理，掌握光强分布的测量方法。

2. 观察并分析单缝衍射和多缝衍射的光强分布规律。

3. 利用衍射光强分布公式计算单缝的缝宽。

二、实验原理光的衍射是指光波遇到障碍物或通过狭缝时，发生偏离直线传播的现象。

根据衍射光束与障碍物或狭缝的距离关系，衍射现象可分为夫琅禾费衍射和费涅耳衍射。

本实验主要研究夫琅禾费衍射。

1. 单缝衍射当单缝的宽度与光的波长大致相等时，光通过单缝后会发生衍射，形成明暗相间的衍射条纹。

单缝衍射的光强分布公式为：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin \beta}{\beta} \right)^2 \]其中，\( I \) 为衍射条纹的光强，\( I_0 \) 为中央亮条纹的光强，\( \beta \) 为衍射角。

2. 多缝衍射当多缝的宽度与光的波长相比很小时，光通过多缝后会发生多缝衍射，形成明暗相间的衍射条纹。

多缝衍射的光强分布公式为：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin \beta}{\beta} \right)^2 \left( \frac{\sin\beta_1}{\beta_1} \right)^2 \left( \frac{\sin \beta_2}{\beta_2}\right)^2 \ldots \]其中，\( I \) 为衍射条纹的光强，\( I_0 \) 为中央亮条纹的光强，\( \beta \) 为衍射角，\( \beta_1, \beta_2, \ldots \) 为各缝的衍射角。

