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平面光栅单色仪研究实验论文

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平面光栅单色仪研究实验论文

在光栅常数测定的实验中,当平行光未能严格垂直入射光栅时,将产生误差,用对称测盘法只能消除一阶误差,仍存在二阶误差,我们根据推导,采取新的数据处理方式以消除二阶实验误差。 光栅常数测定实验误差分析在光栅光谱和光栅常数测定实验中,我们需要调节光栅平面与分光计转抽平行,且垂直准直管,固定载物台,但事实上,我们很做到,因此导致了平行光不能严格垂直照射光栅平面,产生误差,虽然分光计的对称测盘可以消除一阶误差,但当入射角?较大时,二阶误差也会造成不可忽略的误差。 当平行光垂直入射时,光栅方程为: sin?k?k?/d (1)如上图,当平行光与光栅平面法线成θ角斜入射时的光栅方程为:sin(?k??)?sin??k?/d (2)2012大学生物理实验研究论文sin(?k'??)?sin??k?/d (3)将方程(2)展开并整理,得k?/d?sin(?k??)?sin??sin?k(1?tan因此,平行光不垂直入射引起波长测量的相对误为????ksin??2sin2)22?1?cos?cos??其相对误差同样由人射角?决定,与衍射级次与(1)式比较可知,由于人射角θ不等于零而产生了k和衍射角?k无关,而且对不同光栅,二阶误差误两项误差,如果?很小,第一项??差都一样。 tan(k)sin??tan(k)?可视为一阶误差,数据处理当平行光与光栅平面法线成θ角斜入射时的光栅方程为:第二项2sin???/2可视为二阶误差, 如果?较大,则引起的误差不能忽略。在相同人射角?的条件下,当衍射级次k增加时,?k增加,22sin(?k??)?sin??k?/d (2)'sin?(??k?/d (3) k??)?sintan?k增加,因此一阶误差增大,测量高级次的光谱会使实验误差增大;而误差的二阶误差与衍射级次k和衍射角?k无关,只与入射角?有关。另外,当衍射级次k越高时,衍射角?k越大,估读?k引起sin?k的相对误差也相对越小。减少误差的方法由(2)(3)可解得sin?k'?sin?k??2?cos?k'?cos?k (4)(?k??k')k??dsincos? (5)2由以上两个可知,在实验过程中,我们可以在选择光谱中某一固定波长的谱线后,测出零级条纹的位置,和正负k级(k=1,2,3........)

一、单色仪可分为光栅单色仪和棱镜单色仪两种。原理:1.棱镜单色仪通过棱镜色散获得单色光。2.棱镜单色仪原理是复色光从狭缝进入,准光镜系统能够将其转变成平行光,然后入射棱镜。色散系统将来自准光系统的平行光均匀而广泛地照射在棱镜的折射面上,经过棱镜的折射后,复平行光就分解成沿不同方向传播的单色光。二、单色仪用途:一般通过色散、衍射等方法,将紫外、可见和红外的光谱区里的复合光分解成不同波长的单色光。

你要哪一部分啊?

衍射光栅实验报告包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理及衍射光栅实验结论。具体如下:

1、实验名称:

光栅衍射。

2、实验目的:

(1)进一步掌握调节和使用分光计的方法。

(2)加深对分光计原理的理解。

(3)用透射光栅测定光栅常数。

3、实验仪器:

分光镜,平面透射光栅,低压汞灯(连镇流器)。

4、实验原理:

光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成的,是单缝的组合体。原制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻画而成。光栅上的刻痕起着不透光的作用,两刻痕之间相当于透光狭缝。

原制光栅价格昂贵,常用的是复制光栅和全息光栅。为刻痕的宽度, 为狭缝间宽度, 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本常数之一。光栅常数的倒数为光栅密度,即光栅的单位长度上的条纹数,如某光栅密度为1000条/毫米,即每毫米上刻有1000条刻痕。

5、实验结论:

光栅光谱具有如下特点:光栅常数d越小,色散率越大;高级数的光谱比低级数的光谱有较大的色散率;衍射角很小时,色散率D可看成常数,此时,Δ 与Δ 成正比,故光栅光谱称为匀排光谱。

扩展资料:

衍射光栅实验的相关介绍:

一个理想的衍射光栅可以认为由一组等间距的无限长无限窄狭缝组成,狭缝之间的间距为d,称为光栅常数。当波长为λ的平面波垂直入射于光栅时,每条狭缝上的点都扮演了次波源的角色;从这些次波源发出的光线沿所有方向传播(即球面波)。

由于狭缝为无限长,可以只考虑与狭缝垂直的平面上的情况,即把狭缝简化为该平面上的一排点。衍射光栅是光栅的一种。它通过有规律的结构,使入射光的振幅或相位(或两者同时)受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的最重要应用是作为分光器件,常被用于单色仪和光谱仪上。

则在该平面上沿某一特定方向的光场是由从每条狭缝出射的光相干叠加而成的。在发生干涉时,由于从每条狭缝出射的光的在干涉点的相位都不同,它们之间会部分或全部抵消。

然而,当从相邻两条狭缝出射的光线到达干涉点的光程差是光的波长的整数倍时,两束光线相位相同,就会发生干涉加强现象。

衍射光栅光强分布研究论文

Theta为衍射角,Lambda为波长,b为单缝宽度

题 目 : [物理实验] 波的衍射实验论文 尺 寸 : 波的衍射实验论文.doc 目 录 : 1.衍射现象2.衍射理论3.惠更斯原理4.微波布拉格衍射原理5.菲涅耳原理6.衍射图象7.光栅的衍射原 文 : 衍射现象:光波在传播过程中遇到障碍物,偏离直线传播而进入阴影区域,光强重新分布,这种现象称为光的衍射现象。衍射理论:惠更斯原理:波在媒质中传播到的各点,都可看成新的子波源。在以后的任一时刻,这些子波的包络面就是该时刻的波前。惠更斯原理只能定性地解释波的衍射,不能给是具体波的强度。菲涅耳在惠更斯原理基础上加以补充,提出了子波相干叠加的概念。微波布拉格衍射原理: 晶面的密勒指数标记法:固态物质可分为晶体和非晶体两类。食盐、 方解石、金钢石、金属等属晶体,玻璃、松香、沥青等是非晶体。从微观结构上看,组成晶体的微粒有规则地、周期地排列成一定的结晶格子,简称晶格。最简单的晶格是立方体结构,这种结构只要用边长为a的正立方体沿三个直角坐标轴重复就可得到整个空间点阵。a称为晶体常数,通过任一格点,可以画出全同的晶面和某一晶面平行,构成一组平行晶面,所有的格点都在一族平行的晶面上而无遗漏,这样一族晶面不仅平行,而且等距,各晶面上格点的分布情况相同。晶体中有无限多族平等晶面,因此要有一个标记这些晶面族的方法。一般采用密勒指数法。设某一晶面与X、Y、Z三个坐标轴的截距分别为x、y、z,把三个截距的倒数1/x、1/y、1/z进行通分,取x、y、z的最小公倍数作为分母,得到三个分子分别为h、k、l,则此平面的密勒指数为(hkl)。当然与此平面平行的所有平面的密勒指数也是(hkl)。 看看这个:

