基于PASCO系统的光传感器的应用研究

周菊林,梅孝安,李 蓓

(1.湖南农业大学 工学院,长沙410128;2.湖南理工学院 物理与电子学院,湖南 岳阳 414006)

PASCO系统是一个物理实验的综合平台,它通过力热电光方面的传感器采集测量数据,再通过计算机软件进行过程监控和数据处理,形成实时测量的图表或曲线,尤其是可以实时测量一些瞬态变化的物理量,以便实时监控[1].PASCO系统主要由传感器、数据采集接口、数据采集软件三部分组成.光传感器用来测量白天光的相对强度,转动传感器测出光所在位置,系统能测出干涉光、衍射光及偏振光的光强与位置之间的关系曲线图[2,3].

1 实验装置和测量结果

1.1 双缝干涉

通过单缝的一束光线,经双缝形成一对相干光,互相叠加产生干涉现象.根据公式

其中d是双缝间距,λ是单色光波长,k为条纹级数.L为零级明条纹到k级明条纹间的距离,D是狭缝到屏的距离,则dL=kλ D.实验装置图如图1，原理图见图2，实验光源为激光. D = 1 10mm ,d = 0 .04mm 时测量曲线见图3，计算结果见表1.

图1 双缝干涉实验装置图

图2 双缝干涉实验原理图

图3 双缝干涉实验位置与光强曲线图(实验光源为激光)

表1 双缝干涉实验波长的计算

1.2 光栅衍射实验

光栅是由等宽度、等间距和排列平行的多个狭缝组成,如下图所示,G为光栅,其光栅常量为d,S为光源,位于透镜L1的物方焦平面上,从L1射出的平行光垂直入射到光栅G上,这样与光栅法线成θ角的平行光线经透镜L2后将会聚于像方焦平面上的Pθ点.产生衍射亮条纹条件即光栅方程为

其中θ为……