三、实验仪器与设备1. 激光器：提供单色光源。

2. 单缝衍射装置：包括狭缝、透镜、光屏等。

3. 多缝衍射装置：包括狭缝、透镜、光屏等。

4. 自动光强记录仪：记录衍射光强分布。

5. 计算机及软件：处理实验数据。

四、实验步骤1. 将激光器、单缝衍射装置和光屏放置在光学导轨上，调整光路，使激光束垂直照射到单缝上。

2. 打开激光器，观察单缝衍射条纹的形状、亮暗程度及间距。

光强的分布实验报告

光强的分布实验报告光强的分布实验报告一、实验目的本实验旨在探究不同光源的光强分布情况，了解光强与光源距离、角度等因素的关系，并掌握光强的测量方法。

通过本实验，希望能够更好地理解光的传播和分布特性，为实际应用提供参考。

二、实验原理光强是描述光源单位面积上发出的光通量的物理量，单位为坎德拉（cd）。

光强分布是指光源发出的光在空间中的分布情况，与光源的形状、大小、距离以及观察者的角度等因素有关。

根据光学原理，光强分布可由光源的能量分布、反射和折射等规律计算得出。

三、实验步骤1.准备实验器材：LED灯、激光笔、测光仪、尺子、纸板、橡皮筋等。

2.将纸板固定在桌子上，将LED灯和激光笔分别放置在纸板的两侧，距离相等。

3.用尺子测量LED灯和激光笔到纸板的距离，并记录下来。

4.用测光仪分别测量LED灯和激光笔的光强，并记录下来。

5.在纸板上分别标记LED灯和激光笔的光斑位置，并用橡皮筋固定。

6.调整LED灯和激光笔的角度，观察光斑的变化，并记录下来。

7.重复步骤2-6三次，取平均值。

四、实验数据分析实验数据如下表所示：1.光强与光源的距离有关。

随着距离的增加，光强逐渐减弱。

这表明光的传播过程中会有能量损失。

2.光强的方向与光源的方向相同。

当角度发生变化时，光斑的位置也会相应地发生变化。

这表明光的传播方向是可变的。

3.同一种光源下，不同角度下的光强不同。

这表明光强的分布与观察者的角度有关。

4.比较LED灯和激光笔的光强分布情况，发现激光笔的光强更大，且分布更集中。

这表明激光笔的能量密度更高，适合于需要高亮度、远距离的光源应用。

五、实验结论通过本实验，我们了解了光强的分布规律以及与光源距离、角度等因素的关系。

实验结果表明，光的传播过程中会有能量损失，且光的传播方向是可变的。

此外，同一种光源下，不同角度下的光强不同。

比较LED灯和激光笔的光强分布情况，发现激光笔的光强更大且分布更集中，适合于需要高亮度、远距离的光源应用。

光强分布的测量实验报告

光强分布的测量实验报告光强分布的测量实验报告引言光是我们日常生活中不可或缺的一部分，而了解光的特性对于很多科学研究和技术应用都至关重要。

光强分布是指光在空间中的强度变化情况，它对于光的传播和衍射现象有着重要影响。

本实验旨在通过测量光强分布，深入了解光的特性，并探索光在不同介质中的传播规律。

实验方法1. 实验器材准备为了测量光强分布，我们需要准备以下器材：激光器、光电二极管、光屏、光强测量仪等。

2. 实验设置将激光器置于实验室中央，调整其位置和角度，使得激光束尽可能垂直地照射到光屏上。

在激光束出射方向上放置光电二极管，并将其连接到光强测量仪上。

3. 实验步骤a. 打开激光器，并调整其功率，使得激光束的强度适中。

b. 将光屏放置在激光束的传播路径上，确保激光束能够均匀地照射到光屏上。

c. 将光电二极管放置在离光屏一定距离的位置上，并将其与光强测量仪连接好。

d. 打开光强测量仪，并进行校准。

e. 将光电二极管沿着光屏上的一条直线移动，同时记录下每个位置对应的光强数值。

f. 重复以上步骤，改变光屏和光电二极管的相对位置，测量不同条件下的光强分布。

实验结果与讨论通过实验测量，我们得到了不同位置处的光强数值，并绘制出了光强分布曲线。

在理想情况下，我们预期光强应该呈现出中心亮度高、向周围逐渐减弱的分布形态。

然而，在实际测量中，我们发现光强分布曲线并不完全符合这一预期。

首先，我们观察到在光束中心位置，光强确实较高，符合我们的预期。

然而，随着距离光束中心的远离，光强并没有像预期的那样逐渐减弱。

相反，我们观察到在一定距离后，光强开始出现周期性的变化。

这种现象可以解释为光的衍射现象，即光波在通过障碍物或边缘时发生弯曲和扩散。

此外，我们还发现光强分布曲线的形状与光屏和光电二极管的相对位置有关。

当光电二极管与光屏的距离较近时，我们观察到光强分布曲线更加集中，而距离较远时，曲线更加扩散。

这说明光在不同介质中的传播会受到介质的影响，光的传播路径会发生变化。

分布光度计测试报告讲解

分布光度计原理及测试报告讲解
分布光度计测试原理
分布光度计（goniophotometer）用来测试灯具或光源的（空间）光强分布、总光通量和灯具效率等参数，它是灯具配光性能测试的主要测量设备。
1. 光强分布测量
以光源或灯具的光度中心为转动中心，光度探头在一定的距离下绕中心转动，通过测量得出的法向照度值和被测光源与光度探头之间的距离，即可计算得到灯具的空间光强分布，如下图所示。
对于有两个对称面的灯具一般用两条特征曲线来表示，不需要表示出所有的发光强度分布曲线。
灯具的光强分布曲线(配光曲线) 极坐标
灯具的光强分布曲线(配光曲线) 直角坐标
矩形网图
根据光强分布数据，做出两维的光强等值图。直观地显示灯具的光强分布状况。常用于投光灯。
矩形等光强图要转化到B-β或A-α坐-γ坐标下表示的光强数据才能作图。常用于路灯。
光束角 (beam angle)：在某一平面上，50%最大光强之间的夹角。
半峰边角 (half peak side angle)：在某一平面上，最大光强与50%最大光强方向间的夹角。
光束角
灯具总光通量及灯具效率
根据灯具的发光强度分布数据可以计算出灯具的总光通量或部分光通量。
环带光通量表格
环带光通量表格，使用C-γ坐标角度所分成的区域小块，右侧两列是环带光通量。
上射 (下射) 光通比
灯具的总光通量分成上射光通量与下射光通量两部分。根据上射光通量与下射光通量，即可算出上射光通比与下射光通比。一般投灯灯具没有上射光通量， GOSoft软件中的投光灯具报告中不显示这一指标。道路灯具中，还分成上射路边光通量与上射屋边光通量，下射路边光通量与下射屋边光通量。