单缝衍射测缝宽实验 一、实验目的 1.观察单缝衍射现象及其特点; 2.用硅光电池测量单缝衍射的光强分布; 3.用单缝衍射的规律计算单缝缝宽; 二、实验原理: 光在传播过程中遇到障碍物时将绕过障碍物,改变光的直线传播,称为光的衍射。当障碍物的大小与光的波长大得不多时,如狭缝、小孔、小圆屏、毛发、细针、金属丝等,就能观察到明显的光的衍射现象,亦即光线偏离直线路程的现象。光的衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射,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光路图如下图所示。 a. 理论上可以证明只要满足以下条件,单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域: a2a2 ???或L??? 88L 式中:a为狭缝宽度;L为狭缝与屏之间的距离;?为入射光的波长。 可以对L的取值范围进行估算:实验时,若取a?1?10m,入射光是He?Ne激光, ?4 其波长为, a2 ? ?,所以只要取L?20cm,就可满足夫琅和费衍射 的远场条件。但实验证明,取L?50cm,结果较为理想。 b. 根据惠更斯-费涅耳原理,可导出单缝衍射的相对光强分布规律: I ?(sinu/u)2 I0 式中: u?(?asin?)/? 暗纹条件:由上式知,暗条纹即I?0出现在 u?(?asin?)/????,??2?,? 即暗纹条件为 asin??k?,k??1,k??2,? 明纹条件:求I为极值的各处,即可得出明纹条件。令 d (sin2u/u2)?0 du 推得 u?tanu 此为超越函数,同图解法求得: u?0,?,?,?,? 即 asin??0,?,?,?,? 可见,用菲涅耳波带法求出的明纹条件 asin??(2k?1)?/2,k?1,2,3,? 只是近似准确的。 单缝衍射的相对光强分布曲线如下图所示,图中各级极大的位置和相应的光强如下: sin? ? ? ? I I0 . c. 应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽 由暗纹条件:asin??k? 并由图有:Xk?Ltan?k 由于?很小,所以Xk?L?k?kL?/a 令b?Xk?1?Xk?L?/a(b为两相邻暗纹间距),则 a?L?/b(或a?L?/X1,X1为中央明纹半宽度) 由此可见,条纹间距b正比于L和?,反比于缝宽a。由实验曲线测出b(取平均值),即可算出缝宽a。 d. 实验证明,若将单缝衍射的光路图中的单缝换成金属细丝,屏上夫琅和费花样和同样宽度的单缝衍射花样是一样的,故只需将单缝宽度a用金属细丝直径d代替,就可完全应用以上的理论和公式。 四、实验内容和步骤: 1. 实验主要内容是观察单缝衍射现象,测量单缝衍射的光强分布,并计算出缝宽a。 实验中用硅光电池作光强I的测量器件。硅光电池能直接变为电能,在一定的光照范围内,光电池的光电流i与光照强度I成正比。本实验用的是WJH型数字式检流计,以数字显示来检测光电流。它是采用低漂移运算放大器、模/数转换器和发光数码管将光电流a进行处理,从而将光强I以数字显示出来。 a.按下图接好实验仪器,先目测粗调,使各光学元件同轴等高,要注意将激光器调平; b.激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为50cm左

