5、微波的迈克尔逊干涉实验
在微波前进的方向上放置一个与波传播方向成角的半透射半反射的分束板（如图4）。将入射波分成一束向金属板A传播，另一束向金属板B传播。由于A、B金属板的全反射作用，两列波再回到半透射半反射的分束板，回合后到达微波接收器处。这两束微波同频率，在接收器处将发生干涉，干涉叠加的强度由两束波的光程差（即位相差）决定。当两波的相位差为2k 时，干涉加强；当两波的相位差为(2k+1) 时，(其中k=1，2，3……)则干涉最弱。当A、B板中的一块板固定，另一块板可沿着微波传播方向前后移动，当微波接收信号从极小（或极大）值到又一次极小（或极大）值，则反射板移动了λ/2距离。由这个距离就可求得微波波长。
3、通过迈克耳逊实验测量微波波长。
4、明确布拉格公式的解释以及用微波分光计验证的方法
5、认识微波的光学性质，学习X射线晶体结构分析的基本知识
【实验仪器】
DHMS-1型微波光学综合实验仪一套，包括：X波段微波信号源、微波发生器、发射喇叭、接收喇叭、微波检波器、检波信号数字显示器、可旋转载物平台和支架，以及实验用附件（反射板、分束板、单缝板、双缝板、读数机构等）。微波光学实验系统装置如图1所示。
TN型光开关的结构如图1所示。在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；也可在电极表面涂取向剂），使电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。如图1左图所示。
综合物理实验三
实验报告
实验
【实验目的】
1．在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的电光特性曲线，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。
2．测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由事件响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。
3．测量有液晶光开关矩阵所构成的液晶延时器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。
【
1施加电压的过程中，液晶样品上有时会出现成片状的斑点，说明导致这种现象出现的可能原因？
答：首先，我在实验过程中发现了题中所述的现象。并猜测是由于液晶的时间特性：加上（或去掉）驱动电压能使液晶的开关状态发生改变，是因为液晶的分子排序发生了改变，这种重新排序需要一定的时间，用上升时间τ 和下降时间τ 描述。在施加电压的时候，前一组实验的电压产生的效果由于下降时间还未完全失去，这时刚加的电压产生的效果也慢慢体现，在此时间段内，会出现旧的图像与新的图像重叠的效果。为验证此猜测，我尝试认为快速改变驱动电压，看到样品上片状斑点出现的频率变大。从而证实了上述猜想。
2.水平视角的可视范围比较大。在-40度到40度之间的对比度平均达到了17%以上，是比较大的，也就是说，在偏离水平方向 0~40度之间，都可以获得良好的观察效果，在 2~3 度左右观察的视觉效果为最佳；超出这个范围之外的视觉效果则相对会比较差，并且随着视角（绝对值）的增大，可视度将以很大的幅度降低。
6－调0％旋钮。在激光接收端没有光入射的时候（即捂住接收口时），校准透过率的最小输出为0；
7－液晶驱动电压输出。接示波器，显示液晶的驱动电压；
8－光透过率输出。接到数字存储示波器，显示液晶的光开响应曲线，可以根据此曲线来计算液晶的阈值电压和关断电压；
9－激光发射器。为仪器提供较强的光源；
10－液晶板。本实验仪器的测量样品；
理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。
取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。
在未加驱动电压的情况下，来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。这时光的偏振面与P2的透光轴平行，因而有光通过。
b.表三垂直视角特性测量
2数据处理
1）液晶电特性测量：由表一数据绘制液晶电特性曲线。
图一
由图可以看出：
阈值电压约为：1.25v
关断电压约为：1.76v
2）液晶视角特性
a.由表二绘制液晶水平视角曲线
图二水平视角曲线
由图可以看出（可在较高的显示比例下看清完整光滑的曲线）：
1.液晶的水平视角并不严格对称。在偏转相同的角度，正偏转（实验中取向左为正）的视觉效果要较好于负偏转。
【实验原理】
微波是一种电磁波，它和其他电磁波如光波、X射线一样，在均匀介质中沿直线传播，都具有反射、折射、衍射、干涉和偏振等现象。波动光学的定律也是电磁波共同遵守的定律，用波长较长的电磁波同样能够进行波动光学中的各种实验，如衍射、干涉之类的。而且由于微波波长远大于光波波长，因而实验所用器材可以做得很大，从而实现向更加的直观，同时不必要求黑暗条件。
【实验步骤】
1．液晶的电光特性
