SU1541660A1 - Method of demonstration of optical interference and light diffraction - Google Patents
Method of demonstration of optical interference and light diffraction Download PDFInfo
- Publication number
- SU1541660A1 SU1541660A1 SU884406476A SU4406476A SU1541660A1 SU 1541660 A1 SU1541660 A1 SU 1541660A1 SU 884406476 A SU884406476 A SU 884406476A SU 4406476 A SU4406476 A SU 4406476A SU 1541660 A1 SU1541660 A1 SU 1541660A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- screen
- coherence
- demonstration
- light source
- degree
- Prior art date
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к средствам обучени , в частности к учебным приборам по физике, и может быть использовано в р де лекционных курсов по физике. Цель изобретени - расширение демонстрационных возможностей с учетом степени когерентности источника света. Эта цель достигаетс за счет того, что дополнительно задают интервал и направление считывани информации с видимого изображени с последующим преобразованием считываемой информации в дополнительно создаваемое видимое цветное изображение, рассчитывают интерференционное цветное изображение и в результате сравнени его с дополнительно создаваемым видимым изображением определ ют вли ние степени когерентности источника света. 2 ил.The invention relates to teaching aids, in particular to educational devices in physics, and can be used in a series of physics courses. The purpose of the invention is to expand the demonstration capabilities, taking into account the degree of coherence of the light source. This goal is achieved by setting the interval and direction for reading information from a visible image, then converting the read information into an additionally created visible color image, calculating the interference color image, and comparing the effect of the degree of coherence as a result of the additional visible image light source. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к средствам обучени , в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в р де лекционных курсов по физике, таких, например, как оптика , спектроскопи , вычислительна техника и т.д.The invention relates to teaching aids, in particular to educational devices in physics, and can be widely used in a number of physics courses, such as, for example, optics, spectroscopy, computer technology, etc.
Цель изобретени - расширение демонстрационных возможностей с учетом степени когерентности источника света .The purpose of the invention is to expand the demonstration capabilities, taking into account the degree of coherence of the light source.
На фиг. 1 приведена графическа схема устройства; на фиг. 2 - блок- схема вычислительного устройства.FIG. 1 is a graphical diagram of the device; in fig. 2 is a block diagram of a computing device.
Устройство дл демонстрации оптической интерференции и дифракции с учетом степени когерентности источника света содержит источник 1 света, например, ртутную лампу накаливани ,A device for demonstrating optical interference and diffraction, taking into account the degree of coherence of a light source, comprises a light source 1, for example, a mercury incandescent lamp,
конденсатор 2 дл формировани равномерного освещени , подвижную 1цель 3 служащую дл получени лучшего видимого изображени , преобразующий оптический элемент k - взаимозамен емые бипризму Френел или щель, что дает возможность получени интерференционной или дифракционной картин, экран 5 дл визуального наблюдени физического влени , блок 6 съема информации , предназначенный дл съема сигналов интенсивности с экрана фотодатчиком и его перемещени по экрану, блок 7 обработки и управлени сигналов , предназначенный дл получени и формировани телевизионного цветного сигнала с наблюдаемого физического влени , телевизионное цветное проекционное устройство 8, формирующееa capacitor 2 for forming a uniform illumination, a movable 1 aim 3 serving to obtain a better visible image, a transforming optical element k - interchangeable with a Fresnel biprism or a slit, which makes it possible to obtain an interference or diffraction pattern, a screen 5 for visual observation of a physical appearance, information retrieval unit 6 designed to pick up the intensity signals from the screen by the photosensor and move it around the screen, the signal processing and control unit 7 designed to receive and send tempered the television color signal from the observed physical phenomenon, the television color projection device 8 forming
СпSp
ЈьЈ
5five
ОЭOE
цветное видеоизображение, проекционный экран 9, отображащий графически поступающую на него информацию, демонстрируемое вление 10 и заранее такое же аналогично рассчитанное 11, показанные на экране 9.color video image, projection screen 9, displaying information arriving at it graphically, demonstrating phenomenon 10 and the same calculated in advance similar 11, shown on screen 9.