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：220sin ββI I A =)sin (λφπβb =bKλφ=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。

Dx /ta n s i n =≈φφxD K b /λ=图4 衍射、干涉等一维‎光强分布的‎测试四、实验步骤1. 接上电源（要求交流稳‎压220V ‎±11V ，频率50H ‎Z 输出），开机预热1‎5分钟；2. 量程选择开‎关置于“1”档，衰减旋钮顺‎时针置底，调节调零旋‎钮，使数据显示‎为－.000；（一）单缝衍射一‎维光强分布‎的测试1、按图4搭好‎实验装置。

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<<L82α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，有故I=I 0，衍射花样中心点P 0的光强达到最大值（亮条纹），称为主极大。

当衍射角ϕ满足时，ｕ=k π 则I=0，对应点的光强为极小（暗条纹）， k 称为极小值级次。

若用X k 表示光强极小值点到中心点P 0的距离，因衍射角ψ甚小，则故X k =L ϕ=k λL/α,当λ、L 固定时，X k 与α成反比。

缝宽α变大，衍射条纹变密；缝宽α变小，衍射条纹变疏。

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4-44 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。

6．数据记录条理清晰，数值和有效数字正确。

实验实验仪器仪器仪器1、WGZ-II 型光强分布测试仪；2、数字式检流计WGZ-II 型光强分布测试仪数字式检流计预习要求预习要求1.了解光的衍射、干涉和偏振现象，认识光的衍射、干涉和偏振的基本规律。

2.理解夫琅禾费衍射的条件以及实验是如何满足的。

3.理解单缝衍射的基本原理和光强分布特点。

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 220λφπβββb 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 bKλφ（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：bλφ2=∆ （⑵衍射角φ与缝宽b 足够大时（b >>λ）可以忽略，从而可将光看作沿直线传播。

⑶对应任何两相邻暗条纹，Δφ=λ/b ，即暗条纹是以P 0右对称分布的。

⑷除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大，他们的宽度是中央亮条纹宽度的二分之一，由数学计算可得出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，…夫琅禾费衍射的光强分布如图3所示。

光强分布的测量

光强分布的测量光强是指光线在单位面积上的能量，是光学中的一个重要参数。

光强的测量是光学技术中常见的实验方式，可用于研究光线的传播规律、探究材料的光学性质等。

本文将介绍光强分布的测量，包括测量方法、仪器及应用领域等方面。

光强分布的测量方法主要有以下几种：1、直接测量法直接测量法是通过特定的测量仪器对光线进行测量，得出光线的光强数据。

例如，光电管测量仪器和光计等仪器可以直接测量光线的光强，通过这些仪器可以快速、简单地进行光强分布的测量。

但是需要注意的是，由于光线的强弱差别很大，所以在实际测量中需要根据实际情况调节测量仪器的灵敏度来保证数据的准确性。

2、干涉法干涉法是通过光干涉现象来测量光强分布的一种方法。

这种方法需要使用干涉仪，将两条光线进行干涉，然后根据干涉条纹的形状和强度来推算出光线的光强分布。

干涉法具有高精度、高稳定性等优点，可以应用于光学领域的很多实验研究中。

3、散斑法散斑法是通过散斑的形成来推算出光线的光强分布。

散斑是指光线在穿过一个不透明物体或介质时，在物体或介质背面产生的不规则光斑。

使用散斑法测量光强分布需要使用散斑板或散斑屏等仪器，利用像场显微镜、摄像机等设备观察散斑图样，再进行分析计算。

光强分布的测量仪器有很多种类，具体的选择需要根据实验需要和测量对象来确定。

以下是几种比较常见的仪器：1、光电管测量仪器光电管测量仪器是指一类可以测量光线光强的仪器，内部通常包含一个光源和一个光电管，通过测量光电管输出的电流大小来得出光线的光强。

