阿贝成像实验报告中南大学

佛山科学技术学院

实 验 报告

专业班级 10物师 姓名 邓新炬 学号 2010284102 仪器组号

指导教师 朱星 成绩 日期 2013年 月 日

一.实验目的 1. 2. 3. 4. 了解透镜孔径对成像的影响和简单的空间滤波； 掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴； 验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱和空间滤波概念的理解； 初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用. 课程名称 近代物理实验 实验项目 阿贝成像原理和空间滤波

二.实验仪器 GP-78光具座 JSQ-250氦氖激光器及电源 物（光栅） 透镜×3（f=15mm、f=70mm、f=225mm） 光阑片。 三 实验原理 1、关于傅里叶光学变换 设有一个空间二维函数g?x,y?，其二维傅里叶变换为： G?fx,fy??F?g?x,y?????g?x,y?exp??i2??f?xx?fyy?dxdy

班 级 09级1班 日 期 3月1日

【实验目的】

组 别 1组 指导教师

姓 名 巩辰 学 号 1090600004

【实验题目】 阿贝成像原理和空间滤波 1. 了解透镜孔径对成像的影响和简单的空间滤波； 2. 掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴；

3. 验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱和空间滤波概念的

理解；

4. 初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用.

【实验仪器与用具】

GP-78光具座 JSQ-250氦氖激光器及电源 物（光栅） 透镜×3（f=15mm、f=70mm、f=225mm） 光阑片

【实验原理】

1、关于傅里叶光学变换

设有一个空间二维函数g?x,y?，其二维傅里叶变换为：

G?fx,fy??F?g?x,y?????g?x,y?exp?i2??fxx?fyy?dxdy

???式中fx、fy分别为x、y方向的空间频率，g?x,y?是Gfx,fy的逆傅里叶变换，即：

??g(x,y

班 级 09级1班 日 期 3月1日

【实验目的】

组 别 1组 指导教师

姓 名 巩辰 学 号 1090600004

【实验题目】 阿贝成像原理和空间滤波 1. 了解透镜孔径对成像的影响和简单的空间滤波； 2. 掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴；

3. 验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱和空间滤波概念的

理解；

4. 初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用.

【实验仪器与用具】

GP-78光具座 JSQ-250氦氖激光器及电源 物（光栅） 透镜×3（f=15mm、f=70mm、f=225mm） 光阑片

【实验原理】

1、关于傅里叶光学变换

设有一个空间二维函数g?x,y?，其二维傅里叶变换为：

G?fx,fy??F?g?x,y?????g?x,y?exp?i2??fxx?fyy?dxdy

???式中fx、fy分别为x、y方向的空间频率，g?x,y?是Gfx,fy的逆傅里叶变换，即：

??g(x,y

X X 大 学 实 验 报 告

课程名称： 大学物理实验（三）

实验名称： 设计实验 1

阿贝成像原理与空间滤波

学院： 物理与科学技术学院

组号 13 指导教师： XXX 报告人：XXX 学号：

实验地点 科技楼B109 实验时间： 2012,6,6 实验报告提交时间： 2012,6,20

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实验一 阿贝成像原理和空间滤波

一、实验目的

1．了解透镜孔径对成像的影响和两种简单的空间滤波。 2．掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴。

3．验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频谱和空间滤波概念的理解。 4．初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用。

二、实验原理

1．阿贝成像原理

1873年，阿贝(Abbe)在研究显微镜成像原理时提出了一个相干成像的新原理，这个原

理为当今正在兴起的光学信息处理奠定了基础。

如图1-1所示，用一束平行光照明物体，按照传统的成像原理，物体上任一点都成了一次波源，辐射球面波，经透镜的会聚作用，各个发散的球面波转变为会聚的球面波，球面波

图1-1 阿贝成像原理

的中心就是物体上某一点的像。一个复杂的物体可以看成是无数个亮度不同的点构成，所有这些点经透镜的作用在像平面上形成像点，像

点重新叠加构成物体的像。这种传统的成像原理着眼于点的对应，物像之间是点点对应关系。

阿贝成像原理认为，透镜的成像过程可以分成两步：第一步是通过物的衍射光在透镜后焦面(即频谱面)上形成空间频谱，这是衍射所引起的“分频”作用；第二步是代表不同空间频率的各光束在像平面上相干叠加而形成物体的像，这是干涉所引起的“合成”作用