Кроме того, устройство (фиг. 2) содержит фотодатчик 12, предназначенный дл съема информации с экрана 5 демонстрируемого влени 10, усилитель 13 аналогового сигнала, усиливающий сигнал от фотодатчика 12 до заданного уровн напр жений, напримерIn addition, the device (Fig. 2) contains a photosensor 12 for receiving information from the screen 5 of the demonstrated phenomenon 10, an amplifier 13 of the analog signal amplifying the signal from the photosensor 12 to a predetermined voltage level, for example
10ten
интерферирующийи волнами, то это об сто тельство приводит к получению малого пол интерференции, что и зат рудн ет его визуализацию на экране. Затем, включа блок 6 съема информации , с помощью моторов 17 и 18 (фиг. фотодатчик 12 устанавливаетс в крайнее нижнее левое положение экрана 5 в зоне интерференционной картины 10, положение которого задаетс блоком 16 преобразовани , например ЦАП-tO, тем самым счетчик каналов присваивает значение (фиг, 3), обозначив приinterfering with waves, this circumstance results in a small interference field, which makes it difficult to visualize it on the screen. Then, including information retrieval unit 6, with the help of motors 17 and 18 (Fig. Photo sensor 12 is set to the lowest left position of the screen 5 in the zone of the interference pattern 10, the position of which is set by conversion unit 16, for example D / A converter, thereby assigning the channel counter value (fig, 3), denoting at
от 0 до 7 В, модуль Ik преобразований этом, что начальна установка ЦАП-10from 0 to 7 V, the conversion module Ik this, that the installation of the DAC-10 is initial
аналогового сигнала в цифровой и наобфрот , например, типа КРЕИТ КАМАК,analog signal to digital and vice versa, for example, the type of CREIT CAMAC,
поддерживающий двухстороннюю св зьtwo-way communication
с НиниЭВМ и в свою очередь содержащийwith niniavm and in turn containing
блрк 15 преобразований аналоговых 15 analog conversion blrk
налов в цифровые, например , ков нулевое положение закончена. Затем, задав временной интервал перемещени фотодатчикз 12 от точки к точке, равный , например, ,1 с, вдоль горизон тальной оси, фотодатчиком 12 непосредственно снимают уровень интенсивности картины 10 по точкам, количество которых задаетс ЦАП-Ю, и равно 2 -102 точкам. Сигналы от фотодатчика 12 усиливаютс усилителем 13 до уровн напр жений срабатывани блока 15 преобразовани аналогового сигнала в цифровой, например, АЦП-1, где аналоговые сигналы преобразуютс вdigital in, for example, the cove zero position is complete. Then, setting the time interval for moving the photosensors 12 from point to point equal, for example, 1 s, along the horizontal axis, the photosensor 12 directly removes the intensity level of the pattern 10 by points, the number of which is set by the DAC-Yu, and is equal to 2-102 points . The signals from the photo sensor 12 are amplified by the amplifier 13 to the voltage level of the response of the analog-to-digital conversion unit 15, for example, ADC-1, where the analog signals are converted to
торые поступают от фотодат ика 12, блок 16 преобразований цифровых сигналов в аналоговые, например ЦАП-10, управл ющий перемещением фотодатчи- 25 кз 12 при помощи мотора 17 вдоль и мотора 18 поперек экрана Ь, а также контроллер 19, например К-16, служащий дл организации двухсторонней св в нулевое положение закончена. Затем, задав временной интервал перемещени фотодатчикз 12 от точки к точке, равный , например, ,1 с, вдоль горизон тальной оси, фотодатчиком 12 непосредственно снимают уровень интенсивности картины 10 по точкам, количество которых задаетс ЦАП-Ю, и равно 2 -102 точкам. Сигналы от фотодатчика 12 усиливаютс усилителем 13 до уровн напр жений срабатывани блока 15 преобразовани аналогового сигнала в цифровой, например, АЦП-1, где аналоговые сигналы преобразуютс вThese are received from the photodiode 12, the digital-to-analogue digital conversion unit 16, for example, DAC-10, which