按下表的数据改变电压，使得电压值从0V到6V变化，记录相应电压下的透射率数值。重复3次并计算相应电压下透射率的平均值，依据实验数据绘制电光特性曲线，可以得出阈值电压和关断电压。
2．液晶的视角特性
①．水平方向视角特性的测量
首先将透过率显示调0和调100，然后再进行实验。
在供电电压为0V时，按照表2所列的角度调节液晶屏与入射激光的角度，在每一角度下测量光强透过率最大值TMAX。然后将供电电压置于2V，再次调节液晶屏角度，测量光强透过率最小值TMIN，并计算其对比度。以角度为横坐标，对比度为纵坐标，绘制水平方向对比度随入射光入射角而变化的曲线。
2 如何确定本实验所使用的液晶样品是常黑型的还是常白型的？
答：可以用定性的方法判定：向液晶板凹进面看去，即人眼与液晶板凹进面在同侧，若可以看到液晶板对面的事物则为常白型，若看到有如一般计算器的液晶面的情况，则为常黑型。
实验四
【实验目的】
1、了解与学习微波产生的基本原理以及传播和接收等基本特性。
2、观测微波干涉、衍射、偏振等实验现象。
【
1、 实验中需要旋转液晶板的转盘来调整度数，此时应该认真仔细，以保证旋转的精度，从而提高实验的精确度；
2、 本实验需要用到示波器，实验时记录τ 和τ 时可以采取将示波器显示图像放大拉长的方法来更加精确地测量上升与下降时间，这样可以使实验数据更加精确；
3、 在实验结束后，我和同组的同学通过仪器上的按钮和电脑中的软件在液晶显示板上呈现出了各种不同的图案，使我对液晶的功能特性有了进一步的了解。
2－液晶供电电压显示。显示加在液晶板上的电压，范围在0V～6.5V之间；
3－供电电压调节旋钮。改变加在液晶板上的电压，调节范围在0V～6.5V之间；
4－调100％旋钮。在激光接收端处于最大接收的时候（即供电电压为0V时），校准透过率的最大输出为100；
5－透过率显示。显示光透过液晶板后光强的相对值；
11－激光接收装置。将透过液晶板的激光转换为电压输入到透过率显示表；
开关矩阵：此为16×16的按键矩阵，用于测试液晶的显示功能实验；
液晶转盘：承载液晶板一起转动，用于测试液晶的视角特性实验；
模式转换开关：切换于液晶的静态和动态两种工作模式；
激光开关：开关激光发射器；
电源开关：仪器的总电源开关。
【实验原理】
其安装和操作步骤为：将TN型16X16点阵液晶屏金手指1插入转盘上的插槽。插上电源，打开电源总开关和激光器电源开关，使激光器预热10~20分钟。模式转换开关置于静态全屏模式。将液晶屏旋转台置于零刻度位置固定住，并以此为基准调节左边的激光发射器，使得准直激光垂直入射到液晶屏上，而且激光光斑要尽可能的照在液晶屏上的其中某个象素单元上，然后调节激光接收的位置，使得激光通过液晶后再经过入射孔垂直照射到接收装置上，（可以在供电电压为0V时，看透过率达到最大时表示接收装置接收效果为最好）。
图四
6.布拉格衍射实验
任何的真实晶体，都具有自然外形和各向异性的性质，这和晶体的例子、院子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。晶体内的离子、原子或分子占据着点阵的结构，两相邻结点的距离叫晶体的晶格常数。真实晶体的晶格常数约在10 8厘米的数量级。X射线的波长与晶体的常数属于同一数量级。实际上晶体是起着衍射光栅的作用。因此可以利用X射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的距离和互相位置的排列，以达到对晶体结构的了解。（1）晶体结构晶体中的原子按一定规律形成高度规则的空间排列，称为晶格。最简单的晶格为立方晶格，如图所示，间距a为晶格常数，格点排列的平面称为晶面。最常用的晶面为（100）面、（110）面、（111）面，如图。晶面取法不同，则晶面间距不同。
在施加足够电压情况下(一般为1～2伏)，在静电场的吸引下，除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外，其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。于是原来的扭曲结构被破坏，成了均匀结构，如图1右图所示。从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转，保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2正交，因而光被关断。
4．了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图像的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。
【实验仪器】
1－静态闪烁/动态清屏切换开关。当仪器工作在静态的时候，此开关可以切换到闪烁和静止两种方式；当仪器工作在动态的时候，此开关可以清除液晶屏幕因按动开关矩阵而产生的斑点；
②．垂直方向视角特性的测量
关断总电源后，取下液晶显示屏，将液晶显示屏旋转90度，用金手指2插入，如图6所示。重新打开总电源，按照与①相同的方法和步骤，可测量垂直方向的视角特性。并记录入下表中。