色度研究实验论文

在现代技术中,理化检验是指借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”。下面是我精心推荐的一些理化检验技术论文,希望能对大家有所帮助!理化检验技术论文篇一:《试谈理化检验质量控制考核中有关技术》 【摘要】 随着最近几年国家科学技术的飞速发展,各项科研工作也不断扩大。理化检验是我国进行科学研究检测的重要组成部分,尤其是在卫生监督管理方面。而理化研究由于其高要求的精密性而要求在检测的过程中必须提高检测的准确率,质量控制是一种提高准确率非常行之有效的方式,对于不同的检测,质控控制的技术也不一样。 【关键词】 理化检验;质量控制;技术分析;物理;化学 理化检验就是借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”,这种测量工具或器具都是非常精密,比如说一般常用的测量工具有千分尺、千分表、验规、显微镜等等。随着我国对于卫生行业的改革和对卫生监督管理的加强,卫生部门在进行检测的时候就提出了更高的要求,而理化检验是卫生检测的一种重要手段,它为监督执法提供更加精确的检测数据,在劳动卫生监督管理工作中具有重要作用。 1 理化检验质量控制考核中有关技术 根据多年来众多研究者不断的探索发现和 总结 ,理化检验质控考核主要可以分为以下几个方面。 滤膜上沉着的金属含量分析 这种技术就是运用化学 方法 ,通过添加相关化学剂使其沉淀然后过滤,对过滤金属进行类型、含量多少等分析。滤膜沉着的金属样品的稳定性比较高,在正常环境下不会随着自然环境的变化而发生损失,在进行滤膜上沉着的金属含量分析的过程中需要注意防止灰尘的污染,提取考核样品的时候应注意对工具的消毒、干燥处理,以免发生污染,致使考核结果数据不准确。考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 固体盐中金属含量分析 顾名思义,这中理化检验考核技术就是通过对固体盐类中的金属含量和类型进行考核,同滤膜沉着的金属样品一样,固体盐中金属样品也具有较好的稳定性。在提取样品的时候应注意样品量不宜过多,在提取样品前一定要对其进行干燥处理,干燥的时间至少在一个小时以上,考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 活性炭管吸附有机毒物含量分析 这种技术考核原理是化学亲和力的作用,因为活性炭管的吸附有机会具有很强的吸附能力,如果运用物理办法则不容易对其进行分离,用化学亲和力将其分离和样品考核分析。在日常的样品保存中要注意防尘和防潮。因而,活性炭管吸附有机毒物样品不适宜保存在冰箱里。 水溶液中毒物含量分析 水溶液中待检测的毒物考核样品很多,比如:水溶液中氯化氢含量、水溶液中三氧化铬含量等,水溶液中待检测的毒物考核样品的稳定性比较差,在正常自然状态下会随着环境的变化而发生变化,比如当环境温度升高了,就会增大样品水分的自然蒸发,在样品保存的时候,如果水溶液瓶盖密闭不严也会导致水分蒸发。所以,考核水溶液样品的保存非常重要,在保存的时候要注意放在温度不会发生变化的环境里,冰箱或者冷藏箱就是很好的方式,同时还要注意样品瓶是否密封好。 2 样品考核过程中应注意的问题 样品考核流程要严格按照规范标准 对于理化检验的质量考核,国家出台了相关的流程规范标准。因此,在实际的操作中要严格按照规范标准,以防出现错误或者测试不准。在考核前应将操作分析的计划详细书写清楚,按照相关指标和标准配置试剂,同时要取少量的考核样品先试验分析,主要是检测其浓度,以决定分析所用考核样品的取样量。在实际的考核过程中,首先做好标准曲线,包括空白点共五个点,每点做六份,计算变异系数小于百分之二,列出回归方程,计算回归系数。为了提高考核的准确率,应该取考核样品3份按标准曲线同样的方法进行操作,然后计算这三次测定的平均值作为最终测定结果,注意还要计算其相对标准值,标准值应小于百分之五,否则就说明误差过大,数据不能作为测定结果。注意书写过程中各种格式及单位等要严格按照标准格式。 考核过程中各器具及试剂运用的注意事项 首先是实验所用的吸液管,要求必须使用取得计量认证的单位生产的标准计量器具,或者是经过了考核人员本人的校正,因为吸液管的指标参数也会影响着测试的准确性。整个分析考核样品的过程中,要特别注意吸取标准试剂和考核样品溶液的剂量。其次是对实验所用的蒸馏水的注意,样品分析过程中,蒸馏水的质量会深深影响着化学分析铅的空白值,最终影响着分析结果。而分析试剂的纯度也会对分析结果造成很大的影响。因此,在实际考核中,为了保证考核样品结果的准确性,应使用重蒸馏水和分析纯以上试剂,气相色谱的考核用GR级色谱纯试剂。 3 结 语 理化检验质量控制考核并非一项复杂的工程,但是由于其检测结果的重要性就要求了检测结果必须更加的精确,因此在考核过程中必须要保证各项操作严格按照标准规范进行,保护样品不受污染,检测结果 报告 一定按照相关格式要求,全面、准确。通过各方面的规范操作来加强理化检验的质量控制。 参考文献 [1] 黄家钿,李诚,杜宏,张茵,方辰.卫生检验与检疫技术专业实践教学新模式的构建[A].浙江省医学会.2012年浙江省医学 教育 学学术年会论文集[C].浙江省医学会,. [2] 关于举办全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会暨《理化检验》创刊40年庆典活动的征文通知(第一号)[J].理化检验(物理分册),2012,02:92. [3] 张云霞,蔡望伟,周代锋.以素质教育为导向,深化医学院生物化学实验教学改革[J].海南医学,2011,15:135-137. [4] 张秀丽,廖兴广,张蒙,高葆真.2010年河南省食品卫生微生物检验质量控制考核结果的评价与分析[J].中国卫生检验杂志,2011,07:856-857. 理化检验技术论文篇二:《浅谈茶叶理化检验样品制备技术》 摘要:本文初步分析研究了茶叶理化检验样品的制备技术,并且从挑选与加工新鲜叶子、预处理与磨碎毛茶、均匀混合与分装磨碎样品、检验样品的均匀稳定性、检测特性数值等方面对茶叶理化检验样品制备技术进行了分析,最终提出了对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向实验室所提供的检测相关数据等发展建议,希望可以为我国的茶叶质检事业发展添砖加瓦并且奉献自己的力量。 关键词:茶叶 理化检验 制备样品 全球三大饮料之一便是茶叶,与 其它 饮料相比茶叶更加的实惠和经济,因此茶叶的饮用范围也在逐渐的扩大,拥有越来越大的消费人群,并且已经成为了21世界健康饮品的首先选择对象。可是,伴随着迅速发展壮大的商品经济,日益激烈的市场竞争环境,出现了各种各样的伪劣产品,茶叶也不能被排除之外。为了能够满足商品市场的要求,对各种形式的假茶叶进行严厉打击,有效整顿非常混乱的茶叶市场,迫切需要对茶叶进行理化检验。 一、茶叶理化检验标准化样品概述 对茶叶进行检测的内容包含了检验茶叶的品质、理化标准以及卫生标准等。其中,理化检验程序重点是对出物水浸、水分、茶多酚、咖啡碱等指标进行检验;卫生检验则是对存在于茶叶中的六六六成分等各种残留农药实施检测,以及重金属与微生物等项目的科学检验。 标准化样品具体是指一种或是各种均匀充足以及特点价值已经确定了的物质材料,主要用途是对设备仪器、评测方式以及材料具有的赋值进行校准。当前,通过国家生态环境科学研究院等有关单位研究制作、并且由我国标准物质机构特定销售的是存在于茶叶中的具备赋值特点的无机元素的茶叶标准样品。