基于CCD图像传感器的液体折射率的研究

提出一种利用CCD测量液体折射率的简单方法。当一束激光垂直入射到一个充满液体底面是平面镜的长方形样品池时,反射光线将产生一定量的偏移,利用CCD自动测量这一偏移量,就可以很快地计算出该液体的折射率。经过理论分析和实际操作可测得的液体折射率范围为1．0到1．5。     

利用衍射光栅测定液体和固体的折射率

本文叙述了利用光栅衍射法来测定液体和固体折射率的实验装置及原理.利用该方法测量折射率虽然精度不高,但方办简便,无需专用仪器.作为普通物理光学实验,使学生理解光学有关知识是有益的.     

用光栅方程对光栅衍射进行光线追迹

利用光栅方程对光栅衍射光进行了光线追迹。分别研究了单色光照射光栅和复色光照射光栅的衍射光路,得到光栅衍射光路具有部分可逆性。并根据衍射光路具有部分可逆性这一特性实现了图像传递和图像处理。     

两种液体折射率测量方法的比较

对两种测量液体折射率方法（掠射法和用牛顿环测干涉条纹半径）的理论与实验结果的比较，辨别测量液体折射率方法的优劣。     

用分光计测定超声波在液体中的传播速度

超声波在液体中传播能引起液体折射率成周期性变化 ,于是液体具有了类似刻线式平面光栅的作用 ,能产生衍射现象 ,且满足关系式 :Λsinα=kλ。此时光栅常数就是超声波的波长。基于此原理 ,利用分光计测定衍射角α的值 ,并由前式计算出超声波的波长Λ ,再由频率计测定的频率f计算出超声波在液体中的传播速度     

声源功率对超声光栅衍射条纹的影响

基于超声源在超声光栅盒中来回反射形成的行驻波,利用连续性方程建立了在超声波作用下液体介质密度随时间和空间变化的关系式,然后利用介质密度和折射率的关系推导任意位置的附加相位差,最后利用相位差讨论了声源功率对超声光栅衍射条纹的影响,得到了Raman-Nath衍射中,实验测量时所需的声源功率的最佳参数,以及可能的缺级与声源功率间的关系。     

超声光栅衍射测量液体中声速的研究

介绍超声光栅的形成原理,解释如何利用超声光栅衍射来测量液体中的声速;通过水和乙醇中的声速测量,分析和比较实验结果,得出相应的结论,同时也提出其他的测量方法进行比较;对基于超声光栅衍射测量液体中声速的理论,给出一些讨论和思考.     

用透射光栅测定透明液体折射率

文章介绍了利用分光仪和透射光栅等实验室常用仪器,通过测量光在不同介质中的衍射角来测量透明液体折射率的方法。     

光栅光谱不等高对衍射角度的影响及其校正

本文从点光源出发分析光栅倾斜造成衍射光谱不等高对衍射角度的影响机理,发现光栅倾斜使得光栅常数由垂直于光栅刻痕的间距d变为直角三角形的斜边d′.利用已知波长的谱线,可求出测量时的等效光栅常数d′.经理论分析和实验证明了一级光谱的误差在0.5nm以内,与分光计的标称误差相符.     

第二十一届全国中学生物理竞赛(复赛)重庆赛区光学实验考试评析

1试题———测量钠黄光在液体中的传播速度仪器和用具:读数显微镜1台、分束片及其支架1套、平板玻璃2块、待测液体、细金属丝2根、注射器1个。要求:(1)应用所给器件测量钠黄光在待测液体中的传播速度;(2)简要说明测量的方法及基本原理(应有必要的公式推导过程);(3)主要的测试步骤;(4)测量的原始记录及数据处理。2实验原理题目要求测量光线在液体中的传播速度,我们从有关知识可以知道光在介质中的传播速度u与介质对光的折射率n有关:即u=c/n;所以,此实验实质上是测量液体对光的折射率n。用2块平板玻璃、2根细金属线可组成一个简单的空气辟尖,…     

周期可调光栅的制备

利用模板技术复制光盘沟槽结构,制备了聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性光栅薄膜。将复制具有光盘沟槽负结构的弹性光栅薄膜在自制的弹性光栅支架上进行拉伸,使光栅常数发生了连续变化,达到周期可调的目的。采用激光光栅衍射方法测量了光栅常数,并用扫描电子显微镜和光学显微镜分别对光栅薄膜微结构进行了表征。结果表明,制备的PDMS弹性薄膜光栅衍射现象显著,对此弹性光栅薄膜进行拉伸,光栅常数可连续调制,且光栅条纹无可视畸变。用该方法复制的周期可调光栅具有工艺简单、成本低廉等优点。相对于传统光栅,PDMS光栅材料环保无毒,具有高透光率、耐热性、耐寒性等优良的物理特性,特别是光栅常数连续可调,可以实现光路的切换和光通信信号滤波等多种功能,有广泛的应用前景。     