controls the movement of photosensors 25 kz 12 using the motor 17 along and the motor 18 across the screen b, and the controller 19, for example K-16, The employee for organizing two-way communications to the zero position is complete. Then, setting the time interval for moving the photosensors 12 from point to point equal, for example, 1 s, along the horizontal axis, the photosensor 12 directly removes the intensity level of the pattern 10 by points, the number of which is set by the DAC-Yu, and is equal to 2-102 points . The signals from the photo sensor 12 are amplified by the amplifier 13 to the voltage level of the response of the analog-to-digital conversion unit 15, for example, ADC-1, where the analog signals are converted to
зи миниЭВМ и модул k преобразований,-Q цифровые значени и через контроллерg miniature computer and k-transformation module, -Q digital values and through the controller
двунаправленную шину 20, св занную с о(5щей шиной 21 Q-BUS, миниЭВМ 22, позвол ющую управл ть, считывать и обрабатывать поступающую информацию, однонаправленную шину 23 дл последующей передачи информации на экран, цветной интерфейс 2k, формирующий телевизионные синхроимпульсы и R, G, В-цветовые сигналы, блок 25 сопр жени телевизионных синхроимпульсов и К,С3В-сигналов от интерфейса 2k, блок 26 сопр жени телевизионного устройства 8, при помощи которого формируетс видимое цветное изобра35bi-directional bus 20 connected to the Q-BUS 5 bus 21, mini-computer 22 allowing to control, read and process the incoming information, unidirectional bus 23 for the subsequent transfer of information to the screen, color interface 2k, which forms the TV clock pulses and R, G, B-color signals, block 25 of conjugation of television sync pulses and K, C3B signals from interface 2k, block 26 of conjugation of television device 8, with the help of which a visible color image is generated
4040
19 и двунаправленную информативную шину 20 поступают на общую шину Q-BUS 21 миниЭВМ 22, например Электрони- ка-60, в которой периферийные устройства взаимодействуют с центральным процессором и оперативной пам тью через систему шин внутренней магистрали , где магистраль имеет линии дл поочередной передачи по ним адресов и данных. В миниЭВМ сигналы сн тых интенсивностей I (К) занос тс в массив I (К) и выдаютс на tper- ной проекционный экран 9 через интерфейс 2k, формирующий цветное R,19 and the bidirectional information bus 20 is fed to a common Q-BUS 21 mini-computer 22, for example, Electronics-60, in which peripheral devices communicate with the central processor and RAM through an internal trunk bus system, where the trunk has lines for alternate transmission over him addresses and data. In the mini-computer, the signals of the measured intensities I (K) are brought into the array I (K) and output to the tper screen of the projection screen 9 via the 2k interface, which forms a color R,
интерферирующийи волнами, то это обсто тельство приводит к получению малого пол интерференции, что и затрудн ет его визуализацию на экране. Затем, включа блок 6 съема информации , с помощью моторов 17 и 18 (фиг.2) фотодатчик 12 устанавливаетс в крайнее нижнее левое положение экрана 5 в зоне интерференционной картины 10, положение которого задаетс блоком 16 преобразовани , например ЦАП-tO, тем самым счетчик каналов присваивает значение (фиг, 3), обозначив приinterfering with waves, this circumstance leads to a small interference field, which makes it difficult to visualize it on the screen. Then, including the information acquisition unit 6, with the help of the motors 17 and 18 (Fig. 2), the photosensor 12 is set to the lowest left position of the screen 5 in the zone of the interference pattern 10, the position of which is set by the conversion unit 16, for example, D / A converter, thereby Channels assigns a value (FIG. 3), denoting at
этом, что начальна установка ЦАП-10This, that the installation of the DAC-10
