全息光柵的制作(實(shí)驗(yàn)報(bào)告)完美版

教育設(shè)計(jì)性試驗(yàn)看似可怕，但實(shí)際操作還是比較簡(jiǎn)單的?我的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，僅供參考?實(shí)驗(yàn)報(bào)告封面_|實(shí)驗(yàn)扌艮告全息光柵的制件A4-1站畐=心學(xué)院.2站畐=心學(xué)院.2土木建筑工程學(xué)竟拇導(dǎo)口4-1孝號(hào)?0E23IXXS+J曰期；仝邛09年見月XK曰全息光柵的制作一、 實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作全息光柵，并測(cè)出其光柵常數(shù)，要求所制作的光柵不少于每毫米100條。二、 實(shí)驗(yàn)要求1、設(shè)計(jì)三種以上制作全息光柵的方法，并進(jìn)行比較。2、設(shè)計(jì)制作全息光柵的完整步驟（包括拍攝和沖洗中的參數(shù)及注意事項(xiàng)），拍攝出全息光柵。3、給出所制作的全息光柵的光柵常數(shù)值，進(jìn)行不確定度計(jì)算、誤差分析并做實(shí)驗(yàn)小結(jié)。三、 實(shí)驗(yàn)的基本物理原理1、光柵產(chǎn)生的原理光柵也稱衍射光柵，是利用多縫衍射原理使光發(fā)生色散（分解為光譜）的光學(xué)元件。它是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫（刻線）的平面玻璃或金屬片。光柵的狹縫數(shù)量很大，一般每毫米幾十至幾千條。單色平行光通過光柵每個(gè)縫的衍射和各縫間的干涉，形成暗條紋很寬、明條紋很細(xì)的圖樣，這些銳細(xì)而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長(zhǎng)而異，當(dāng)復(fù)色光通過光柵后，不同波長(zhǎng)的譜線在不同的位置出現(xiàn)而形成光譜。光通過光柵形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結(jié)果（如圖1）。圖12、測(cè)量光柵常數(shù)的方法：用測(cè)量顯微鏡測(cè)量；用分光計(jì)，根據(jù)光柵方程d?sin=k來測(cè)量；用衍射法測(cè)量。激光通過光柵衍射，在較遠(yuǎn)的屏上，測(cè)出零級(jí)和一級(jí)衍射光斑的間距Ax及屏到光柵的距離L,則光柵常數(shù)d=L/Axo四、 實(shí)驗(yàn)的具體方案及比較1、洛埃鏡改進(jìn)法：基本物理原理：洛埃鏡的特點(diǎn)是一部分直射光和另一部分反射鏡的反射光進(jìn)行干涉，如原始光束是平行光，則可增加一全反鏡，同樣可做到一部分直射光和一部分鏡面反射光進(jìn)行干涉，從而制作全息光柵。優(yōu)點(diǎn)：這種方法省去了制造雙縫的步驟。缺點(diǎn)：光源必須十分靠近平面鏡。

2、楊氏雙縫干涉法：基本物理原理：SI,S2為完全相同的線光源，P是屏幕上任意一點(diǎn)，它與SI,S2連線的中垂線交點(diǎn)S'相距x,與S1,S2相距為rl、r2,雙縫間距離為d,雙縫到屏幕的距離為L(zhǎng)。因雙縫間距d遠(yuǎn)小于縫到屏的距離L,P點(diǎn)處的光程差：I圖38=r2-r1=dsin0=dtg0=dx/Lsin0=tg0這是因?yàn)?角度很小的時(shí)候，可以近似認(rèn)為相等。干涉明條紋的位置可由干涉極大條件5=kX得：x=(L/d)k九,干涉暗條紋位置可由干涉極小條件8=(k+1/2)X得：x=(D/d)(k+l/2)九明條紋之間、暗條紋之間距都是Ax=X(D/d)因此干涉條紋是等距離分布的。而且注意上面的公式都有波長(zhǎng)參數(shù)在里面，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，相差越大。條紋形狀：為一組與狹縫平行、等間隔的直線(干涉條紋特點(diǎn))d=優(yōu)點(diǎn)：使用激光光源相干條件很容易滿足。缺點(diǎn)：所需的實(shí)驗(yàn)儀器較復(fù)雜，不易得到。實(shí)驗(yàn)原理圖：3、馬赫一曾德干涉儀法：基本物理原理：只要調(diào)節(jié)光路中的一面分光鏡的方位角，就可以改變透射光和反射光的夾角，從而改變干涉條紋的間距。優(yōu)點(diǎn)：這種方法對(duì)光路的精確度要求不高，實(shí)驗(yàn)效果不錯(cuò)，易于學(xué)生操作。缺點(diǎn)：這種方法對(duì)光路的精確度要求不高，實(shí)驗(yàn)可能不夠精確。實(shí)驗(yàn)原理圖：五、 儀器的選擇與配套綜合考慮各方面條件，本次試驗(yàn)采用馬赫一曾德干涉儀法，所需的實(shí)驗(yàn)儀器有He-Ne激光發(fā)射器1架、發(fā)散鏡1面、凸透鏡1面、半反半透鏡2面、全反鏡2面和白屏、光闌各一、拍攝光柵用的干片若干、架子。六、 實(shí)驗(yàn)步驟（一） 制作全息光柵1?