光栅衍射标量波理论的实验验证研究

本文用标量衍射理论分析了矩形位相光栅的衍射特性 ,用多种激光波长实验测量了低频矩形位相光栅的衍射效率 .实验结果表明 ,对同一种浮雕型介质 ,在相同的光栅槽形条件下 ,光栅的衍射效率仅与光栅使用波长有关 ,与光栅的空间频率无关 .这一结论与理论结果一致 ,在考虑到光栅的表面反射和基片的吸收损失后 ,实验测量结果与理论结果吻合很好     

用弹簧秤和石块测定液体密度

测定液体密度有多种方法.如用弹簧秤分别测量出一块固体(该石块不溶于待测液体和水,且ρ石>ρ液,ρ石>ρ水,在空气中的重为G1,在水中的重为G2,在待测液体中的重为G3,由阿基米德原理可知该石块在水中和待测液体中所受浮力分别为:     

利用旋转液体特性测液体折射率方法的改进

利用旋转液体的特性测量液体的折射率。在以前测量方法的基础上,经过理论推导后得到更简洁、更方便的测量方法。测量结果表明,改进后的测量方法由于所测变量的个数减少,以及所选择的测量光点位置不同,在相同的测量条件下测量结果更加精确。     

超声光栅测量液体中声速的改进

利用超声光栅测量液体中的声速实验中,由于光波通过超声光栅产生的衍射条纹数量较少,不能很好地进行多级衍射条纹间距的测量,而且无法测量具有腐蚀性的液体。为此,在超声槽及增加超声波功率等方面,进行了一些实验方法和仪器的改进设计与制作,主要是给超声波传感器(压电陶瓷片)增加了一个功率放大器,并将超声槽全部用玻璃制作,便于产生更多级衍射条纹,然后将超声传感器用耦合剂紧贴在全玻璃矩形超声槽外侧,再将全玻璃超声槽与控温系统相连接,控温系统是在传统的蒸汽喷射加热仪的基础上,组合黏滞系数实验部分仪器和温度传感器而做成的。结果表明,改进后的实验装置不仅拓展了实验中所用液体的范围,而且可方便研究声速与被测液体的浓度及温度的关系。利用CCD测量技术实现超声波速度的自动化测量,以减少测量误差。     

超声光栅测液体中的声速

文章对用超声光栅衍射法测定液体声速的原理进行了阐述和分析,介绍了其实验方法。并重点讲述了WSG-I超声光栅声速仪的使用方法及性能以及在实验中应该注意的问题,并且计算了声波在水中的传播速度。最后对超声光栅衍射测量液体中声速的理论,进行了讨论。     

基于迈克尔逊干涉法测量透明溶液的浓度

迈克尔逊干涉仪是利用分振幅法产生双光束干涉的仪器，基于迈克尔逊干涉法建立低相干光透明溶液浓度检测系统，通过调节比色皿的角度以改变待检溶液的光程差，计算出比色皿内透明溶液的折射率，根据溶液浓度与折射率的特性关系，反算出待检透明溶液的浓度。实验结果表明：在波长为632.8nm的He-Ne激光器的照射下，精密电动旋转平移台的差分精度为1’时，利用该方法对折射率的测量精度可以达到10^-4量级。同时利用该系统检测透明液体浓度时，操作简单快捷，是一种有效测量各种透明液体折射率和浓度的方法。     

金膜表面光栅制备中飞秒激光参数的影响

为了研究飞秒激光参数对制备金膜表面光栅的影响, 设计搭建了飞秒激光干涉微加工实验装置, 经衍射光栅得到的两束相干光在金膜表面诱导出微光栅.借助原子力显微镜研究在不同的脉冲能量密度、脉冲个数、波长等条件下制备的光栅形貌, 测得光栅的周期和线宽.研究发现, 飞秒激光参数对光栅形貌的影响显著, 制备光栅的最佳波长为800 n...     

能测密度的杆秤

将杆秤经过适当的改造之后,不但能称物体的质量。还可以测量液体的密度.下面,举两例说明怎样用杆秤测密度.例1小亮利用轻质木条和透明塑料桶等器材制作了如图1所示的测量密度的杆秤.只要把一定体积的待测液体倒     

用氦氖激光器测量液体折射率

在一般情况下,利用斯涅耳定律测定物质的折射率,需同时测量光束的入射角和折射角,为了简化角度测量,可使折射角为90°,90°折射角相对应的入射角称为临界角。因而,测定了临界角就决定了折射率。然而,为了得到90°的折射角,必须使光束从光密媒质射向光疏媒质。本文介绍一个简单的折射计,它能巧妙地使得光束从液体射向空气,而且能简便地使得折射角为90°,并测得相应的临界角,从而决定液体的折射率。折射计示意图如图1所示。用一台氦氖激光器作为光源,首先,让细激光束沿水平方向通过一个透明塑料容器的器壁,容器中装有待测的液体,然后照射到浸没在液体中的可调节