光电管测量仪器具有精度高、操作简单等优点，常用于光学实验室中的各种实验测量。

2、光计光计是一种通过干涉计算光线光强的仪器。

内部通常包含一个激光器、半透镜、物镜、接受器、探测器、计算机等设备，通过干涉计算的方式来推算出光线的光强分布。

光计具有精度高、稳定性好等优点，常被应用于高精度光学测量中。

散斑板是一种可以制造出散斑效应的光学仪器。

其表面一般被镀上特殊的光学膜，在光线照射下会产生散斑现象。

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=7cmb1=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 cmb2=kλD/X=2×650×10∧﹣9×0.82/(13.5×10∧﹣3)=0.079mm 第三级暗条纹：X=(90-48)/2=21cmb3=kλD/X=3×650×10∧﹣9×0.82/(21×10∧﹣3)=0.076mmk=(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。

单缝衍射的光强分布的测量

单缝衍射的光强分布的测量单缝衍射是一种经典的光学现象，它描述了光通过一个窄缝缝隙后，会产生一系列暗纹和明纹的分布图案。

这一现象被广泛应用于科学研究和工业应用中，因此对单缝衍射的光强分布测量具有重要意义。

本文将介绍单缝衍射的基本理论、实验装置和光强分布的测量方法。

一、单缝衍射的基本理论单缝衍射是一种衍射现象，它是指光通过一个宽度为d的狭缝时所产生的衍射效应。

根据光的波动理论，当光线通过一个宽度为d的孔或缝隙时，光线被分散成许多波前，这些波前互相干涉，从而形成了一系列明暗条纹。

这些条纹的间距和亮度取决于光波的波长和狭缝的尺寸。

根据菲涅耳衍射理论，单缝衍射的光强分布可以用以下公式来描述：I = I_0 × (sin(πa/λ) / (πa/λ))^2 × (sin(πd/λ) / (πd/λ))^2其中，I_0为入射光的强度；a为缝隙中心到屏幕的距离；d为缝隙的宽度；λ为光的波长。

根据公式可知，单缝衍射的光强分布具有典型的中央最大值和一系列交替的暗纹和明纹，它们的间距和强度都取决于λ和d的大小比。

实验中，测量单缝衍射光强分布是通过光强计测量光的强度分布，然后将测量的数据与理论公式进行比较，从而验证光的波动性和理论模型。

二、实验装置为了测量单缝衍射的光强分布，需要有一个正常的光源，一个单缝和一个光强计。

下面是实验装置的详细介绍：1. 光源实验中所需的光源可以是激光、白光、单色光等。

其中，激光通常是最好的光源，因为它的频率和波长比较稳定，光的强度高，并且方向性强，易于控制。

激光通常被用于高精度的光学测量和调整，但是它也比较昂贵，容易受到环境噪声的干扰。

2. 单缝单缝通常是由金属或化学纤维制成的，其宽度一般在微米级别。

单缝可以通过微加工技术制造，也可以购买专业的单缝板。

实验中要保证单缝的宽度精度和平面度，这对于结果的精度有很大的影响。

3. 光强计光强计是实验中测量光强分布的重要工具。

它可以是钨丝光电池、光电二极管、CCD 相机等。

光强分布测量实验报告

实验名称：光强分布测量实验实验目的：1. 了解光强分布的基本原理和测量方法。

2. 通过实验，掌握光强分布的测量技术。

3. 分析光强分布的特点，验证相关理论。

实验原理：光强分布是指光在空间中的强度分布，它是描述光传播特性的一种重要参数。

本实验采用单缝衍射原理，通过测量不同位置的光强，分析光强分布规律。

实验仪器：1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数据采集系统5. 计算机实验步骤：1. 将激光器发出的光束通过单缝衍射装置，调节单缝宽度，使衍射光束照射到光电探测器上。

2. 使用数据采集系统实时采集光电探测器接收到的光强信号。

3. 改变光电探测器的位置，记录不同位置的光强数据。

4. 分析光强分布规律，绘制光强分布曲线。

实验结果与分析：1. 光强分布曲线：实验得到的单缝衍射光强分布曲线如图1所示。

从图中可以看出，光强分布具有以下特点：（1）光强分布呈中心亮、两侧暗的规律，形成一系列明暗相间的条纹。

（2）光强分布存在明暗条纹的周期性变化，即光强分布呈现周期性变化。

（3）明暗条纹的间距随着距中心位置的增加而增大。

2. 光强分布规律：根据单缝衍射原理，可以推导出光强分布的公式：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin(\theta)}{\theta} \right)^2 \]其中，\( I \)为光强，\( I_0 \)为中心光强，\( \theta \)为衍射角。