其它能够对茶叶理化各个指标体现的赋值标准化样品始终没有地方购买。为了可以有效提升全国检测茶叶机构的工作能力,加强检测机构对数据进行测定的可靠性,势必要设计针对茶叶理化各个指标所产生复制标准化样品,这也成为了各个检测单位对实验室检测茶叶项目技术水平客观了解的事实根据。 二、茶叶理化检验标准化样品制备技术 (一)挑选与加工新鲜叶子 影响茶叶理化指标数值的因素主要包括茶树的种类、产茶的时间、原材料的鲜嫩程度以及加工环节等。要想从根本上对原材料整体质量进行控制就需要挑选相同的种类、相同的茶园、根据一致的采摘要求对鲜叶实施采摘。并且在相同的步骤下加工生产等级相同的毛茶样品。需要关注两个方面:一方面是对毛茶所含水平有效控制。保证茶叶品质的重要因素就是茶叶所含的水分,毛茶样品要想成为标准化的茶叶样品,其含有的水分应当在以下。另一方面是对原材料的鲜嫩程度进行合理控制。加工茶叶使用鲜嫩程度良好的茶叶,不仅消耗较高的成本,同时出现较多的绒毛也对制备均匀样品非常不利。制作茶叶标准化样品,最好选择一芽的对夹叶或者三四叶的新鲜叶子作为原材料,使用二级或者二级以下作为毛茶的原材料。曾经根据以上的要求制作了一些茶叶的相关样品,已经被实验室国家认可组织作为了验证茶叶能力的标准化样品。不但具有较低的成本,并且在开始就已经对其均匀性获得了保障。 (二)预处理与磨碎毛茶 刚刚加工出来的毛茶通常会包含一些杂物。为了能够确保整批毛茶统一的质量标准,迫切需要挑剔全部茶叶,同时除去茶梗与石粒等,可以避免这些杂物对指标 产生的影响。国际相关标准对茶叶理化检验样品进行了规定必须使用磨碎之后的茶叶,因此,在预处理的前提条件下,必须磨碎处理毛茶的样品。磨碎之前,首先要清理干净磨碎设备,其次放入一小部分样品实施磨碎,并且清理掉这些磨碎样品。最后开始对样品正式进行磨碎,选择孔径在毫米到1毫米之间的筛子对磨碎样品进行筛选并且将其作为制备样品。 (三)均匀混合与分装磨碎样品 制备标准化的样品与平常检测使用的样品不同。制备一次样品的数量比较大,为了能够确保样品具有较高的均匀性,必须在进行分装操作之前充分混合均匀筛选后的磨碎样品。样品在混合均匀之后分别盛放在干燥清洁的设备中,盖紧瓶盖,为保存茶叶样品提供一个密闭、干燥、避免阳光照射的环境。 (四)检验样品的均匀稳定性 随机在整体样品中选择超过10个样品后检验其均匀性。检验均匀性可以使用待测项目,选择具有代表性或者对不均匀样品产生敏感的项目。对每一个抽取的样品,通过相同的检测人员在不变的环境条件下测试2次以上。应用单因子方差对检验结果进行分析,充分验证样品之间不会存在显著的差异性,只有这样才能证明其是均匀的样品。在验证茶叶能力所需样品的均匀性检验工作中,选择了总灰分和粗纤维等相关项目检验均匀性。由于前期制备均匀样品工作操作正确,应用单因子方差对上述检验均匀性结果进行验证表明其具有均匀性。上述茶叶项目在密闭与干燥的环境中状态稳定,因此,上述项目应用的样品可以不进行稳定试验。 (五)检测特性数值 检测某一个特性数值,通过需要具备检测茶叶能力的几十家实验室,根据国家规定的检测方法,应用各个实验室之间的联合检测方法,联合定值对应的特质数值。也就是根据相关准则规定的方法,统计和计算各个实验室获得检测结果,最终确定标准化样品各个特性数值体现出的测量的不确定性。 三、茶叶理化检验样品的发展 我国当前正在努力对各种能力开展计划验证,在验证茶叶能力的各项活动中,参与单位具有极高的积极性,参加个别项目的实验室超过了百家。开展工作的过程中,工作人员深刻的意识到制备大量样品非常不容易,在制备样品过程中,怎样保证样品具有均匀性以及对其进行有效检验等工作耗费了较多的财力与精力。因此,相关工作人员认为可以凭借验证茶叶能力这个机会,增加制备验证样品的数量。由于每一次验证茶叶能力之后剩余的样品都已经通过了均匀性检验,同时在验证能力过程中进一步获得确认;通过验证能力又可以产生一些具有较高技术水平的优秀实验室。所以,对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向这些实验室提供的检测相关数据。比如:可以将某种样品相关项目所需的标准数值规定为各个实验室得出的测定数值中的中位值,把标准化的IQR定义为标准偏差。假如能够科学有效的应用这些资源,不但能够大量减少制备与验证茶叶标准化样品所需的成本,同时也促使定值的结果更加无限接近真实数值,符合了各个质检单位对茶叶理化检验标准样品产生的要求。 结束语 目前,在制备茶叶标准样品工作上,茶叶工作者具备了丰富专业的茶叶背景优势,可是要想将验证茶叶能力提升为茶叶的标准化样品,还要对相关的研究程序作出进一步的分析理解,以便可以制备出具有稳定结果、准确定值、均匀样品同时充分发挥法律效力的茶叶标准化样品,也为我国发展茶叶质检工作贡献自己的力量。 参考文献: [1]GB/T8303―2002.茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定[M].中华人民共和国国家标准,2009. [2]CNAS-GL03.能力验证样品均匀性和稳定性评价指南[M].中国合格评定国家认可委员会2008. 理化检验技术论文篇三:基于工作过程的《食品理化检验技术》课程教学过程设计 食品理化检验技术作为食品营养与检测专业的一门重要的核心课程之一,该课程的教学会直接影响到学生的培养质[]量,因此,需要对课程进行教学过程的设计,来培养学生学习的积极性、主动性和创造性,调动学生的学习兴趣,从而提高教学的课堂效果,教学过程是知识、 经验 、方法、能力的整体综合体现,教学过程既要体现做事的方式方法,又要重视知识的掌握和应用[1-2]。为了搞好该课程的教学工作,本文对《食品理化检验技术》课程进行教学过程设计,通过教学过程设计来保证课堂的教学效果,达到合乎企业要求的人才培养目标。 一、食品理化检验技术课程开发 食品理化检验技术课程的开发是以企业的理化检验的工作过程为导向进行的,将理化检验的工作过程设计成企业岗位需要的工作任务,并以该工作任务为载体设计学习情境,确定开发的流程,具体为首先对食品营养与检测专业进行调研,写出 调研报告 ,分析企业理化检验工作岗位所要求的职业能力和工作能力,根据职业能力和工作能力的要求,分析食品理化检验技术的课程结构,优化出该课程的课程体系,从而分析出课程的教学内容,制定出课程标准和实验实训指导书,然后进行教学设计。 二、教学内容的选择和课程内容结构 在食品理化检验技术课程的教学内容选取上,根据国家和地方食品企业行业发展以及高职食品营养与检测专业的培养目标,按照食品理化检验的工作岗位对学生知识、能力、素质的要求,根据“够用、必需”原则来选取教学内容,按照职业性、实践性的原则选取食品理化实训教学项目。 三、食品理化检验技术教学过程的设计 食品理化检验技术课程的教学过程采用具体的工作任务来引领学生学习的整个过程,按照食品理化检验工作岗位的流程进行设计该课程的教学过程,从工作岗位所需的工作任务来选择理化检验项目,检验项目选择完成后,学生根据检验项目查找资料进行方案设计,方案设计确定出来后,需要教师和学生共同进行反复讨论、修改,通过后才能实施,根据确定的方案,学生在教师的指导下完成实验实训的各项准备工作,然后开始进行实训操作,操作完成,对实训的结果进行分析,再广泛收集教师和学生们的意见,最后教师把问题反馈给学生,避免学生下次出现同类错误。《食品理化检验技术》课程的教学过程设计见图1。 图1 食品理化检验技术教学过程的设计 四、推行基于工作过程的项目导向、任务驱动教学法

