薄透镜焦距的测量实验报告模板

深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称:­      大学物理实验(1)     

实验名称:     薄透镜焦距的测量     

学院:                                  

专业:                班级:               

组号:              指导教师                     

报告人:           学号              

实验地点      科技楼906         

实验时间:                   星期       

实验报告提交时间:                      

   

 

第二篇:激光散斑测量实验报告

实验报告

陈杨 PB05210097 物理二班

实验题目: 激光散斑测量

实验目的:

了解单光束散斑技术的基本概念,并应用此技术测量激光散斑的大小和毛玻璃的面内位移。

实验内容:

本实验中用到的一些已知量:(与本次实验的数据略有不同)

激光波长l = 0.0006328mm

常数p = 3.14159265

CCD像素大小=0.014mm

激光器内氦氖激光管的长度d=250mm

会聚透镜的焦距f’=50mm

激光出射口到透镜距离d1=650mm

透镜到毛玻璃距离=d2+P1=150mm

毛玻璃到CCD探测阵列面P2=550mm

毛玻璃垂直光路位移量dx 和dh, dx=3小格=0.03mm,dh=0

光路参数:P1=96.45mm r(P1)=96.47mm P2= 550mm dx=3小格=0.03mm(理论值)

数据及处理:

光路参数:

P1+d2=15cm  

P2=52.5cm  

d1=激光出射口到反射镜的距离+反射镜到透镜距离=33.6+28.5=62.1cm  

f’=5cm  

d=250mm 

λ=632.8nm

(1)理论值S的计算:

经过透镜后其高斯光束会发生变换,在透镜后方形成新的高斯光束

由实验讲义给的公式:

               

代入数据,可得:

此新高斯光束射到毛玻璃上的光斑大小W可以由计算氦氖激光器的高斯光束的传播特性得到:

可以求得散斑的统计半径S:

(2)实验值的计算:

像素=112.7μm

则S理论值和实验值得相对误差为:

照在毛玻璃上激光光斑的平均半径:

则W的理论值和实验值得相对误差为:

(3)求出毛玻璃的平均实际位移量

 

毛玻璃的平均实际位移量

本实验中,调整光路是最关键的一步。尤其注意将各个光学元件的中心调到等高的位置(21cm)并使激光束照射在光学元件的中心。

实验体会:

1、本实验属光学实验,所以能否调整好光路是本实验成功与否的关键.调整光路时应保证各光学元件中心等高,激光束穿过各元件的中心。调好光路后要将磁性表座锁好,以确保其不再发生移动. 调整光路时要一个一个光学元件逐次调整固定。为了保证等高,应该以最不易改变高度的元件为基准来调节。本实验中,应以毛玻璃的21cm为准。

2、实验进行时还应注意保护CCD,不要将激光束直接照射在CCD上,调光路时要盖好盖子

3、激光具有很强的能量,实验时应注意安全,避免眼睛直视激光。

思考题

(1)根据什么来选择激光散斑测量的光路参数?

答:光路图如下:

   

    激光器的长度,激光波长,透镜半径及焦距,毛玻璃的面积和CCD接收屏的大小是固定的,根据激光器的长度和透镜的半径可以大致确定d1;d2和透镜的焦距近似相等;P1,P2由毛玻璃上的像点面积和表征激光散斑大小的参数S在CCD接收面上的像元数目及激光波长有关。

(2)为什么在本实验中散斑的大小用CCD像元,而毛玻璃与CCD表面的距离可以用卷尺(最小刻度为1mm)?

答:散斑的大小用肉眼无法测量,其半径S数量级约为,低于卷尺的最小刻度及最大允差,需要通过其他办法将其“放大”到与原散斑大小成一定比例才能间接测出,本实验通过CCD像元来测量;而毛玻璃与CCD之间的距离为几十厘米,用卷尺完全可以较准确地测出。

(3)毛玻璃上高斯光斑半径W=2.5mm,想使表征激光散斑大小的参数S在CCD接收面上为50个像元,毛玻璃距CCD接收面的距离P2为多少?

答:,得

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