奇妙光学现象演示

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1、兴趣·动手·科学素养奇妙光学现象演示讲义主编：黄彦南昌航空大学大学物理实验中心2012年3月南昌航空大学大学物理实验中心兴趣·动手·科学素养3D立体影像一、演示目的给观众展示了人的视觉、3D成像、视觉暂留、红外线传播等知识内容。二、演示原理：利用奇数场和偶数场分别编入左眼（或右眼）图像信和右眼（或左眼）图像信号，形成一种时分式立体电视图像信号，并将该信号在电视屏幕上以１００ＨＺ的场扫描频率显示，利用一只光电换能器将电视屏幕上显示的光同步信号转换为电信号，并将该电信号整形放大后形成倍频帧同步脉冲信号，利用该信号控制一只视频开关，该视频开关按照倍频奇偶场同步信号的控制输出液晶眼镜镜片的开关信号，这

2、样观察者通过液晶眼镜以１００ＨＺ场频的速率交替看到左眼图像和右眼图像，从而在观察者大脑中融合成一幅无闪烁的时分立体图像。三、参与说明：时分式的立体电视技术采用彩色电视信号的奇场和偶场进行立体电视信号的编码。时分法以一定速度轮换地传送左右眼图像，显像端在荧光屏上轮流显示左右两眼的图像。观看者需戴上一副液晶眼镜。眼镜用一个发送端同步的开关控制，当左眼图像出现时，左眼的液晶透光，右眼的液晶不透光。相反，当右眼图像出现时，只有右眼的液晶透光。如此周而复始，以快于人类视觉暂留的速度进行交替显示，则人的大脑就会给蒙混过去而产生立体视觉了。南昌航空大学大学物理实验中心兴趣·动手·科学素养海市蜃楼演示一、演示

3、目的利用人工配制的折射率连续变化的介质，演示光在非均匀媒质中传播时，光线弯曲的现象以及模拟自然界昙花一现的海市蜃楼景观。二、装置结构和技术参数箱体尺寸600mm×350mm×450mm海市蜃楼演示装置其中：A：水槽B：实景物；C：激光笔；D：射灯（220V24W）；E：装置门；F：水管入口；G：观看实景物窗口；H：观看光在水槽内传播路径的窗口；K：观看模拟海市蜃楼景观的窗口；三、操作方法及现象演示1、液体的配制将装置门E打开，水管插入F口内固定好，向水槽内注入深为槽深一半的清水，再将约3Kg南昌航空大学大学物理实验中心兴趣·动手·科学素养食盐放入清水中，用玻璃棒搅，使其溶解成近饱和状态，再在其

4、液面上放一薄塑料膜盖住下面的盐溶液，向膜上慢慢注入清水，直到水槽水近满为止，稍后，将薄膜轻轻从槽一侧抽出，此时，清水和食盐水界面分明，大约需6小时以后，由于扩散，界面变没了，在交界处形成了一个扩散层，液体的折射率由下向上逐渐减少，产生一个密度梯度，此时液体配制完成。2、现象演示（1）打开激光笔C，从水槽侧面窗口H观察光束在非均匀食盐水中弯曲的路径。（2）打开射灯D，照亮实景物，在景物另一侧窗口K处观察模拟的海市蜃楼景观。四、思考问题1、自然界海市蜃楼的景象，在日常生活中经常看到，特别在炎热的沙漠和湖边更容易看到，但持续的时间短促，转瞬即逝。利用人工方法模拟海市蜃楼，把大自然的壮观幻景再现出来，

5、使人能较长时间观察与研究这种现象。2、海市蜃楼景象，古时多有描述，宋代著名诗人苏东坡在“海市”一诗中就描写了海市蜃楼的迷人的景色，但并没有得到科学的解释。由于空气不稳定，一阵风就破坏了海市蜃楼的介质条件，把天上的仙境吹得无影无踪。这样更为自然景象蒙上了神秘的色彩。在实验室里，只须搅动一下容器中的“大气”（溶液扩散层），人为的蜃景也随之烟消云散，使观众自然抹去了海市蜃楼的神奇色彩。3、玻璃容器中的“大气层”随时间不断变化，蜃景也跟着变化。介质密度梯度的起伏都会使蜃景图象产生形变，形成奇离不定的幻影，启发人们深入研究这种现象。五、注意事项：1、液体配置时要使盐充分溶解，并达到饱和；2、水不能加太多

6、；3、实验完成后将水倒掉，并清洗水槽。南昌航空大学大学物理实验中心兴趣·动手·科学素养光纤传像演示一、演示目的演示光纤的传像现象。二、实验原理及操作：利用光的全反射原理可以制作光导纤维，光纤由两种不同折射率的透明物质构成，例如塑料光纤，它是一根折射率较高的塑料丝，在它的外表面包有一层折射率较低的塑料膜层。由于光纤里面折射率高，外面折射率低，因此进入光纤的光将发生全反射。光由光纤一端输入，然后经多次全反射由别一端输出。由于全反射，损耗很小。南昌航空大学大学物理实验中心兴趣·动手·科学素养光纤花演示一、演示目的了解光纤传光束的原理与应用。二、实验原理及操作：光由光纤一端输入，然后经多次全反射由别一

7、端输出。由于全反射，损耗很小。南昌航空大学大学物理实验中心兴趣·动手·科学素养光谱光栅一、演示目的演示两维正交光栅的衍射，以了解光栅光谱的特点。二、演示原理：本光谱管组包括六支直形光谱管，管中分别充进氢、氦、汞、氖、氩、氮六种气体。在黑暗的背景上看见有一些不相连续的明线，这种光谱叫做明线光谱。明线光谱是气体或蒸气，（或处于气态的化合物）在高温下所发出的光生成的。各种元素的高温蒸气各有它自己特有的明