粉红色的回忆.......人类社会因为五彩缤纷的色彩变得栩栩如生、绚丽生动。而作为艺术的一种形式,色彩令我们每时每刻都感受到它所产生的美感。上图服装款式上简洁大方,漫不经心地泄露出一种含蓄的高贵。其亮点在于服装和饰品的色彩搭配。其大部分色彩都为浅色系,与周围深色调的环境形成对比,显得轻盈许多,且与上装不同的是,下衣出现了鲜艳色调,纯度和明度较高的粉红色小裙穿于白色内衣和白色外衣之间,形成鲜明的对比,显得年轻而富有生气。粉红色是一种由红色和白色混合而成的颜色,通常也被描述成为淡红色。但是更准确的应该是不饱和的亮红色。戴于头部的白色小帽是真正的点睛之笔,给人的感觉是小鸟依人,落落大方但不张扬,可爱圆润,含蓄羞涩,也以服装配件的形式丰富了整体服装效果视觉元素,加强了整体色彩的跳跃性,虽有色彩上的对比,整体上仍未破坏协调统一的优雅感觉。其缺点是鞋子选择运动鞋,好像与整体服饰有些违异,选择偏女性一点的鞋子应该会好一些,因为是出去爬山,所以她选择了运动鞋。另外裙子下面好像有些突兀,给人一种空空的感觉。上面服饰的另一主流颜色为白色,服饰用色上,白色是永远流行的主要色,可以和任何颜色作搭配。在西方白色象征着浪漫,常常和婚姻相连。而在中国,白色常与死亡葬礼联系。此外白色象征纯洁、神圣,明快、清洁与和平,最能表现一个人高贵的气质,因此,要想穿着白色服装而显得更美,对于化妆与配件的配色就要多加考究才行。在商业设计中,白色具有高级,科技的意象,通常需和其他色彩搭配使用,纯白色会带给别人寒冷,严峻的感觉,所以在使用白色时,都会掺一些其他的色彩。白色的搭配原则白色可与任何颜色搭配,但要搭配得巧妙,也需费一番心思。白色下装配带条纹的淡黄色上衣,是柔和色的最佳组合;下身着象牙白长裤,上身穿淡紫色西装,配以纯白色衬衣,不失为一种成功的配色,可充分显示自我个性;象牙白长裤与淡色休闲衫配穿,也是一种成功的组合;白色褶折裙配淡粉红色毛衣,给人以温柔飘逸的感觉。红白搭配是大胆的结合。上身着白色休闲衫,下身穿红色窄裙,显得热情潇洒。在强烈对比下,白色的分量越重,看起来越柔和。上面图片以不清楚的模糊线条描画出人物和服装,线条就像是随时都要断掉一样,让人感觉那些虚虚实实隐约可见的地方给人以虚幻的气氛,正符合少女服装本身所带给人们的感觉,而上色方面也偏向透明清淡的水彩,经过细心描绘的服装和肌肤就像是可以穿透看到底下的血管一样,另外色彩透过人们的视觉反映到人的大脑,使人产生联想,激起人的情绪,这就是色彩的情感反映,色彩的情感效应是由人的联想产生的人的年龄经历以及文化修养不同,同一色彩使人产生的联想即情感效应也会不同,色彩能引起的联想会有许多共同的地方,有一定的规律性。就色彩本身而言是没有任何情感与意义的,但是色彩对人的心理的影响是客观存在的,现实中的色彩通过人的视觉传达必然会作用与人的心理,从而使人们对色彩产生知觉,联想以及审美等等心理饿活动,他甚至会影响人的情绪,行为等等。当我们步入万物葱郁的自然界中,心情会顿时充满轻快,舒畅感进入光线幽暗的房间便有忧郁不安之感。这就是色彩给于我们的明快、忧郁感。色彩的冷暖感:色彩的冷暖感主要是色彩对视觉的作用而使人体所产生的一种主观感受。如红、橙、黄让人联想到炉火,太阳,热血,因而是暖感的;而蓝、白则会让人联想到海洋,冰水,具有一定的寒冷感。色彩的轻重感:同样的事物因色彩的不同会产生不同的轻重感,这种与实际的重量不符的视觉效果称之色彩的轻重感。这种感觉主要来源于色彩的明度。明度高的色彩使人有轻薄感,明度低的色彩则有厚重感。如白、浅蓝、浅绿色有轻盈之感,黑色让人有厚重感。因此,服装上白下黑给人一种沉稳、严肃之感;而上黑下白则给人轻盈、灵活之感。色彩的兴奋与沉静感:色彩能给人兴奋与沉静的感受,这种感受带有积极或消极的情绪。积极的色彩能使人产生兴奋、激励、富有生命力的心理效应,消极的色彩则表现沉静、安宁、忧郁之感。色彩的软硬感:通常来说,明度高的色彩给人以软感,明度低的色彩给人以硬感。在女性服装设计中为体现女性的温柔、优雅、亲切,宜采用软感色彩,但一般的职业装或特殊功能服装宜采用硬感色彩。色彩依附于特定的面积,位置以及形状而存在,因此色彩的面积,位置与形状必然与色彩对比产生一定的关系,继而对色彩的对比关系产生一定的影响。色彩没有对比就不会产生绚丽的色彩,但是对比过分就会产生不和谐的感受,既而对人的心理产生负面影响,因此对调和色彩之间的关系就可以使色彩更加赏心悦目。所以说秩序、和谐是色彩悦目的先决条件,在进行色彩构成训练时,要使对比的色彩成为刺激视觉的协调的统一整体,要使色彩符合人的视觉心理,要使色彩符合人的欣赏习惯等等。色彩在服装设计中起着先声夺人的作用,它以其无可代替的性质和特性,传达着不同的色彩语言,释放着不同的色彩情感,同时也起着传情达意的作用。服装色彩语言的组织需要多种因素的相互作用,才能达到合理的视觉效果,组成和谐的色彩节奏。色彩搭配是多种因素的组成和相互协调的过程,同时遵循着一定的规律。利用色彩之间原有相异的关系,运用搭配调和的原则,找出他们内在的规律、有秩序的相互关系。通过在面积大小、位置不同、材质差异等方面搭配,在视觉上既不过分刺激,又不过分暧昧,突出单纯、和谐、色调的统一。在单纯中寻求色彩的丰富变化,在和谐中求得色彩的明暗,产生平衡、愉悦的美感。除了社会习俗和审美需求外,某些行业的服装需要特殊色彩,以体现其特殊功能。例如,救生衣采用醒目的桔红色与周遭的环境色明显区别开;医院护士服采用柔和、洁净的白色或粉色调起到静气宁神的作用哥们我挺不容易的,给个采纳吧.....

