全息光柵的制作(實驗報告)完美版

教育設(shè)計性試驗看似可怕，但實際操作還是比較簡單的?我的實驗報告，僅供參考?實驗報告封面_|實驗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?0E23IXXS+J曰期；仝邛09年見月XK曰全息光柵的制作一、 實驗任務(wù)設(shè)計并制作全息光柵，并測出其光柵常數(shù)，要求所制作的光柵不少于每毫米100條。二、 實驗要求1、設(shè)計三種以上制作全息光柵的方法，并進行比較。2、設(shè)計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），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，進行不確定度計算、誤差分析并做實驗小結(jié)。三、 實驗的基本物理原理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縫的衍射和各縫間的干涉，形成暗條紋很寬、明條紋很細的圖樣，這些銳細而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異，當復(fù)色光通過光柵后，不同波長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、測量光柵常數(shù)的方法：用測量顯微鏡測量；用分光計，根據(jù)光柵方程d?sin=k來測量；用衍射法測量。激光通過光柵衍射，在較遠的屏上，測出零級和一級衍射光斑的間距Ax及屏到光柵的距離L,則光柵常數(shù)d=L/Axo四、 實驗的具體方案及比較1、洛埃鏡改進法：基本物理原理：洛埃鏡的特點是一部分直射光和另一部分反射鏡的反射光進行干涉，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行干涉，從而制作全息光柵。優(yōu)點：這種方法省去了制造雙縫的步驟。缺點：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，它與SI,S2連線的中垂線交點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。因雙縫間距d遠小于縫到屏的距離L,P點處的光程差：I圖38=r2-r1=dsin0=dtg0=dx/Lsin0=tg0這是因為0角度很小的時候，可以近似認為相等。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參數(shù)在里面，波長越長，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)d=優(yōu)點：使用激光光源相干條件很容易滿足。缺點：所需的實驗儀器較復(fù)雜，不易得到。實驗原理圖：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：這種方法對光路的精確度要求不高，實驗效果不錯，易于學(xué)生操作。缺點：這種方法對光路的精確度要求不高，實驗可能不夠精確。實驗原理圖：五、 儀器的選擇與配套綜合考慮各方面條件，本次試驗采用馬赫一曾德干涉儀法，所需的實驗儀器有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、 實驗步驟（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個光斑等高，且間距為4-6cm。6.測出實驗中光路的光程差心。（在實驗中我們測得的光路的光程差△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?shù)臅r間（時間長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?用激光束檢驗沖洗好的干片，若能看見零級、一級的光斑，說明此干片可以用于測定光柵常數(shù)。（三） 測定所制光柵的光柵常數(shù)實際圖：此圖參照老師所給實驗內(nèi)容報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計算過程:^■2=3.^=12.2缶W(wǎng)十護十寧十44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」亦計七、實驗注意事項1、不要正對著激光束觀察，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），以延長半導(dǎo)體激光器的工作壽命。八、實驗總結(jié)設(shè)計型實驗，原先并沒有接觸過。以前的實驗，都是了解了書上介紹的實驗原理后，嚴格按照書上的詳細步驟來做的，不需要自己去思考和研究太多的東西。這一次準備設(shè)計型實驗，讓我鍛煉了好多方面的能力。首先，書上給出的只有簡單而概括的指導(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)上大概了解實驗內(nèi)容和原理，然后查閱相關(guān)文獻，具體研究實驗方案。尤其，這次的試驗，需要我們自己提供三種以上的不同實驗方案，進行細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、具體操作步驟和對應(yīng)的優(yōu)點缺點，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大部分時間在圖書館，因為要在浩瀚的文獻中找到自己需要的，對于我這個還沒上完科技文獻檢索課的學(xué)生來說，真的有點困難。我的報告中，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，自己明白了原理，按照自己預(yù)先設(shè)計好的方案進行實驗,在具體操作過程中，問