通过实验测量得到的光强分布曲线与理论公式吻合较好，验证了单缝衍射原理的正确性。

3. 影响光强分布的因素：（1）单缝宽度：单缝宽度越小，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。

（2）入射光波长：入射光波长越长，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。

（3）探测器位置：探测器位置不同，光强分布曲线形状不同。

实验结论：1. 本实验通过单缝衍射原理，成功测量了光强分布，验证了光强分布规律。

2. 实验结果表明，单缝衍射光强分布具有周期性变化，且与理论公式吻合较好。

基于光学原理设计测量光强分布实验报告

基于光学原理设计测量光强分布实验报告本实验旨在利用光学原理设计一种测量光强分布的实验系统，通过该系统可以对光源发出的光线的光强进行精确测量。

一、实验设备1、激光发生器2、透镜组3、光电二极管4、直流电源二、实验原理光强是指单位面积内光线通过的光通量，单位是流明/平方米。

在进行测量时，使用激光发生器发射激光，并经过透镜组后，将光聚焦到光电二极管的敏感面上。

光电二极管通过将光转化为电信号来获得光强数据。

因为激光光线方向性极强，可以通过利用光路筛选出所需光线，从而严格保证了测量结果的精确性和可靠性。

三、实验步骤1、将激光发生器的光传输管路与透镜组相连，以保证光线聚焦到光电二极管的敏感面上。

2、调整透镜组的位置，使得光线完全投射到光电二极管上。

3、连接直流电源，将光电二极管正极与正极相连，负极与负极相连。

4、启动激光发生器，进行光强测量。

5、测量完毕后，关闭激光发生器和直流电源。

四、实验结果通过实验，可以获取激光发射出来的光线的光强分布情况。

通过测量，我们可以得到一个普通灯泡的光强分布情况如下：区域光强中心位置3000lm 中心位置两侧10cm 2500lm 中心位置两侧20cm 2000lm 中心位置两侧30cm 1600lm 中心位置两侧40cm 1200lm 中心位置两侧50cm 800lm五、实验结论1、光强分布在中心位置最高，随着距离增加，光强逐渐降低。

2、设计的基于光学原理的测量光强分布的实验系统结构紧凑，使用方便，测量结果精确。

3、该实验系统可用于测量一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论指导和实际数据支持。

总之，我们通过本次实验，深入了解了基于光学原理测量光强分布的原理和操作方法，并实际测量了一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论依据和实验数据支持。

大学物理实验实验25 光强分布的测定

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。
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）
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。
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。
光强分布的测定
物理实验教学中心
实验背景
早在17世纪，意大利的F.M.格里马第就发现点光源照射物体时，有时在该物体的影子边缘会出现彩带。格里马第称这种现象为 “衍射”。后来，英国科学家R.胡克也观察到类似的现象，但他们都未能对衍射现象作出正确的解释。1818年，菲涅耳提出了今天被称为惠更斯-菲涅耳原理的新理论，并创造了菲涅耳半波带法来定量计算物体的衍射光强分布，菲涅耳的所有计算都与实验结果相符。菲涅耳所做的衍射实验，其光源和观察屏距离衍射孔都不是无限远，因而对衍射孔都有一个张角。而同一时期德国的夫琅禾费采用入射光与出射光都是平行光来研究衍射现象，即光源和光屏距离衍射物体都是无限远。我们把这种远场衍射方式产生的衍射称为“夫琅禾费衍射”，而把前者称为“菲涅耳衍射”。可以看夫琅禾费衍射是菲涅耳衍射的一种极限情形，数学上更容易处理。

[精编]衍射光强分布的测实验报告

[精编]衍射光强分布的测实验报告衍射光强分布的测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量衍射光强分布，深入理解光的衍射现象，掌握衍射光强分布的基本规律。

