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WGZ-II 光强漫衍测定仪仿单
发表时间: 2019-07-14

  产 品 说 明 书 一、 概 述 WGZ-II/IIA 型光强分布测试仪用硅光电池做光电转换元件,数 字式检流计丈量光电转换后的光电流值,其机能不变,操做简洁,读 数精确曲不雅。 本产物为通俗物理、物理光学的根基尝试仪器,次要功能有: 1、单缝、单丝、双缝、多缝等衍射、图形的一维光强分布测定; 2、小孔、小屏、矩孔、双孔、光栅和正交光栅等的衍射、现象 演示尝试; 3、偏振光尝试光强变化的测定; 4、验证马吕斯定律。 二、 手艺参数取目标 一、导轨长度 二、激光器座规格(IIA 型中未予设置装备摆设) 三、 分划板分小孔狭缝板和光栅板两种 细致规格见图一、图二 四、可调狭缝宽度 0—1 mm(持续可调) 1200mm 可配 250mm 氦氖激光器 五、扩束镜倍率 六、一维光强分布丈量距离 13X >80 mm 最小读数:0.01 mm 七、偏振光尝试丈量范畴 360° 刻线° 八、 数字式检流计 光电流丈量范畴: 0~2×10-4A 最小读数:1×10-10A 九、供电电源 十、仪器净沉 交换 220V±11V,频次 50HZ(交换稳压) 42kg 2 3 S2 S3 XK XK3 图一 小孔狭缝板 单缝 单丝 小孔 小屏 F1:a= 0.1 S1:a= 0.1 XK1:φ= 0.2 XP1:φ= 0.2 F2:a=0.2 S2:a= 0.2 XK2:φ= 0.3 XP2:φ= 0.3 F3:a=0.3 S3:a= 0.3 XK3:φ= 0.4 XP3:φ= 0.4 3 图二 正交光栅 光栅板 光栅 GS2:50 条/mm SK3:d=0.4 DF1:a= 0.08 d= 0.20 GS1:纵横均为 50 条/mm SK1:d=0.25 a= 0.12,b=0.2 d= 0.16 d= 0.10 双孔φ= 0.2 矩孔:JK 双缝 SK2:d=0.32 单缝 SF1: a= 0.08 SF3: a= 0.06 SF2: a= 0.08 多缝 DF1:4 缝 a= 0.06 d=0.1×4 DF2:9 缝 a= 0.06 d= 0.1×9 三、仪器构成 仪器含导激光器座(IIA 型中未予设置装备摆设) 、半导体激光器(IIA 型 中设置装备摆设,II 型中未予设置装备摆设) 、导轨、二维调理架、一维光强测试安拆、 分划板 、可调狭缝、平行光管、起偏检偏安拆、光电探头 、小孔屏、 数字式检流计(全套) 、公用丈量线等。按丈量一维光强分布和丈量 偏振光光强分布两种体例可形成两种安拆,别离见图三和图四。 图三 1、激光电源 4、小孔屏 衍射、等一维光强分布的测试( 型为例) 衍射、等一维光强分布的测试(以 II 型为例) 2、激光器 5、导轨 3、单缝或双缝等及二维调理架 6、光电探头 8、WJF 型数字式检流计 7、一维光强丈量安拆 图四 1、激光电源 4、起偏检偏安拆 丈量偏振光光强( 型为例) 丈量偏振光光强(以 II 型为例) 2、激光器 5、光电探头 3、扩束镜及平行光管 6 、WJF 型数字式检流计 (注:本仪器不含激光电源、激光管,正在订购时敬请寄望) 本仪器不含激光电源、激光管,正在订购时敬请寄望) 器不含激光电源 四、 利用申明 本产物用硅光电池做光电转换元件, 数字式检流计丈量光电转换 后的光电流值, 为了实现光强分布的逐点丈量, 正在光电池概况处拆一 狭缝光阑, 用以节制光电池的受光面积, 硅光电池和光阑安拆正在能够 沿屏标的目的挪动的丈量安拆上,其由丈量安拆精确读出。 一、WJF 型数字式检流计该检流计用于微电流的丈量,其反面如图 五所示: 图五 1、数字显示窗 5、连结开关 WJF 数字式检流计 3、衰减旋钮 4、电源开关 2、量程选择 6、调零旋钮 7、模仿输出孔 8、被测信号输入口 检流计的丈量范畴为 1×10-10~1.999×10-4A,分为四挡: 第1档 第2档 第3档 第4档 0.001~1.999×10-7A 0.01~19.99×10-7A 0.1~199.9×10-7A 1~1999×10-7A 内阻<10Ω 内阻<1Ω 内阻<0.1Ω 内阻<0.01Ω 丈量误差为±1 个字。 