[實用新型]光的衍射實驗儀

無效

• 申請號: 201020144666.1
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN201946190U
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 彭保進;張文浩;王輝;應朝福;李勇;陳洲
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 程皓

技術領域

本實用新型屬于計算機輔助教學實驗設備，具體地說是一種光的衍射實驗儀。

背景技術

目前多數高校都開設了用單縫衍射測量光的波長實驗，實驗方法大多直接采用移測顯微鏡觀測由單縫產生的衍射條紋，測微目鏡的不確定度限值為0.004mm，測量時應注意鼓輪必須同一方向旋轉，中途不要倒退，以避免螺距誤差。測微目鏡觀測麻煩，可視面小(同一時刻只能一人瞇著眼睛看)，實驗環境要求高(只能在黑暗環境中)，且容易造成人為誤差。本實驗系統是一種簡易的測量方法。利用線陣CCD代替移測顯微鏡，重新設計實驗裝置，在計算機上直接觀測到從CD上采集到的光信號，實時分析、處理實驗數據。實驗結果表明，改造后的實驗可視面大(同時可供多人觀測)，對環境要求低(可在明亮環境下實驗)，實驗直觀、方便。相對誤差小于6％。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種可實時在計算機屏幕上觀測單縫衍射條紋的光強分布，可視面大，同一時刻可供多人觀察且操作方便、重復性好的光的衍射實驗儀。

實現本實用新型目的的具體技術方案是它由衍射裝置、數據采集卡微型計算機所組成，衍射裝置由激光發生器、透鏡、光柵、透鏡、線振CCD所組成，激光依次射過狹縫、透鏡、光柵、透鏡到達線振CCD上產生條紋。而數據采集卡寫入有VB編寫的實驗數據和圖像的處理軟件，VB軟件所包含的內容有采集干涉條紋圖像，調節視屏框的大小，采用PictureClip1來選取、剪切并放大部分的干涉條紋圖像，利用放大裝置上的坐標刻度在電腦屏幕上對放大部分的干涉條紋?圖像進行定標，對放大部分的干涉條紋圖像進行灰度和二值化處理，然后通過計算機VB軟件自行計算出衍射條紋間距ΔX，最后通過軟件計算出最終的鈉光波長。

本實用新型的一種光的衍射實驗儀，利用線陣CCD來采集光譜，通過VB寫的實驗軟件對實驗數據分析處理。由于CCD具有精度高、響應時間快、抗干擾能力強等優點，用其取代移測顯微鏡，學生可實時在計算機屏幕上觀測單縫衍射條紋的光強分布，可視面大，同一時刻可供多人觀察且操作方便、重復性好，學生一邊調節光路，一邊觀察屏幕上實時顯示的波形就可知道是否已調節到位.調節到位后，簡單地按相應鍵可讓計算機處理并報告和記錄此時所需測量的數據。特點：(1)實驗不需在暗室中進行，也不需讓學生瞇著眼睛吃力地從測微目鏡中讀數據，整個實驗過程直觀明了，方便；(2)學生一邊操作、調節實驗裝置，一邊可實時地在計算機屏幕上非常直觀地看到需測量的數據；(3)學生可在系統上做實驗報告，教師可在系統上批改實驗報告。

附圖說明

圖1是利用線振CCD對狹縫衍射實驗的裝置示意圖

圖2是本實用新型實施例的軟件流程圖

具體實施方式

以下結合實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型也不僅限于實施例的內容。

如圖1和圖2所示，本實用新型的光的衍射實驗儀是由衍射裝置、數據采集卡微型計算機所組成，衍射裝置由激光發生器、透鏡、光柵、透鏡、線振CCD所組成，激光依次射過狹縫、透鏡、光柵、透鏡到達線振CCD上產生條紋。而數據采集卡寫入有VB編寫的實驗數據和圖像的處理軟件，VB軟件所包含的內容有采集干涉條紋圖像，調節視屏框的大小，采用PictureClip1來選取、剪切并放大部分的干涉條紋圖像，利用放大裝置上的坐標刻度在電腦屏幕上對放大部分的干涉?條紋圖像進行定標，對放大部分的干涉條紋圖像進行灰度和二值化處理，然后通過計算機VB軟件自行計算出衍射條紋間距ΔX，最后通過軟件計算出最終的鈉光波長。

通過VB編程編譯相應的軟件程序。設計思路如圖2軟件流程圖所示。

利用線陣CCD來采集光譜，通過VB寫的實驗軟件對實驗數據分析處理。由于CCD具有精度高、響應時間快、抗干擾能力強等優點，用其取代移測顯微鏡，學生可實時在計算機屏幕上觀測單縫衍射條紋的光強分布，可視面大，同一時刻可供多人觀察且操作方便、重復性好，學生一邊調節光路，一邊觀察屏幕上實時顯示的波形就可知道是否已調節到位.調節到位后，簡單地按相應鍵可讓計算機處理并報告和記錄此時所需測量的數據。特點：(1)實驗不需在暗室中進行，也不需讓學生瞇著眼睛吃力地從測微目鏡中讀數據，整個實驗過程直觀明了，方便；(2)學生一邊操作、調節實驗裝置，一邊可實時地在計算機屏幕上非常直觀地看到需測量的數據；(3)學生可在系統上做實驗報告，教師可在系統上批改實驗報告。

實施方式

本實驗系統需要搭建完善的光路圖，并通過VB編寫相應的軟件。

(1)根據以上要求制作出滿足要求的線陣CCD。