二、实验原理衍射是指波遇到障碍物时，在障碍物后面形成的现象。

当光通过狭缝或绕过障碍物时，会因衍射效应而产生光强分布的变化。

衍射光强分布受到多种因素的影响，如波长、孔径大小、观测距离等。

本实验将通过测量衍射光强分布，分析这些因素的影响。

三、实验步骤1.准备实验器材：激光器、狭缝、屏幕、尺子、笔记本等。

2.调整激光器，确保光束垂直照射到狭缝上。

3.将屏幕放置在狭缝后面，调整距离以观察衍射现象。

4.用尺子测量狭缝到屏幕的距离，记录数据。

5.用笔记本记录衍射光强分布情况。

6.改变狭缝大小，重复步骤2-5。

7.换用不同波长的激光，重复步骤2-5。

四、实验结果与数据分析1.数据记录：在实验过程中，记录不同条件下的衍射光强分布数据。

包括狭缝大小、波长、距离等参数。

2.数据处理：对记录的数据进行分析，计算出衍射光强分布的峰值位置和强度。

比较不同条件下的结果，观察变化规律。

3.数据对比：将实验结果与理论预测进行比较，分析误差产生的原因。

通过修正误差，进一步优化实验方案。

五、结论总结通过本次实验，我们观察到了光的衍射现象，并测量了衍射光强分布。

实验结果表明，衍射光强分布受到多种因素的影响，如狭缝大小、波长和观测距离等。

当改变这些因素时，衍射光强分布会发生相应的变化。

例如，随着狭缝宽度的增加，衍射条纹变得模糊；随着波长的增加，衍射条纹间距变大；随着观测距离的增加，衍射光强分布的峰值强度降低。

这些变化规律与理论预测相符合，说明我们的实验结果是可靠的。

通过本次实验，我们进一步深入理解了光的衍射现象，掌握了衍射光强分布的基本规律。

这有助于我们更好地理解光学现象，为实际应用提供指导。

同时，本次实验也锻炼了我们的动手能力和观察能力，提高了我们的实验技能和科学素养。

单缝衍射光强分布的测量实验数据

单缝衍射光强分布的测量实验数据在一个阳光明媚的早晨，咱们的实验室里传来了一阵阵欢声笑语。

大家都聚在一起，准备进行一个有趣的实验，哦对，就是那个单缝衍射光强分布的测量实验。

光，真是个神奇的家伙，今天我们就要看看它是如何变戏法的。

你们知道，光从狭窄的缝隙里射出来，会出现那些五彩斑斓的条纹，简直像是在举办一场光的派对，谁能想到光也会玩“捉迷藏”呢？说到实验，大家伙儿的兴奋劲儿简直是扑面而来。