利用时: 1、接上电源(要求交换稳压 220V±11V,频次 50HZ 输出) ,开机预 热 15 分钟; 2、量程选择开关置于“1”档,衰减旋钮置于校准(即顺时针转 到头, 置于活络度最高) 调理调零旋钮, , 使数据显示为-.000 (负号闪灼) ; 3、选择恰当量程,接上丈量线(线芯接负端,屏障层接正端,如若 接反,会显示“-”,即可丈量微电流; ) 4、若是被测信号大于该档量程,仪器会有超量程,即数码管显 示“]”或“E” ,其他三位均显示“9” ,此时可调高一档量程(当 信号大于最高量程,即 2×10-4A 时,应换用其他仪表丈量) ; 5、当数字显示小于 190,小数点不正在第一位时,一般应将量程减小 一档,以充实操纵仪器的别离率; 6、衰减旋钮用于丈量相对值,只要正在旋钮置于校准(顺时针到 底)时,数显窗才尺度电流值; 7、丈量过程中,需要将某数值保留下来时,可开连结开关(灯 亮) ,此时,无论被测信号若何变化,前一数值连结不变。 二、衍射、等一维光强分布的测试 1、 按图三搭好尝试安拆。此前应将激光管拆入仪器的激光器座上 (本仪器不包含激光器,需另行购买) ,并接好电源; 2、 打开激光器,用小孔屏调整光,使出射的激光束取导轨平行; 3、 打开检流计电源, 预热及调零, 并将丈量线毗连其输入孔取光电 探头; 4、 调理二维调理架,选择所需要的单缝、双缝、可调狭缝等,瞄准 激光束核心,使之正在小孔屏上构成优良的衍射光斑; 5、 移去小孔屏, 调整一维光强丈量安拆, 使光电探头核心取激光束 凹凸分歧,挪动标的目的取激光束垂曲,起始恰当; 6、 起头丈量,动弹手轮,使光电探头沿衍射图样展开标的目的(x 轴) 单向平移,以等间隔的位移(如 0.5mm 或 1mm 等)对衍射图样 的光强进行逐点丈量,记实坐标 x 和对应的检流计(置恰当 量程)所的光电流值读数 I,要出格留意衍射光强的极大值 和极小值所对应的坐标的丈量; 7、 绘制衍射光的相对强度 I/I0 取坐标 x 的关系曲线。因为光的 强度取检流计所的电流读数成反比, 因而可用检流计的光电 流的相对强度 i/i0 取代衍射光的相对强度 I/I0。 8、 因为激光衍射所发生的散斑效应, 光电流值显示将正在时示值的约 10%范畴内上下波动,属一般现象,尝试中可按照判断选一两头 值,因为一般相邻两个丈量点(如间隔为 0.5mm 时)的光电流 值相差一个数量级,故该波动一般不影响丈量。 三、偏振光尝试 1、按图四搭好尝试安拆; 2、同上,打开激光电源,调好光,使正在平行光管后的小孔屏上可 见一较平均圆光斑; 3、同上,打开检流计,预热及调零; 4、旋去光电探头前的遮光筒,把探头旋接正在起检偏安拆上,然后连 好丈量线、将起偏检偏器置于平行光管后并紧帖平行光管,使光斑完全入射 起检偏器; 6、动弹刻度手轮(连起偏器) ,正在检流计上察看光强变化,以验证马 吕斯定律。 五、 留意事项及调养 1、利用电源 220V±11V,频次 50HZ,要求交换稳压输出; 2、仪器的利用和储存要求室温节制正在-5~+30C 的范畴内,相对 湿度不大于 70%,不宜将仪器间接放置地面或接近暖气及阳光曲 接映照的处所,存放期间使用仪器包拆箱密存; 3、不要正在强光、潮湿、震动较大的场所利用,免得影响丈量精度; 4、利用完毕,应将两块分划板及可调狭缝包藏好,免得受污、受损; 5、导轨应经常连结润滑,按期上油; 6、光电探头利用完毕后应收妥放置于较暗处,避免光电池长时间暴 露于强光下加快老化。 六、 仪器的成套 WGZ-II 型: 导轨 激光器座 导轨挪动座(四只大孔、二只小孔) 二维调理架 一维光强丈量安拆 分划板 可调狭缝 扩束镜取平行光管 一根 一副 六只 一副 一台 二件 一件 一只 起检偏器安拆 光电探头 小孔屏 数字式检流计(全套) 公用丈量线 干燥剂 利用仿单 产物及格证 选购件 JGQ-250 氦氖激光器连电源(分体式) 一套 一只 一块 一台 一根 一袋 一本 一份 一台 WGZ-IIA 型: 1、 除激光器座未予设置装备摆设,其余取 II 型不异 2、 标配半导体激光器一个(输出波长λ=635nm) 附:使用实例 1、察看、丈量单缝的夫琅禾费衍射 道理: 光的衍射现象是光的波动性的主要表示。 按照光源及察看衍射 图象的屏幕(衍射屏)到发生衍射的妨碍物的距离分歧,分为菲涅耳 衍射和夫琅禾费衍射两种, 前者是光源和衍射屏到衍射物的距离为有 限远时的衍射,即所谓近场衍射;后者则为无限远时的衍射,即所谓 远场衍射。 