光的原理及實驗?

Question

請問光的原理是什麼
潛望鏡製作法
還有一些光的實驗

Answer 1

光的原理 光是什麼？相信這是喜好科學的人一直想了解的問題，若我們以科學語言來說，光就是電磁波，由電和磁交互生成的，依我們的經驗來說，我們了解什麼是電，也了解什麼是磁，但我們可能想破了頭也想不明到底什麼是電磁波。其實，若說無線電通訊，或者手機通訊，我想大部分的人一定了解，但若說光也是電磁波的話，這一定令許多人驚訝。沒錯，其實光與通訊電波都是同一種東西，光並非一種獨特的東西，而是與我們的收音機所接受的電波是一樣的。http://oelab.phy.ncku.edu.tw/tutorial/light/light.htm光的實驗（詳細內容請自行點選進入參考）http://sp.tmjh.tp.edu.tw/sci/wanglj/experiment/experiment.html小小放大鏡  日光燈變七彩光自製潛望鏡  買兩塊小鏡子。用硬紙片做兩個直角彎頭圓筒，直徑比小鏡子稍大。在紙筒的兩直角處各開一個45度的斜口，將兩面小鏡子相對插入斜口內（如圖所示），用紙條粘好，把兩個直角筒套在一起，即成一個簡單的潛望鏡。 潛望鏡的用途很廣，在步兵的戰壕裡觀察前方的戰況以及在坦克的駕駛室及炮長的瞄準都用到了潛望鏡。同學們通過製作簡單的潛望鏡可以瞭解光的反射現象以及光路設計原理。
圖片參考：http://www.pep.com.cn/images/200406/import17194_4.jpg
http://www.pep.com.cn/200406/ca464725.htm

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四、實驗原理

1 、即時全像術(單次曝光法)

將全像片記錄一次物體光和參考光，再用相同的光學系統將經過些許改變(如：施加外力使之變形)的待測物之反射光在底片上重

複曝光，因為兩道光有相位差，在底片上呈現亮暗、亮暗的干涉條紋，再用一道參考光即可將此亮暗條紋重現(為虛像)，藉由觀

測干涉條紋，可知材料的表面的特性，做物體結構的非破壞性檢測。

2、熱塑膠片工作原理

(1)光導熱塑料是一種相位型光記錄介質，其利用“靜電錄相法“記錄全像圖，其結構如下圖所示，在玻璃基板上，依次塗佈氣化錫

透明導電層、光電導體層及熱塑料層。

圖一


(2)由於此材料在可見光中，敏感度可以和鹵化銀照相材料相比，又不需要相應的化學沖洗手續，可以在原地執“充電“、“加熱顯影

“及“冷卻定影“記錄工作，是一種非常方便與乾淨的錄像材料，唯其對低頻及高頻的響應均不好，大約在600~1400lines/mm之

間。

(3)熱塑片其頻率響應的分佈，常常是狹窄的，它的中心頻率f0,由熱塑層厚度d來決定(f0=1/2d)，故在全像記錄中，若已

知熱塑層厚度d值，應使參考光與物體光間的夾角θ儘量滿足下式

θ=2Sin-1λ/4d

如此在底片上所形成的干涉紋，空間頻率剛巧與熱塑料的中心頻率相重合，在此條件下才可得到最大的繞射效率。

圖二 熱塑片空間頻率與繞射效率曲線圖



對He-Ne雷射而言為100erg/cm2，故對He-Cd雷射而言，靈敏度為其四倍，故所需能量為25erg/cm2

圖三 熱塑片靈敏度對響應曲線圖



(4)光傳導塑片的錄像處理程序：

a. 充電：利用高壓在暗室中把材料表面充上一層電荷，使其均勻帶電。(參考圖一(a))

b. 曝光：將干涉紋的影像照射在片子上，此時光電為體層，將依條紋的明暗程度放電，使得有光照射處，下層(陰層)電子可

通過光導電層，移到光導電層的上沿。此時熱塑料表面電荷分佈仍然均勻，但因感光區的正負電荷較近，放電位較

低。(參考圖一(b))

c. 再放電：再次利用高壓充電，此時熱塑料表面的電位一致，但材料表面的電荷分佈，則依底片曝光的程度改變，曝光程度

大的部份電荷較多。(參考圖一(c))

d. 顯影：將材料加熱到熱塑料的焐點附近(大約在600C~1000C)，當材料軟化時，因熱塑料上下兩側正負電荷間有引力，會

使熱塑料發生變形，使光照處凹陷變薄。(參考圖一(d))。

e. 定影：此時把材料迅速冷卻到室溫；這厚薄的分佈即會凍結，形成全像軟片。

f. 再生：把熱塑材料加熱至熔點附近，持續一段時間，因在高溫下，熱塑料絕緣很差，故不會有表面電荷存在，原先的變形

力消失，於是表面張力可使材料恢復成原來的平面狀，可重覆使用(參考圖一(e))。若依規定程序操作，一張底片

大約可重覆使用300次左右，但頻率響應會有少許降低。