色彩色度图实验室报告酷太阳工作组hanzo翻译CIE1931色度图(2维标准观测)目的这个工程的目的就是证明如何显示一个1931CIE(CommissionInternationaldel'Eclairage国际照明协会)的色度图,同样还包括1960和1976介绍中对其的改革。额外地,这个图可以使用1931的2维标准观测来显示,也可以用1964年的10维标准观测来显示,我们还试着解释它们之间的不同。背景标准观测(StandardObserver)。CIE标准观测是基于协会和建造者的表格的二维区域。CIE1964标准观测是10维的。引导到1931标准观测的实验只使用了视网膜中的一个小凹槽,覆盖了视野的2维。1964年附加的标准观测是基于视网膜10维区域的色彩比配实验。观测忽略了中央的2维点。当视觉感受被期望为4维时,1964的标准观测就被推荐出来了。CIE标准观测通常都基于许多实验,这些实验是用少数拥有普通视力的人做出的。没有真正的观测是也CIE标准观测一样的。请参考[Judd75,]or[Billmeyer81,]。关于新闻组的投递,Danny提出“1964观测有50个观测者左右,而1931只有一打。1964的工作包括一些外国的已经获得博士学位的同事,但是早期的工作只有包括伦敦附近的一些英国人”。根据[Foley96,],1964的表格并不是普遍为计算机使用的,因为它强调很大的一个颜色区域,这个区域里的大多数颜色并不是图象中能够找到的。下面的图能够被“标准”表格色度程序显示,当程序被校准了以后尺寸也就正确了。CIE19312-DegreeFieldofViewCIE196410-DegreeFieldofView要得到附加的CIE1931和1964观测信息,请看[Judd75,]or[Billmeyer81,]。颜色匹配函数。一系列关于1931和1964标准观测的颜色匹配函数被定义了。这两个标准观测的1纳米的定义可以在文件中找到,和[CIE标准,],或者表格在[Wyszecki82]。CIE颜色匹配函数的一纳米表格给出了7个标准的图。但是根据[Wyszecki82,]“那些大量的用来定义颜色匹配函数的数字图形是不必像实验得到颜色匹配数据那样具有验证,基于这个数字图形的表格上的值有一个相比较的精密度的。视觉色彩匹配和这里的精密度是有很大距离的。”但是有了这个精密度和计算机,还有色度表上的坐标,我们可以直接用色度匹配函数来计算出颜色,而不必像以前一样用表格来计算了。1931颜色匹配函数的图形就在下面:CIE1964颜色匹配函数的曲线弯度就和上面的或者[Billmeyer81,]有一点点区别。色度图CIE1931xyChromaticityDiagram马蹄铁线是光谱轨迹。连接马蹄铁底部结束的线叫作无光谱的“紫色线”IntermsofthetristimulusvaluesX,YandZ:x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)z=Z/(X+Y+Z)x+y+z=1See[Fortner97,]这个CIE图标的表示给予绿色区域一个并不平衡的面积。对于原来1931CIE色度图的各种改变被提议修正这个失真,还要归整出一个唯一近似的色度空间。理论上来说,最小可分辨区域应该是原形的,但是由于不唯一的色度图,对于这个区域却是椭圆形,而且这种区域在色度图中由位置的不同而有不同的尺寸大小。碎小的这种椭圆区域在CIE色度图中常被指出。[Chamberlin80,]根据[Fortner97,],控制波长和纯度的因素经常在色度图中用来描述颜色,也表达了色调和饱和度的概念。注意:没有一个输出设备能够输出精确的CIE图象,因为输出设备都是有固定的墨和颜色的,固定的几种颜色是不能够表达所有可以看见的颜色的。1960CIEuvChromaticityDiagramConversionof1931xycoordinatesto1960uvcoordinates:u=4x/(-2x+12y+3)v=6y/(-2x+12y+3)IntermsofthetristimulusvaluesX,YandZ:u=4X/(X+15Y+3Z)v=6Y/(X+15Y+3Z)Conversionof1960uvcoordinatesto1931xycoordinates:x=3u/(2u-8v+4)y=2v/(2u-8v+4)See[Agoston87,],[Judd75,],[Billmeyer81,].这个1960的公式“碾碎”了所有黄色,褐色,橙色和红色,把它们放入了一个相关的很小的色度图区域,这个图是在色差点和光谱轨迹之间的。这个区域应该足够地大,因为这些颜色出现在食物,油,绘画和其它工业领域。[Chamerlin80,],1976的色度图有了更好的改进:1976CIEu'v'ChromaticityDiagramConversionof1976u'v'coordinatesto1931xycoordinates:x=9u'/(6u'-16v'+12)y=4v'/(6u'-16v'+12)z=(-3u'-20v'+12)/(6u'-16v'+12)Forconversionfrom1960to1976coordinates:u'=uu'=4x/(-2x+12y+3)u'=4X/(X+15Y+3Z)v'=3v/2v'=9Y/(X+15Y+3Z)v'=9y/(-2x+12y+3)w'=(-6x+3y+3)/(-2x+12y+3)[Chamberlin80,],[Billmeyer81,],[Hunt87,Appendix6,].1976年图表的优点是每点之间的距离已经近似于均衡的距离了,1931中的一些定义并不确切。但是历史的惯性获得了胜利的优势:1976图表并没有像1931图表那样广泛使用。ChromaticityCoordinatesofPhosphors.(中间一些表格显示不正常,请去酷太阳实验室查看详细资料)也可以参看PhosphorsforCathodeRayTubes或者PhosphorHandbook。Maxwell三角形和色阶在麦氏维尔三角形中,从三个附加根源出现的颜色可以混合成任何一个可能的颜色。在麦氏维尔三角形实验室报告中有更详细的解释。RGB的色度坐标定义了一个可以被所有CRT显示器可能显示颜色色麦氏维尔三角形(或者色阶)。在单个显示器上,在各种颜色空间上正确显示色阶是不可能的,因为色阶有轻微的不同,有些颜色不能够精确地显示出来。色阶可以被近似出来,但是,例如下面显示的SMPTE色阶存在于各种色度图中:SMPTEGamutin1931CIExyChromaticityDiagramSMPTEGamutin1960CIEuvChromaticityDiagramSMPTEGamutin1976CIEu'v'ChromaticityDiagram1931和1964色度图并不严格正确,但在对于论证目的的色度图程序来说是允许的。顺便说一下,YUV的Y是被颜色中白色部分所纠正的GAMMA,CIEXYZ中的Y是并不确切的白色。它们存在联系,但不相同。请看颜色制度。.