要实现夫琅禾费衍射, 必需光源至单缝的距离和单缝 到衍射屏的距离均为无限远(或相当于无限远) ,即要求映照到单缝 上的入射光、衍射光都为平行光,屏应放到相当远处,正在尝试中只用 两个透镜即可达到此要求。尝试光如图六所示, L1 φ L2 x k/2 图六 夫琅禾费单缝衍射光图 取狭缝 E 垂曲的衍射光束会聚于屏上 P0 处,是地方明纹的核心, 光强最大,设为 I0,取光轴标的目的成Ф角的衍射光束会聚于屏上 PA 处,PA 的光强由计较可得: I A = I0 sin 2 β β 2 (β = πb sin ? ) λ 式中, 为狭缝的宽度, b 为单色光的波长, 当β=0 时, 光强最大, 称为从极大,从极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。 当β=Kπ,即: sin φ = K 时,呈现暗条纹。 λ b (K = ±1, 2, 3,? ?) ± ± ? 除了从极大之外,两相邻暗纹之间都有一个次极大,由数学计较 可得呈现这些次极大的正在β=±1.43π, ±2.46π, ±3.47π, …, 这些次极大的相对光强 I/I0 顺次为 0.047,0.017,0.008,… π π π π π π 2π 1.43π 2.46π π β 图七 夫琅禾费衍射的光强分布 夫琅禾费衍射的光强分布如图七所示。 e-Ne φ 图八 夫琅禾费单缝衍射的简化安拆 用氦氖激光器做光源,则因为激光束的标的目的性好,能量集中,且 缝的宽度 b 一般很小,如许就能够不消透镜 L1,若察看屏(接管器) 距离狭缝也较远(即 D 弘远于 b)则透镜 L2 也能够不消,如许夫琅 禾费单缝衍射安拆就简化为图八,这时, sin φ ≈ tan φ = x / D 由上二式可得 b = K λD / x ①尝试操做步调:按《利用申明》中第二款,衍射、一维光强分 布的测试中的各条逐条进行。 可正在坐标纸上以横轴为丈量安拆的移 动距离,纵轴为光电流值,将记实下来的数据绘制出来,就是单缝 衍射光强分布图; ②最初将各次极大相对光强取理论值进行比力,阐发发生误差的原 因。 2、丈量单缝的宽度 ① 丈量单缝到光电池的距离 D,用卷尺测取响应挪动座间的距离即 可; ② 再畴前一步调中所得的分布曲线可得各级衍射暗条纹到明条纹中 心的距离 xk,求出同级距离 xk 的平均值 xk,将和 D 值代入公式, 计较出单缝宽度,用分歧级数的成果计较平均值。 3、察看偏振光现象 ①尝试操做步调按利用申明中第三款偏振光尝试中的各条逐条进行; ②置起偏器读数鼓轮于“0”,起头丈量。动弹分度盘(连检偏 器)20 或 40,从检流计(置恰当量程)上读取一个数值,逐点记实 下来,丈量一周; ③用方格纸或坐标纸将记实下来的数值描述出来就是偏振光尝试的 光强变化图; ④正在动弹刻度盘(连起偏器)一周的过程中,可找到两个,正在检 流计上的读数为 0 时,出射光强为零,此现象为消光现象,但由于 杂散光或偏振片不完全抱负等要素, 无法获得完全的消光结果, 所 以一般环境下,可正在检流计上读出接近于零的最小读数。一般时, 起、检偏器的夹角为 90°或 270°。 4、验证马吕斯定律 ①当两偏振片相对动弹时, 透射光强就跟着两偏振片的透光轴的夹角 而改变。若是偏振片是抱负的,当它们的透光轴互相垂曲时,投射光 强应为零;当夹角θ为其他值时,透射光强 I 为: I = I 0 cos 2 θ 式中 I0 是两光轴平行(θ=0)时的透射光强。上式称为马吕斯定律; ②按照上一步调记实下来的起偏器分歧 (即起、 检偏器的夹角不 同时)的光电流值进行计较,应根基合适马吕斯定律。 5、察看其他衍射、现象 按此前所述单缝衍射尝试的步调做好尝试预备, 调好光, 通过互换 仪器所配的两块分划板,可将小孔、小屏、矩孔、双孔、光栅及正交 光栅等分歧器件发生的衍射、现象正在小孔屏上演示出来。 思虑题(供参考) 思虑题(供参考) 1、 缝宽的变化对衍射条纹有什么影响? 2、 硅光电池前的狭缝光阑的宽度对尝试成果有什么影响? 3、 若正在单缝到察看屏的空间区域内, 充满着折射率为 n 的某种通明 媒质,此时单缝衍射图样取不充媒质时有何区别? 4、 用白光光源(可我公司产物 WBL 白光光源)做光源察看单 缝的夫琅禾费衍射,衍射图样将若何?

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