近代物理实验论文

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1、近代物理实验论文近代物理实验教学是大学生实践教学中的重要环节，它对于培养大学生的实践能力和创新能力有着不可替代的作用。长期以来,近代实验教学模式单一、内容陈旧、方法死板，缺乏时代特征。学生只要按实验教材上的步骤去做,就能成功地测到数据,完成实验。这种呆板的、千篇一律的实验教学方式在一定程度上限制了学生的主动性与积极性,难以激发他们独立思考的兴趣和激情。基本实验要求学生必须认真预习，掌握实验原理，了解实验中的物理思想及实验中的物理思想及实验中应完成那些工作和实验的关键性措施，在此基础上写出预习报告。根据学生的预习情况，教师提出问题与学生一起讨论，进一步引导学生领会实验原理和物理

2、思想，然后由学生独立完成实验操作、数据处理、误差分析、直到写出实验报告。整个实验过程要充分体现学生的主体作用和教师的主导作用。我们这学期做的实验有微波迈克尔逊干涉实验光栅光谱实验椭圆偏振仪测量薄膜厚度微波布拉格晶体衍射核磁共振实验光泵磁共振实验微波顺磁共振实验全息照相实验一.迈克尔孙干涉传统上是用可见光来进行的。布拉格衍射原本是英国物理雪茄布拉格父子用X射线在实际晶体物质中实现的，他们还因此获得1915年诺贝尔物理奖。而在我们的试验中是用波长比光波波长和X射线波长在数量级上长1万倍甚至更多的微波来模拟的。1．通过微波迈克尔孙干涉试验，了解微波与光在现实迈克尔孙干涉时的差异。2

3、．通过微波对模拟晶体的布拉格衍射测量，了解X光射线晶体衍射的基本特点和大致方法。步骤：1.调微波分光计，使两个喇叭同轴等高，且通过分光计中心，各转至0°与180°。2.把固体震荡器接上直流电源，打开电源开关之前为了防止其始电压过大，击穿微波管，应先使电源输出电压旋至最小。打开电源开关后，将电压调至9~10伏。3．晶体管检波器与微波传播波导管的匹配皆需调节。可用加大衰减的办法，先调节检波器短路活塞的位置，使指示表头达到最大。再调节微波波导管的匹配（方法同上），使之位置最佳。4．测量微波波长如图B1-5，在分光计上将喇叭(D)旋转90°，并装上动反射镜(M1)和固定反射镜(M2)

4、，构成微波迈克尔孙干涉仪。在小平台上放一玻璃板(P)，使之与微波如射方向夹角为45°。只要移动(M1)的位置，就可在检测表头上观察干涉的结果。微波布拉格衍射的实验装置主要是一个微波分光计，如图B1-4所示，分光计两臂可以绕主轴转动，其上分别装置发射喇叭(T)，及探测喇叭(D)。发射喇叭上附有速调管或体效应震荡器(k)及衰减器(A)，可发射波长为3cm的单色微波，探测喇叭上附有检波器，输出引线连接直流电流表（量程为100μA的微安表），以显示探测喇叭受到散射波相互干涉后的微波能量。为防止分光计底座与小平台(S)对微波的反射，两个喇叭等高并位于小平台之上。二．应用耦合模理论对长周

5、期光纤光栅的光谱特性进行研究,并对长周期光纤光栅结构参量的改变对其光谱特性的影响进行分析与模拟,得到其光谱响应的规律,为建立高灵敏度的光纤光栅传感器提供了结构优化的理论依据.1、了解光栅的分光原理及主要特性；2、了解光栅光谱仪的工作原理；3、掌握利用光栅光谱仪进行测量的实验方法；三．在我国的许多高等院校的大学物理实验和专业实验中都开设了利用椭圆偏振法测量薄膜厚度的实验,尽管椭圆偏振法测量薄膜的理论和设备都已十分成熟,但在实践中仍然有许多问题,尤其是仪器的调整在实验中是一个难点。本文仅对分光计的调整对椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率的影响略作探讨。1　椭偏仪测透明膜厚度和折射率原

6、理简介我校购买的是浙江光学仪器制造有限公司生产的WJZ型椭偏仪,仪器结构是以分光计作为平台,再加上起偏器、检偏器、/4波片、1小孔光栏、白屏目镜、黑色反光镜、标准样板(K9玻璃为基底的氧化钛薄膜)、激光电源等部件。使一束自然光经起偏器后变成线偏振光,再经过1/4波片,使它变成椭圆偏振光入射在待测的膜上。反射时,光的偏振状态将发生变化,通过检测这种变化,便可以推算出待测膜面的光学参数(膜厚和折射率)。图1所示为一光学均匀和各相同性的单层介质膜,它有两个平行的界面,上面是折射率为n1的空气,中间是一层厚度为d折射率为n2的介质膜,该介质膜均匀地附在折射率为n3的衬底上。当一束波长

7、为λ的激光以入射角φ1射到膜面上时,在界面1和界面2上会形成多次反射和光在薄膜上的反射和折射: 分光计的调整对椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率的影响41折射,并且各反射和折射光分别产生多光束干涉。其干涉结果反映了膜的光学特性。光振动平行入射面的光波叫p波,垂直入射面的光波叫s波(如图1)。根据电磁场的麦克[1]斯韦方程和边界条件及菲涅耳反射系数公式,可推导出如下椭偏方程(过程略):δδ-i2-i2(r1p+r2pe)(1+r1sr2se)RPΔψ·ei=(1)tan=δδ-i2-i2RS1+r1pr2pe