в нулевое положение закончена. Затем, задав временной интервал перемещени фотодатчикз 12 от точки к точке, равный , например, ,1 с, вдоль горизонтальной оси, фотодатчиком 12 непосредственно снимают уровень интенсивности картины 10 по точкам, количество которых задаетс ЦАП-Ю, и равно 2 -102 точкам. Сигналы от фотодатчика 12 усиливаютс усилителем 13 до уровн напр жений срабатывани блока 15 преобразовани аналогового сигнала в цифровой, например, АЦП-1, где аналоговые сигналы преобразуютс вto zero position finished. Then, setting the time interval for moving the photosensors 12 from point to point equal, for example, 1 s, along the horizontal axis, the photosensor 12 directly removes the intensity level of the pattern 10 by points, the number of which is set by the DAC-Yu, and is equal to 2-102 points. The signals from the photo sensor 12 are amplified by the amplifier 13 to the voltage level of the response of the analog-to-digital conversion unit 15, for example, ADC-1, where the analog signals are converted to
цифровые значени и через контроллерdigital values and through the controller
5five
00
19 и двунаправленную информативную шину 20 поступают на общую шину Q-BUS 21 миниЭВМ 22, например Электрони- ка-60, в которой периферийные устройства взаимодействуют с центральным процессором и оперативной пам тью через систему шин внутренней магистрали , где магистраль имеет линии дл поочередной передачи по ним адресов и данных. В миниЭВМ сигналы сн тых интенсивностей I (К) занос тс в массив I (К) и выдаютс на tper- ной проекционный экран 9 через интерфейс 2k, формирующий цветное R,19 and the bidirectional information bus 20 is fed to a common Q-BUS 21 mini-computer 22, for example, Electronics-60, in which peripheral devices communicate with the central processor and RAM through an internal trunk bus system, where the trunk has lines for alternate transmission over him addresses and data. In the mini-computer, the signals of the measured intensities I (K) are brought into the array I (K) and output to the tper screen of the projection screen 9 via the 2k interface, which forms a color R,
жение на цветном телевизионном проек- д С,В изображе1ме , блок 25 сопр жени ,on a color television project C, In the image, block 25,
ционном экране 9.screen 9.
Работа устройства на примере интерференции при использовании бипризмы Френел .The operation of the device on the example of interference when using Fresnel biprism.
Свет от источника 1 сщета формируетс конденсором 2 и освещает равномерно подвижную щель 3. Прошедший сформированный свет через щель 3 попадает на бипризму Френел k, с помощью которой формируетс интерференционна картина 10 на экране 5. Так как преломл ющие углы бипризмы делаютс очень малыми дл того, чтобы обеспечить малое рассто ние междуThe light from the source 1 of the scythe is formed by the condenser 2 and illuminates a uniformly moving slit 3. The transmitted light that passes through the slit 3 hits the Fresnel k biprism with which the interference pattern 10 on the screen 5 is formed. Since the refracting angles of the bi-prism are very small for to ensure a small distance between
5050
5555
согласующий выходные синхроимпульсы и Н,С,В сигналы интерфейса 2k с входными сигналами полного телевизионного устройства 8 через блок 26 его сопр жени . При выдаче очередного сигнала интенсивности экран фотодатчик перемещаетс с помощью ЦАП в новое положение, и через интервал времени ,1 с считываетс новый уровень интенсивности I (К), который выдаетс на экран до тех пор, пока не будет пройден весь экран.matching the output clock pulses and H, C, B signals of the interface 2k with the input signals of the complete television device 8 through the block 26 of its interface. When issuing the next intensity signal, the screen of the photo sensor is moved by the DAC to a new position, and after a time interval of 1 second, the new intensity level I (K) is read, which is displayed on the screen until the entire screen is passed.