苏科吧???李lianzhi教的吧??? 我靠!!!!!!!LP啊!!!!!这世界太小了!!!你也太猥琐了!!!这个作业还百度知道!!!我就不说你了!!!!自己反省去吧!!!!别问我是谁!!!

液晶电光效应研究实验论文

答:光电效应实验思考题1什么是光电效应,光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应( Phot cel ectric effect )。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即就会逸出光电子,发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之増大。但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值叫饱和电流。所以,当入射光强度塔大时,根据光子假设,入射光的强度。

液晶光开关构成图像显示矩阵的方法除了液晶显示器以外,其他显示器靠自身发光来实现信息显示功能。这些显示器主要有以下一些:阴极射线管显示(CRT),等离子体显示(PDP),电致发光显示(ELD),发光二极管(LED)显示,有机发光二极管(OLED)显示,真空荧光管显示(VFD),场发射显示(FED)。这些显示器因为要发光,所以要消耗大量的能量。液晶显示器通过对外界光线的开关控制来完成信息显示任务,为非主动发光型显示,其最大的优点在于能耗极低。正因为如此,液晶显示器在便携式装置的显示方面,例如电子表、万用表、手机、传呼机等具有不可代替地位。下面我们来看看如何利用液晶光开关来实现图形和图像显示任务。矩阵显示方式,是把图5(a)所示的横条形状的透明电极做在一块玻璃片上,叫做行驱动电极,简称行电极(常用 表示),而把竖条形状的电极制在另一块玻璃片上,叫做列驱动电极,简称列电极(常用 表示)。把这两块玻璃片面对面组合起来,把液晶灌注在这两片玻璃之间构成液晶盒。为了画面简洁,通常将横条形状和竖条形状的ITO电极抽象为横线和竖线,分别代表扫描电极和信号电极矩阵型显示器的工作方式为扫描方式。显示原理可依以下的简化说明作一介绍。欲显示图5(b)的那些有方块的像素,首先在第A行加上高电平,其余行加上低电平,同时在列电极的对应电极c、d 上加上低电平,于是A行的那些带有方块的像素就被显示出来了。然后第B行加上高电平,其余行加上低电平,同时在列电极的对应电极b、e 上加上低电平,因而B行的那些带有方块的像素被显示出来了。然后是第C行、第D行 …… ,余此类推,最后显示出一整场的图像。这种工作方式称为扫描方式。这种分时间扫描每一行的方式是平板显示器的共同的寻址方式,依这种方式,可以让每一个液晶光开关按照其上的电压的幅值让外界光关断或通过,从而显示出任意文字、图形和图像。

1.液晶光开关的工作原理液晶作为一种显示器件,其种类很多,下面以常用的TN(扭曲向列)型液晶为例,说明其工作原理。入射的自然光偏振片P1偏振片P2出射光扭曲排列的液晶分子具有光波导效应光波导已被电场拉伸TN型光开关的结构如图1所示。在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶,液晶分子的形状如同火柴一样,为棍状。棍的长度在十几埃(1埃 = 10-10米 ),直径为4~6埃,液晶层厚度一般为5-8微米。玻璃板的内表面涂有透明电极,电极的表面预先作了定向处理(可用软绒布朝一个方向摩擦,也可在电极表面涂取向剂),这样,液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里;使电极表面的液晶分子按一定方向排列,且上下电极上的定向方向相互垂直。上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用,趋向于平行排列。然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直,所以从俯视方向看,液晶分子的排列从上电极的沿-45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿+45度方向排列,整个扭曲了90度。如图1左图所示。理论和实验都证明,上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质,即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时,偏振方向会旋转90度。取两张偏振片贴在玻璃的两面,P1的透光轴与上电极的定向方向相同,P2的透光轴与下电极的定向方向相同,于是P1和P2的透光轴相互正交。在未加驱动电压的情况下,来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光,该线偏振光到达输出面时,其偏振面旋转了90°。这时光的偏振面与P2的透光轴平行,因而有光通过。在施加足够电压情况下(一般为1~2伏),在静电场的吸引下,除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外,其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。于是原来的扭曲结构被破坏,成了均匀结构,如图1右图所示。从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转,保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2正交,因而光被关断。由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过,加上电场的时候光被关断,因此叫做常通型光开关,又叫做常白模式。若P1和P2的透光轴相互平行,则构成常黑模式。2.液晶光开关的电光特性和时间响应特性液晶可分为热致液晶与溶致液晶。热致液晶在一定的温度范围内呈现液晶的光学各向异性,溶致液晶是溶质溶于溶剂中形成的液晶。目前用于显示器件的都是热致液晶,它的电光特性随温度的改变而有一定变化。图2为光线垂直入射时本实验所用液晶相对透射率(以不加电场时的透射率为100%)与外加电压的关系。由图2可见,对于常白模式的液晶,其透射率随外加电压的升高而逐渐降低,在一定电压下达到最低点,此后略有变化。可以根据此电光特性曲线图得出液晶的阈值电压和关断电压。;。V另外,在给液晶板加上一个周期性的作用电压(如图3上图),液晶的透过率也就会随电压的改变而变化,就可以得到液晶的相应时间上升时间Δt1和下降时间Δt2。如图3下图所示。上升时间:透过率由10%升到90%所需时间;。Δt1液晶的响应时间越短,显示动态图像的效果越好。3.液晶光开关的视角特性液晶光开关的视角特性表示对比度与视角的关系。对比度定义为光开关打开和关断时透射光强度之比,对比度大于5时,可以获得满意的图像,对比度小于2,图像就模糊不清了。图4表示了某种液晶视角特性的理论计算结果。图4中,用与原点的距离表示垂直视角(入射光线方向与液晶屏法线方向的夹角)的大小。图中4个同心圆分别表示垂直视角为30,60和90度。90度同心圆外面标注的数字表示水平视角(入射光线在液晶屏上的投影与0度方向之间的夹角)的大小。图3中的闭合曲线为不同对比度时的等对比度曲线。由图4可以看出,对比度与垂直与水平视角都有关。而且,视角特性具有非对称性。