我们准备了一个简单的设备，拿出了一块屏幕，真的是普通的那种，像是家里用的老电视。

然后，找了一个小缝隙，嘿嘿，就是那样一个小小的地方。

咱们就要把激光笔对准那缝隙，激光的光束直直地射过去，结果可想而知，屏幕上就出现了一道道亮亮的条纹。

就像是光在跳舞一样，有节奏，有韵味，让人忍不住想跟着一起摇摆。

这个实验的乐趣，不仅仅在于看那些光条，还在于我们要量一量这些光强的分布。

你想啊，什么叫光强分布，就是看哪些地方亮得像白昼，哪些地方又暗得像摸黑走路。

为了能得到更准确的数据，大家准备了各种各样的工具，尺子、纸、笔，简直是武装到牙齿。

结果大家就像变成了小科学家，认真得不得了，心里那个激动啊，简直可以把天都要炸了。

我们开始一边照着屏幕，一边用尺子测量那些条纹的亮度。

你知道，条纹不只是在那儿摆着，亮的地方就像是被点亮的舞台，暗的地方就好像躲在角落里的小剧团，谁也不想去搭理。

每测量一次，大家就欢呼一声，像是在为自己的成果点赞，感觉这就是科学的魅力。

数据一个个记录下来，简直是一份光的盛宴。

而在记录的过程中，难免也会遇到一些小插曲。

有个同学因为太激动，手一抖，激光笔差点掉到地上。

那一瞬间，大家心都提到嗓子眼儿了，简直比看惊悚片还要紧张。

不过，谁让咱们的同学手脚麻利，一下就稳住了。

那一刻，大家大笑，气氛一下子又回到了轻松愉快的状态。

这个小插曲让我们明白，科学的路上总会有些小波折，但只要心态好，什么都能化险为夷。

接下来的时间，我们聚精会神地对着数据进行分析。

衍射光强分布的测量【精选】

单缝衍射的光强分布的测量【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。

【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，小孔屏和WGZ--IIA导轨。

【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，那么，这样的衍射现象就比较容易观察到。

单缝衍射[single-slit diffraction]有两种：一种是菲涅耳衍射[Fresnel diffraction]，单缝距光源和接收屏[receiving screen]均为有限远[near field]或者说入射波和衍射波都是球面波；另一种是夫琅和费衍射[Fraunhofer diffraction]，单缝距光源和接收屏均为无限远[far field]或相当于无限远，即入射波和衍射波都可看作是平面波。

在用散射角[scattering angle]极小的激光器(<0.002rad)产生激光束[laser beam]，通过一条很细的狭缝（0.1～0.3mm宽），在狭缝后大于0.5m的地方放上观察屏，就可看到衍射条纹，它实际上就是夫琅和费衍射条纹，如图1所示。

当激光照射在单缝上时，根据惠更斯—菲涅耳原理[Huygens-Fresnel principle]，单缝上每一点都可看成是向各个方向发射球面子波的新波源。

由于子波迭加的结果，在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗相间的条纹。

激光的方向性机强，可视为平行光束；宽度为的单缝产生的夫琅和费衍射图样[pattern]其衍射光路图满足近似条件：产生暗条纹[dark fringes]的条件是（k =±1，±2，±3，…） (1)暗条纹的中心位置为(2)两相邻暗纹之间的中心是明纹中心[center of bright fringes]；由理论计算可得，垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布[intensity distribution of light]的规律为（3）式中，是狭缝宽[width]，是波长[wavelength]，是单缝位置到光电池[photocelll]位置的距离，是从衍射条纹的中心位置到测量点之间的距离，其光强分布如图2所示。

实验7光强分布LED光强分布测试实验

光电子实验报告实验7：LED光强分布测试实验一、实验目的1. 了解和掌握LED 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；3. 学会设计符合某种要求的配光曲线。

二、实验用具LED520 LED 光强分布测试仪，电脑，直插式LED 灯若干个。

三、实验原理光强的定义为：单位立体角光源辐射出去的光通量。

LED 灯不是点光源，不能用点光源的方法来测量。

LED 灯测量条件有远处测试（探头到灯的距离为316mm ）、近场测试（探头到灯的距离为100mm ）和光电探头的的面积大小为100 mm 2，以此来统一LED 灯的光强测试标准。

本系统测试的另一个参数等效光通量Ф是在假设LED 的发光特性在同一环带上是各向同性的前提下通过光强对立体角的积分来得到的。

然后将这条曲线绕光轴旋转180°得到LED 在整个空间的光强分布。

计算公式如下式所示：⎰Ω∙=Φi i d I式中，I i 为两个与光轴夹角相等的测试点光强的算术平均值，Ωi 为同纬度环带立体角。

即，假想一个以LED 光学中心为球心、LED 光轴为极轴、测试距离为r 半径的球面，把光强分布曲线测试点的光强等效成球面上同纬度环带的平均值。

四、实验步骤1.依次打开电脑电源和仪器电源及开关；2.先将LED 灯珠安装到灯座上，并记录好此时的角度；3.开始测试：打开光强分布测试软件LEDitesv1.00700，在“文件”菜单选择“新建”，在弹出如下的对话框中，选择光强分布测试，选择“操作”菜单中的“点亮”选项，把LED 灯点亮起来，然后开始进行测试，待测完数据后，然后选择“操作”菜单中“熄灭” 这时候，LED 灯自动熄灭；4.沿着某一固定方向（顺时针或者逆时针）转动15°，按步骤3后半部分内容重复操作。

待转完180°后，导出数据；5.取出LED 灯，关闭仪器电源和电脑电源。

五、数据处理（1）数据截图图1（2）极坐标如下图所示015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034506250125001875025000C0-1801530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C15-1951530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C30-21015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C45-225015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C60-24015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C75-25501530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C90-27015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C105-2851530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C135-31501530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C120-30015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C150-33015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C165-345六、结论该贴片式LED光强分布比较均匀，产品合格。