[实用新型]光的衍射实验仪

说明书

技术领域

本实用新型属于计算机辅助教学实验设备，具体地说是一种光的衍射实验仪。

背景技术

目前多数高校都开设了用单缝衍射测量光的波长实验，实验方法大多直接采用移测显微镜观测由单缝产生的衍射条纹，测微目镜的不确定度限值为0.004mm，测量时应注意鼓轮必须同一方向旋转，中途不要倒退，以避免螺距误差。测微目镜观测麻烦，可视面小(同一时刻只能一人眯着眼睛看)，实验环境要求高(只能在黑暗环境中)，且容易造成人为误差。本实验系统是一种简易的测量方法。利用线阵CCD代替移测显微镜，重新设计实验装置，在计算机上直接观测到从CD上采集到的光信号，实时分析、处理实验数据。实验结果表明，改造后的实验可视面大(同时可供多人观测)，对环境要求低(可在明亮环境下实验)，实验直观、方便。相对误差小于6％。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可实时在计算机屏幕上观测单缝衍射条纹的光强分布，可视面大，同一时刻可供多人观察且操作方便、重复性好的光的衍射实验仪。

实现本实用新型目的的具体技术方案是它由衍射装置、数据采集卡微型计算机所组成，衍射装置由激光发生器、透镜、光栅、透镜、线振CCD所组成，激光依次射过狭缝、透镜、光栅、透镜到达线振CCD上产生条纹。而数据采集卡写入有VB编写的实验数据和图像的处理软件，VB软件所包含的内容有采集干涉条纹图像，调节视屏框的大小，采用PictureClip1来选取、剪切并放大部分的干涉条纹图像，利用放大装置上的坐标刻度在电脑屏幕上对放大部分的干涉条纹 图像进行定标，对放大部分的干涉条纹图像进行灰度和二值化处理，然后通过计算机VB软件自行计算出衍射条纹间距ΔX，最后通过软件计算出最终的钠光波长。

本实用新型的一种光的衍射实验仪，利用线阵CCD来采集光谱，通过VB写的实验软件对实验数据分析处理。由于CCD具有精度高、响应时间快、抗干扰能力强等优点，用其取代移测显微镜，学生可实时在计算机屏幕上观测单缝衍射条纹的光强分布，可视面大，同一时刻可供多人观察且操作方便、重复性好，学生一边调节光路，一边观察屏幕上实时显示的波形就可知道是否已调节到位.调节到位后，简单地按相应键可让计算机处理并报告和记录此时所需测量的数据。特点：(1)实验不需在暗室中进行，也不需让学生眯着眼睛吃力地从测微目镜中读数据，整个实验过程直观明了，方便；(2)学生一边操作、调节实验装置，一边可实时地在计算机屏幕上非常直观地看到需测量的数据；(3)学生可在系统上做实验报告，教师可在系统上批改实验报告。

附图说明

图1是利用线振CCD对狭缝衍射实验的装置示意图

图2是本实用新型实施例的软件流程图

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型也不仅限于实施例的内容。

如图1和图2所示，本实用新型的光的衍射实验仪是由衍射装置、数据采集卡微型计算机所组成，衍射装置由激光发生器、透镜、光栅、透镜、线振CCD所组成，激光依次射过狭缝、透镜、光栅、透镜到达线振CCD上产生条纹。而数据采集卡写入有VB编写的实验数据和图像的处理软件，VB软件所包含的内容有采集干涉条纹图像，调节视屏框的大小，采用PictureClip1来选取、剪切并放大部分的干涉条纹图像，利用放大装置上的坐标刻度在电脑屏幕上对放大部分的干涉 条纹图像进行定标，对放大部分的干涉条纹图像进行灰度和二值化处理，然后通过计算机VB软件自行计算出衍射条纹间距ΔX，最后通过软件计算出最终的钠光波长。

通过VB编程编译相应的软件程序。设计思路如图2软件流程图所示。

利用线阵CCD来采集光谱，通过VB写的实验软件对实验数据分析处理。由于CCD具有精度高、响应时间快、抗干扰能力强等优点，用其取代移测显微镜，学生可实时在计算机屏幕上观测单缝衍射条纹的光强分布，可视面大，同一时刻可供多人观察且操作方便、重复性好，学生一边调节光路，一边观察屏幕上实时显示的波形就可知道是否已调节到位.调节到位后，简单地按相应键可让计算机处理并报告和记录此时所需测量的数据。特点：(1)实验不需在暗室中进行，也不需让学生眯着眼睛吃力地从测微目镜中读数据，整个实验过程直观明了，方便；(2)学生一边操作、调节实验装置，一边可实时地在计算机屏幕上非常直观地看到需测量的数据；(3)学生可在系统上做实验报告，教师可在系统上批改实验报告。

实施方式

本实验系统需要搭建完善的光路图，并通过VB编写相应的软件。

(1)根据以上要求制作出满足要求的线阵CCD。