打開He-Ne激光發(fā)射器，利用白屏使激光束平行于水平面。2?調(diào)節(jié)發(fā)散鏡和激光發(fā)射器的距離使激光發(fā)散。3?調(diào)節(jié)凸透鏡和發(fā)散鏡的距離使之等于凸透鏡的焦距，得到平行光。4?調(diào)節(jié)2面半反半透鏡和2面全反鏡的位置和高度，使它們擺成一個(gè)平行四邊形（如圖5）。5?調(diào)節(jié)半反半透鏡和全反鏡上的微調(diào)旋鈕，使得到的2個(gè)光斑等高，且間距為4-6cm。6.測(cè)出實(shí)驗(yàn)中光路的光程差心。（在實(shí)驗(yàn)中我們測(cè)得的光路的光程差△l=1.5cm）（二） 拍攝全息光柵1?擋住激光束，把干片放在架子上，讓激光束照射在干片上1-2秒，擋住激光束，把干片取下帶到暗房中。2?把干片泡在顯影液中適當(dāng)?shù)臅r(shí)間（時(shí)間長(zhǎng)度由顯影液的濃度決定），取出，用清水沖洗，在泡在定影液中約5分鐘。取出，沖洗后晾干。3?用激光束檢驗(yàn)沖洗好的干片，若能看見零級(jí)、一級(jí)的光斑，說明此干片可以用于測(cè)定光柵常數(shù)。（三） 測(cè)定所制光柵的光柵常數(shù)實(shí)際圖：此圖參照老師所給實(shí)驗(yàn)內(nèi)容報(bào)告上的圖來畫原始數(shù)據(jù)表:x123456r(cm)23.8124.1223.9324.2423.6523.66h(cm)144.36144.65143.84144.03144.52144.11計(jì)算過程:^■2=3.^=12.2缶W(wǎng)十護(hù)十寧十44芋十卅)/6=1L17.r=(23,住十22i^i-23.9^+24,24fZ3.65+23.66)A-23,90*'a■=3.5x23l5O=fi3L65^77=fli<23.6L十2>(34.]2十：3汽2支9：5十4><24衛(wèi)4十夕>;23￡盤十5興2：366)/6=SI玉=(1鈿耳RgR+M3開+14403+144.52+14411”6=1聊.23?"=3央詁425=5-04.88-F^=(lwl^.56+ 6543?1^15.344-^1m]^.Q3+5jcM4324-^x14411)/6=504|背-只12^5-15.17r=at=r-\7=23.90-(-0.05^)x35=24.OSh=a2=A-&a-jr=14425-(-fl.0411)^3.5=IM3?空=竺竺竺泌」亦計(jì)七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、不要正對(duì)著激光束觀察，以免損壞眼睛。2、半導(dǎo)體激光器工作電壓為直流電壓3V,應(yīng)用專用220V/3V直流電源工作（該電源可避免接通電源瞬間電感效應(yīng)產(chǎn)生高電壓的功能），以延長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的工作壽命。八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，原先并沒有接觸過。以前的實(shí)驗(yàn)，都是了解了書上介紹的實(shí)驗(yàn)原理后，嚴(yán)格按照書上的詳細(xì)步驟來做的，不需要自己去思考和研究太多的東西。這一次準(zhǔn)備設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，讓我鍛煉了好多方面的能力。首先，書上給出的只有簡(jiǎn)單而概括的指導(dǎo)，所有的東西都要自己去查資料，去想辦法解決。連試驗(yàn)究竟是怎么回事都不知道的情況下，要先去網(wǎng)上大概了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理，然后查閱相關(guān)文獻(xiàn)，具體研究實(shí)驗(yàn)方案。尤其，這次的試驗(yàn)，需要我們自己提供三種以上的不同實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行細(xì)致比較之后選定一種。這就要求我們熟悉和掌握每種方案的原理、具體操作步驟和對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，逐一分析比較之后，在將自己的選定方案展開。這一系列過程要花費(fèi)大部分時(shí)間在圖書館，因?yàn)橐诤棋奈墨I(xiàn)中找到自己需要的，對(duì)于我這個(gè)還沒上完科技文獻(xiàn)檢索課的學(xué)生來說，真的有點(diǎn)困難。我的報(bào)告中，有一部分資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，然而網(wǎng)上的東西又不完全符合我的要求，修修改改，總算弄得差不多了。其實(shí)，自己明白了原理，按照自己預(yù)先設(shè)計(jì)好的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在具體操作過程中，問