光的偏振特性研究实验论文

【实验目的】 1. 通过光的偏振实验,了解光的偏振特性。 2. 找出穿过两个偏振器的透射光强度与两个偏振器轴的夹角φ之间的关系。 3. 对在物理量的测量中如何使用计算机控制实时测量系统有初步的掌握。 【实验原理】 在本实验中利用一种叫偏振器的光学元件,其原理如图22-1所示。一个偏振器只允许在一特定平面内振动的光通过,这个平面就形成所谓的偏振轴。自然光在垂直于传播方面的所有平面内振动。若自然光入射到理想偏振器,则只有一半的光能通过它。而实际上,通过实际的偏振器的光

1.定义2.偏振不良作用 通信中引起的色散 ... 3.消除偏振的影响 保偏光纤 光子晶体光纤的保偏4. 偏振的应用 测折射率 测厚度 ......上期刊网搜搜 论文多得是

课 题 偏振光现象的研究1.观察光的偏振现象,掌握产生与检验偏振光的条件和方法;教 学 目 的 2.测量布儒斯特角;3.验证马吕斯定律。重 难 点 1.激光器与光具组的共轴调节;2.布儒斯特角的测定。 教 学 方 法 讲授、讨论、实验演示相结合。 学 时 3个学时一、前言 光的偏振是指光的振动方向与光的传播方向的不对称性.偏振现象是证明光为横波的最有力的证据,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,而且具有重要的应用价值。 自然光是各方向的振幅相同的光,对自然光而言,它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向,没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上,则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等.线偏振光是在垂直于传播方向的平面内,光矢量只沿一个固定方向振动.起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件;检偏器是用于鉴别光的偏振状态的器件。 二、实验仪器 He-Ne激光器,光具座,光靶,光学测角台,偏振片,黑玻璃镜,1/2波片,1/4波片,白屏,光功率计等三、实验原理1.光的偏振性 光波是波长较短的电磁波,电磁波是横波,光波中的电矢量与波的传播方向垂直。光的偏振观象清楚地显示了光的横波性。光大体上有五种偏振态,即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。而线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。(1)自然光 光是由光源中大量原子或分子发出的。普通光源中各个原子发出的光的波列不仅初相彼此不相关,而且光振动方向也是彼此不相关的,呈随机分布。在垂直于光传播方向的平面内,沿各个方向振动的光矢量都有。平均说来,光矢量具有轴对称而且均匀的分布,各方向光振动的振幅相同,各个振动之间没有固定的相联系,这种光称为自然光或非偏振光(见下图)。  我们设想把每个波列的光矢量都沿任意取定的x轴和y轴分解,由于各波列的光矢量的相和振动方向都是无规则分布的,将所有波列光矢量的x分量和y分量分别叠加起来,得到的总光矢量的分量Ex和Ey之间没有固定的相关系,因而它们之间是不相干的。同时Ex和Ey的振幅是相等的,即Ax=Ay。这样,我们可以把自然光分解为两束等幅的、振动方向互相垂直的、不相干的线偏振光。这就是自然光的线偏振表示,如下图(a)所示。分解的两束线偏振光具有相等的强度Ix=Iy,又因 自然光强度I=Ix+Iy  所以每束线偏振光的强度是自然光强度的1/2,即 通常用图(b)的图示法表示自然光。图中用短线和点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动,点和短线交替均匀画出,表示光矢量对称而均匀的分布。(2)线偏振光  光矢量只沿一个固定的方向振动时,这种光称为线偏振光,又称为平面偏振光。光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面,如图(a)所示。线偏振光的振动面是固定不动的,图(b)所示是线偏振光的表示方法,图中短竖线表示光振动在纸面内,点表示光振动垂直于纸面。(3)部分偏振光 这是介于线偏振光与自然光之间的一种偏振光,在垂直于这种光的传播方向的平面内,各方向的光振动都有,但它们的振幅不相等,如图(a)所示。这种部分偏振光用数目不等的点和短线表示。在图(b)中,上图表示在纸面内的光振动较强,下图表示垂直纸面的光振动较强。要注意,这种偏振光各方向的光矢量之间也没有固定的相的关系。(4)圆偏振光和椭圆偏振光  这两种光的特点是在垂直于光的传播方向的平面内,光矢量按一定频率旋转(左旋或右旋)。如果光矢量端点轨迹是一个圆,这种光叫圆偏振光(见图(a))。如果光矢量端点轨迹是一个椭圆,这种光叫椭圆偏振光(见图(b))。2. 布儒斯特角 当光从折射率为n1的介质(例如空气)入射到折射率为n2的介质(例如玻璃)交界面,而入射角又满足时,反射光即成完全偏振光,其振动面垂直于入射面。iB称布儒斯特角,上式即布儒斯特定律。显然,θB角的大小因相关物质折射率大小而异。若n1表示的是空气折射率,(数值近似等于1)上式可写成3.马吕斯定律 如果光源中的任一波列(用振动平面E表示)投射在起偏器P上(如下图),只有相当于它的成份之一的Ey(平行于光轴方向的矢量)能够通过,另一成份Ex(=E cosθ)则被吸收。与此类似,若投射在检偏器A上的线偏振光的振幅为E0,则透过A的振幅为E0 cosθ(这里θ是P与A偏振化方向之间的夹角)。由于光强与振幅的平方成正比,可知透射光强I随θ而变化的关系为这就是马吕斯定律。4.波片 若使线偏振光垂直入射一透光面平行于光轴,厚度为d的晶片,此光因晶片的各向异性而分裂成遵从折射定律的寻常光(o光)和不遵从折射定律的非常光(e光)。因o光和e光在晶体中这两个相互垂直的振动方向有不同的光速,分别称做快轴和慢轴。设入射光振幅为A,振动方向与光轴夹角为θ,入射晶面后o光和e光振幅分别为Asin θ和Acos θ,出射后相位差式中λ0是光在真空中的波长,no和ne分别是o光和e光的折射率。这种能使相互垂直振动的平面偏振光产生一定相位差的晶片就叫做波片。 如果以平行于波片光轴方向为x坐标,,垂直于光轴方向为y坐标出射的o光和e光可用两个简谐振动方程式表示:该两式的合振动方程式可写成一般说来,这是一个椭圆方程,代表椭圆偏振光。但是当 (k=1、2、3…)或 (k=0、1、2…)时,合振动变成振动方向不同的线偏振光。后一种情况,晶片厚度可使o光和e光产生(2k+1)λ/2的光程差,这样的晶片称做半波片,而当 (k=1、2、3…)时,合振动方程化为正椭圆方程这时晶片厚度,称做1/4波片。它能使线偏振光改变偏振态,变成椭圆偏振光。但是当入射光振动面与波片光轴夹角θ=45°时,Ae=Ao,合振动方程可写成 即获得圆偏振光。四、实验内容与步骤1.布儒斯特角的测定 在光具座上,由氦氖激光器发出的光束擦盘直接入射到立在光学测角台直径上的黑玻璃镜面,先转动测角台,使反射光束原路返回,由此定出入射光束的零度方位,利用滑动座的升降微调装置适当降低角度盘,然后再从入射角为10°~85°范围内寻找反射光束通过检偏器后,光强变到最小(甚至为零)时的角度(器件布置示如下图,也可直接用白屏观察)。这里的检偏器是一个能在支架上转动的偏振片,支架锁紧在测角台的转臂上。用检偏器检查任一反射光束,都是偏振光,在改变入射角的过程中,检偏器透振轴指向水平方向(为什么?)。为了更准确的测量,可以选取48°~64°角的入射角范围,根据消光位置找出布儒斯特角。测量5次,取平均值,将数据填入表(一)。2.马吕斯定律的验证 如果光源中的任一波列(用振动平面E表示)投射在起偏器P上,只有相当于它的成分之一的(平行于光轴方向的矢量)能够通过,另一成分则被吸收。若投射在检偏器A上的线偏振光的振幅为E0,则透过A的振幅为(这里 是P与A偏振方向之间的夹角)。由于光强与振幅的平方成正比,所以透射光强I随而变化的关系为 这就是马吕斯定律。 实验内容:让激光束垂直通过起偏器成为偏振光,用检偏器检查时,使两个偏振器的透振方向的夹角在从0°转动一周的过程中,用连接光电流放大器的光电探头测量透射光强的相对值I,每10°读取一次数据。将数据填入表(二),然后画出I-关系曲线,或将实验数据输入计算机打印出关系曲线。3.分析半波片的作用(选做) 在由布儒斯特窗和偏振棱镜联合组成的起偏器D和检偏器A之间加入半波片H,并使其绕水平轴转动360°,观察屏幕上发生消光现象的次数;然后使起偏器的偏振面与检偏器的光轴正交,加入半波片后,将它转到消光位置,再分别转动15°,30°,45°,60°,75°和90°,相应记录每次将A逐次转到消光位置所需转动的角度,根据实验数据分析半波片的作用。将数据填入表(三)中,并作解释。4.分析1/4波片的作用(选做) 先使线偏振光的偏振面P与检偏器A的光轴正交(这时通过A的光强显示最小),然后在两个偏振棱镜之间加入1/4波片Q,并转动Q,直到通过A的光强恢复到最小。从此位置每当Q转动15°,30°,45°,60°,75°和90°时,都将A转动360°,将数据填入表(四)中,并作解释。五、数据表格及数据处理1. θB的测定表 (一)θB1 θB2 θB3 θB4 θ° ° ° ° °θB平均值=°不确定度的计算:2. 马吕斯定律的验证表 (二) 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° 100° 110° 120°I 758 670 558 450 300 171 67 22 12 45 132 248130° 140° 150° 160° 170° 180° 190° 200° 210° 220° 230° 240° 250°380 515 640 737 794 803 777 720 602 470 322 186 85260° 270° 280° 290° 300° 310° 320° 330° 340° 350° 360°19 11 38 118 239 377 501 640 718 775 793画出I-关系曲线3. 分析半波片的作用表 (三)λ/2波片转动角度 15° 30° 45° 60° 75° 90°检偏器转动角 4.分析1/4波片的作用表 (四)λ/4波片转动角度 15° 30° 45° 60° 75° 90°检偏器转动360°过程中看到的现象 六、注意事项 1、保护光学元件的光学表面,不得触摸光学元件的光学表面。 2、激光管两端的高压引线头是裸露的,且激光电源空载输出电压高达数千伏,要警惕误触。 3、激光束光强极高,切勿用眼睛对视,防止视网膜遭永久性损伤。七、思考题 1、有四束光,它们的偏振态分别是:线偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光和自然光,怎样鉴别它们?答:用一块检偏振器分别对四束光迎光旋转检验,当检偏振器旋转一周,发现出射光强两个方位最大,两个方位为零时,该光就是线偏振光;出射光强两个方位最大,两个方位变小时,该光即是椭圆偏振光;当出射光强不变时为圆偏振光和自然光.然后再区别圆偏振光和自然光.将这两束光分别通过l/4波片.通过l/4波片后,自然光还是自然光,用旋转的检偏振器检验,仍然光强不变;而圆偏振光通过l/4波片后变为线偏振光,用检偏振器检验,出现两次最大,两次零光强. 2. 三块外形相同的偏振片、1/2波片、1/4波片被弄混了,能否把它们区分开来?需要借助什么工具?答:用实验室中的光滑桌面(或玻璃板面)反射钠光,透过三块未知的偏振器件观看反射的钠光,在此过程中,一边旋转偏振器件,一边改变反射光方向,三块偏振器件中必有一块出现"两明两零"的现象,它就是偏振片.此时,钠光的入射角就是布儒斯特角,反射光是振动面垂直于入射面的线偏振光.另两块是波片,无论怎样旋转它,无论怎样改变反射光线的方向,光强都不发生变化.现在有了一块偏振片,还有已知振动方向的线偏振光.将两块波片分别迎着线偏振光旋转,用偏振片检验出射光强的变化.如果不管在什么方位,总是出现"两明两零"的现象,这块波片一定是l/2波片,因为线偏振光经过l/2波片后仍然是线偏振光.而线偏振光通过l/4波片,仅在线偏振光的振动方向平行(或垂直)l/4波片晶轴的情况下,才会出射线偏振光.在线偏振光振动方向与晶轴成450角时,出射圆偏振光,一般情况下出射椭圆偏振光. 3、用怎样的措施获得圆偏振光? 答:让自然光通过起偏镜,得到振动方向平行于起偏镜透振方向的线偏振光.再让线偏振光通过一块1 /4波片,波片晶轴z与线偏振光振动方向成45度角,自l/4波片出射的就是圆偏振光.选取l/4波片使分解的o光和e光有±π/2的相位差,光轴z与入射线偏振光振动方向45度的夹角,可使分解的o光和e光有相等振幅.八、教学后记 一定要对学生强调激光器切不可用眼睛直视,以免出现人生伤害事故;本实验要测量的数据较多,实验的实际操作比较繁琐,因而学生感到完成实验有一定难度,因此在授课中强调学生一定要耐心;实验中要让学生在出现故障时,学会排除故障,并且能够自己动手解决问题,培养学生的动手能力。 执笔人:陈晨

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