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光現象資源箱 型號：QWG1208 ? 實驗清單： 光在空氣中直線傳播實驗 面鏡成像觀察實驗 ? ? ? ? 透鏡成像觀察實驗 影子觀察實驗

含電路板、散裝元器件、制作說明書等

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原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會將自身攜帶的動量傳遞給微粒，對微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場分布不均勻導致的梯度力，梯度力將微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子與粒子相互作用導致的散射。針對不同大小的粒子，大致可以分為三類： 一、微粒的尺度遠大于激光波長，可以采用幾何光學近似模型，光線在微粒經過折射反射，將動量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長相近，這種情況下可以通過電磁場麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠小于激光波長，微粒在光場中被激發為偶極子，受到偶極子與強聚焦光場的相互作用力； 相關內容： 動手調節光路，利用光鑷捕捉并操控小球； 基于空間光調制器的光鑷系統，通過研究不同算法從而得到加載在空間光調制器上的全息圖、更加深入地研究特殊模式光束在光學微操縱中的應用、拓展光鑷與其他學科交叉的應用前景以及對光場偏振態、相位、振幅的聯合調制等等。 應用領域： 作為非侵入型的力學操控系統，光鑷可以應用于細胞生物學、氣溶膠科學、物理化學等交叉學科的基礎研究，包括細胞微環境的改變、形變拉伸、微粒力學參數的測量等等。將全息光鑷與圖像識別結合，可以做到自動捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學顯微鏡相結合，可以量化細胞、分子的動力學特性，在細胞生物學中有巨大的研究空間； 方案介紹： 光路圖：   上圖為本方案全息光鑷裝置的光路示意圖。首先激光經過擴束后，直徑與空間光調制器有效區域的短邊直徑相等，擴束后的激光依次通過線偏振片、半波片和非偏振分光棱鏡。用半波片旋轉線偏光角度，使之工作在相位模式下，空間光調制器的入射角控制在在 5°以內。 經過空間光調制器反射的光經過由兩個傅里葉透鏡組成的縮束系統，該系統能改變光斑尺寸確保光束直徑與顯微物鏡的入瞳直徑匹配。對于外圍光強較弱的高斯光束，利用此縮束系統將激光直徑稍大于顯微物鏡入瞳直徑。 經過縮束系統的激光經過 45°直角反射鏡，二向色鏡將激光透射進入顯微物鏡，同時讓照明光源透過，從而使 CMOS 相機采集到樣品像。空間光調制器位于第一個傅里葉透鏡的焦距處，全息圖與物鏡入瞳是共軛像面，所以全息圖經過顯微物鏡做傅里葉變換后在顯微物鏡焦平面即樣品面上再現期望的光場分布。   特點： 此方案采用的開普勒式縮束系統透鏡間的焦平面與樣品面是共軛的，在透鏡焦平面加入高通濾波器或在空間光調制器上疊加閃耀光柵后，后續光學元件按照一級像排列，從而移去零級光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實時調整，快速疊加不同焦距菲涅爾相位圖、閃耀光柵相位圖等； 空間光調制器可供多種語言調用（labview、C、Python 等）；可編程實現不同數目、不同排列的光阱陣列；   配置標準：   序號 配置 規格 序號 配置 規格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 顯微物鏡 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空間光調制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波長470nm 功率760mw 3 CMOS相機 1280*1024 60FPS 6 相機筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

預浸料是復合材料性能的基礎，復合材料成型時的工藝性能和力學性能取決于預浸料的性 能。在預浸料生產工藝中，基體樹脂的配方、預浸料的制備工藝至關重要，樹脂基體與纖維的 匹配性、樹脂粘性、揮發性、儲存條件、儲存壽命及預浸料中的樹脂含量等參數均會影響預浸 料的質量，從而影響復合材料成型工藝的篩選和優化。 芳綸全稱為“聚對苯二甲酰對苯二胺”(杜邦公司的商品名為Kevlar) ，是一種新型高科技 合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕、良好的絕緣性和抗老化性等 優良性能，具有很長的生命周期。芳綸纖維誕生于20 世紀60 年代末，最初作為宇宙開發材料 和重要的戰略物資而鮮為人知。冷戰結束后，芳綸作為高技術含量的纖維材料大量用于民用領 域。世界上主要的芳綸生產商是美國杜邦和日本帝人，幾乎壟斷國際市場。由于國外技術封鎖 等原因，我國芳綸的生產和應用起步較晚。 依據增強環氧樹脂預浸料的特點及發展趨勢，根據預浸料后續產品用途要求，選擇合適的 環氧樹脂為主要基體，以芳綸纖維為增強材料，開發芳綸纖維增強環氧樹脂預浸料。同時針對 某一復合材料制品，完成樹脂配方、預浸料成型及后固化等工藝的研究和優化，從而建立預浸 料生產的工藝技術軟件包。

我國由于特殊的地質條件，大慶油田、勝利油田、大港油田等三次采油已經開始廣泛采用聚丙烯酰胺驅油技術。國內外的聚丙烯酰胺上料都是由人工來完成的，工人的勞動強度大，粉塵飛揚，需戴口罩，帽子等才能工作，當吸收的PAM大于5000PPM時因腸胃粘膜對營養的吸收被粘阻而有害。 本項目應用現代機械、電氣、氣壓傳動和PLC控制技術集成設計制作了擁有自主知識產權的自動切袋倒料裝置；并采取多項措施保證人與粉塵的隔離；基于PLC開發了自動控制系統；并應用皮帶輸送、螺旋輸送和負壓輸送等多種輸送方式構建了聚丙烯酰胺干粉的自動上料系統。本項目解決了袋裝粉料上料時的粉塵污染，有效預防塵肺、呼吸道等職業病的發生，填補了國內聚丙烯酰胺干粉自動上料系統技術空白；具有顯著的社會效益。本項目已在勝利油田得到了推廣應用。