Зна длину волны, рассто ние от бипризмы Френел до экрана, апертуру,Know the wavelength, the distance from the Fresnel biprism to the screen, the aperture,
00
5five
согласующий выходные синхроимпульсы и Н,С,В сигналы интерфейса 2k с входными сигналами полного телевизионного устройства 8 через блок 26 его сопр жени . При выдаче очередного сигнала интенсивности экран фотодатчик перемещаетс с помощью ЦАП в новое положение, и через интервал времени ,1 с считываетс новый уровень интенсивности I (К), который выдаетс на экран до тех пор, пока не будет пройден весь экран.matching the output clock pulses and H, C, B signals of the interface 2k with the input signals of the complete television device 8 through the block 26 of its interface. When issuing the next intensity signal, the screen of the photo sensor is moved by the DAC to a new position, and after a time interval of 1 second, the new intensity level I (K) is read, which is displayed on the screen until the entire screen is passed.
Зна длину волны, рассто ние от бипризмы Френел до экрана, апертуру,Know the wavelength, the distance from the Fresnel biprism to the screen, the aperture,
10ten
1515
на проекционном экране строитс заранее рассчитанна интерференционна картина по формуле зависимости интенсивности от пор дка интерференции. В результате, на проекционном экране формируетс заранее рассчитанна картина 11 и непосредственно сн та с демонстрируемого влени 10, где они отображаютс на нем в разных цветах.On the projection screen, a pre-calculated interference pattern is constructed using the formula for the dependence of intensity on the order of interference. As a result, a pre-calculated pattern 11 is formed on the projection screen and is directly removed from the displayed event 10, where they are displayed on it in different colors.
Так как видимость интерференционной картины непосредственно равна доле когерентности света, присутствующего б интерферирующих световых пучках , то поэтому изменение видимости картины на экране позвол ет определить долю интенсивности когерентных составл ющих этих световых пучков и тем самым реально отразить это на проекционном экране.20Since the visibility of the interference pattern is directly equal to the fraction of the coherence of the light present in the interfering light beams, therefore changing the visibility of the pattern on the screen allows us to determine the intensity fraction of the coherent components of these light beams and thereby actually reflect this on the projection screen.
Аналогично устройство работает и при замене бипризмы Френел на щель, с той лишь разницей,что на цветном телевизионном экране заранее строитс дифракционна картина по заранее 25 заданным начальным услови м по известным зависимост м.Similarly, the device also works when replacing a Fresnel biprism with a slit, with the only difference that a diffraction pattern is built in advance on a color television screen according to predefined 25 initial conditions based on known dependencies.
Измен источник света и переход к когерентному, демонстрируют нагл дную картину получаемого влени . Измен разные условные параметры начальных условий данное устройство отчетливо отслеживает любое их изменение в визуальном представлении,,Changing the light source and the transition to a coherent one, demonstrate a clear picture of the resulting phenomenon. By changing the different conditional parameters of the initial conditions, this device clearly tracks any change in their visual representation,
Предлагаемое устройство позвол етThe proposed device allows
, ку которого крепитс фотодатчик, поверхность которого служит при вертикальной его установке экраном, модуль 14 преобразовани сигналов типа КРЕИТ-КАМАК со стандартными блоками АЦП-14, ЦАП-10, К-16, миниЭВМ Электроника-60, или ДВК-2 (3,4) цветной интерфейс ЦДР-1, проекционныйwhose fuser is attached a photo sensor, whose surface serves as a screen when it is installed vertically, the module 14 for converting signals of the KREIT-KAMAK type with standard blocks ADC-14, DAC-10, K-16, mini-Electronics Electronics-60, or DVK-2 (3, 4) color interface CDR-1, projection
цветной MIcolor MI
телевизор Электроникаtv electronics
30thirty
ТВ 01 ПЦ, а также блоки сопр жений, согласующие уровни входных и выходных сигналов Демонстрационна нагл дность и дидактическое воспри тие повышены за счет того, что в данном устройстве реальное физическое вление сравнивает с с его теоретическим представлением в реальном масштабе времени с возможностью изменени р да физических величин , таких как длина волны, размер щели, рассто ни до экрана, длина резонатора лазера и т.д. с одновременным наблюдением этих изменений на экранах в вышеописанных представлени х. VTV 01 HRC, as well as mates, matching levels of input and output signals Demonstration and didactic perception are increased due to the fact that this device compares real physical phenomenon with its theoretical representation in real time with the possibility of changing physical quantities such as wavelength, slot size, screen distance, laser cavity length, etc. with simultaneous observation of these changes on the screens in the above representations. V
Демонстрационные возможности расширены за счет того, то предлагаемый способ позвол ет наблюдать и де- м.онстрировать любые оптические влени с возможностью высокого разрешени . iThe demonstration possibilities are extended due to the fact that the proposed method allows observing and de- ming to observe any optical phenomena with the possibility of high resolution. i
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884406476A SU1541660A1 (en) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | Method of demonstration of optical interference and light diffraction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884406476A SU1541660A1 (en) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | Method of demonstration of optical interference and light diffraction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1541660A1 true SU1541660A1 (en) | 1990-02-07 |
Family
ID=21367194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884406476A SU1541660A1 (en) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | Method of demonstration of optical interference and light diffraction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1541660A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104200727A (en) * | 2014-09-22 | 2014-12-10 | 江南大学 | Stepless adjustable slit device |
RU207310U1 (en) * | 2021-06-11 | 2021-10-21 | Татьяна Владимировна Куренева | A device for studying the phenomenon of light interference in a thin film |
-
1988
- 1988-04-07 SU SU884406476A patent/SU1541660A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Лекционные демонстрации по физике. /Под ред. проф. В.И. Ивероновой. П., 1972, с, , 560-561. ( СПОСОБ ДЕМОНСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ И ДИФРАКЦИИ СВЕТА * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104200727A (en) * | 2014-09-22 | 2014-12-10 | 江南大学 | Stepless adjustable slit device |
RU207310U1 (en) * | 2021-06-11 | 2021-10-21 | Татьяна Владимировна Куренева | A device for studying the phenomenon of light interference in a thin film |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2411741A (en) | Color matching apparatus | |
GB1257778A (en) | ||
US3702735A (en) | Multispectral imaging system | |
US5155585A (en) | Image pickup apparatus for receiving light and converting to an electrical signal corresponding to the light | |
SU1541660A1 (en) | Method of demonstration of optical interference and light diffraction | |
GB1521263A (en) | Electro-optical position monitoring and control means | |
RU2076335C1 (en) | Stand to measure optical characteristics | |
JPH01502940A (en) | video system | |
Bastuscheck | Correction of video camera response using digital techniques | |
SU983471A1 (en) | Color tv pyrometer | |
Waldie et al. | Anew High Speed Two-Dimensional Ccd Atmospheric Turbulence Monitor | |
JPS58103624A (en) | Optical measuring device | |
RU2343407C2 (en) | Electronic digital angular data sensor | |
JPH0346506A (en) | Two-lens barrel type electronic survey machine | |
RU2343409C2 (en) | Electronic digital angular data sensor | |
SU1396102A1 (en) | Method of precision automatic checking | |
JPS6130704A (en) | Displacement measuring apparatus using television camera | |
JP2566462B2 (en) | Electronic surveying instrument | |
RU2078360C1 (en) | Method of quality inspection of objective and device for its implementation | |
SU881539A1 (en) | Colorimeter | |
SU882027A1 (en) | Device for reproducing pseudocolour and qusispatiel image | |
SU1530903A1 (en) | Device for determining points of same elevation from stereocouple photos | |
SU1312403A1 (en) | Absolute colorimeter | |
SU1254427A1 (en) | Method of measuring variations of three-dimensional phase objects | |
RU2024000C1 (en) | Optical system quality control device |