Central South University

UNIX/Linux 实验报告

学院: 信息科学与工程学院 班级: 物联网1102班 学号: 0909111612 姓名: 田刚

时间: 2014年5月4

实验一 Linux的安装

1、实验目的

（1） 了解硬盘分区的概念和方法； （2） 掌握硬盘的分区规划；

（3） 掌握Linux操作系统的安装和配置过程。

2、实验设备

一台pc机、RedHat Linux 7.2以上版本、VMware Workstation v5.5

3、实验原理

Linux可以以多种方式安装在PC机上： (1)独立分区安装、 (2)DOS分区安装和 (3)虚拟机VMWare下安装。鉴于VMware下安装对原来系统影响较小且不影响本实验目的，因此采用VMWare下安装方式。

4、实验步逐

(1) 在Windows XP下安装VMware 5.5 （2） 配置虚拟机 （3） 启动虚拟机

（4） 启动Linux安装过程 （5） 安装过程配置 （6） 安装后配置

（7） 第1次启动 VMWare下Linux操作系统

5、实验记录

（1） 记录详细安装过程

这是在本机安装的VM，VM软件安装比较简单，详细

Central South University

UNIX/Linux 实验报告

学院: 信息科学与工程学院 班级: 物联网1102班 学号: 0909111612 姓名: 田刚

时间: 2014年5月4

实验一 Linux的安装

1、实验目的

（1） 了解硬盘分区的概念和方法； （2） 掌握硬盘的分区规划；

（3） 掌握Linux操作系统的安装和配置过程。

2、实验设备

一台pc机、RedHat Linux 7.2以上版本、VMware Workstation v5.5

3、实验原理

Linux可以以多种方式安装在PC机上： (1)独立分区安装、 (2)DOS分区安装和 (3)虚拟机VMWare下安装。鉴于VMware下安装对原来系统影响较小且不影响本实验目的，因此采用VMWare下安装方式。

4、实验步逐

(1) 在Windows XP下安装VMware 5.5 （2） 配置虚拟机 （3） 启动虚拟机

（4） 启动Linux安装过程 （5） 安装过程配置 （6） 安装后配置

（7） 第1次启动 VMWare下Linux操作系统

5、实验记录

（1） 记录详细安装过程

这是在本机安装的VM，VM软件安装比较简单，详细

Central South University

UNIX/Linux 实验报告

学院: 信息科学与工程学院 班级: 物联网1102班 学号: 0909111612 姓名: 田刚

时间: 2014年5月4

实验一 Linux的安装

1、实验目的

（1） 了解硬盘分区的概念和方法； （2） 掌握硬盘的分区规划；

（3） 掌握Linux操作系统的安装和配置过程。

2、实验设备

一台pc机、RedHat Linux 7.2以上版本、VMware Workstation v5.5

3、实验原理

Linux可以以多种方式安装在PC机上： (1)独立分区安装、 (2)DOS分区安装和 (3)虚拟机VMWare下安装。鉴于VMware下安装对原来系统影响较小且不影响本实验目的，因此采用VMWare下安装方式。

4、实验步逐

(1) 在Windows XP下安装VMware 5.5 （2） 配置虚拟机 （3） 启动虚拟机

（4） 启动Linux安装过程 （5） 安装过程配置 （6） 安装后配置

（7） 第1次启动 VMWare下Linux操作系统

5、实验记录

（1） 记录详

物理实验研究性报告

——阿贝成像原理和空间滤波

摘要：本文描述了在阿贝成像原理与空间滤波实验中看到的一些有趣的光

学实验现象，计算了空间频率和光栅基频，并对不同滤波器产生的现象作出了简要解释，此外本文还简单分析了空间滤波，并对频谱面的位置做了简单计算。

关键字：阿贝成像原理 空间频谱 空间滤波 傅立叶光学变换 一、实验目的

1．了解透镜孔径对成像的影响和两种简单的空间滤波。 2．掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴。

3．验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频谱和空间滤波概念的理解。

4．初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用。

二、 实验原理

1、傅立叶变换在光学成像系统中的应用。

在信息光学中、常用傅立叶变换来表达和处理光的成像过程。

设一个xy平面上的光场的振幅分布为g(x,y)，可以将这样一个空间分布展开为一系列基元函数exp[iz?(fxx?fyy)]的 线性叠加。即

?g(x,y)?????G(fxfy)exp[2?(fxx?fyy)]dfxdfy (1)

量纲为L?1；fx，fy为x,y方向的空间频率，G(fxfy)是相应于空间频率为fx，

fy的基元函数的权重，也称为光场的空间频

小孔成像实验报告

【发现问题】树阴下的光斑，有不同的形状，那些较小的圆形光斑为什么较暗呢？

【提出猜想】若地上光斑形状与树叶间缝的形状有关，那么影响光斑形状的因素有哪些呢？

【实验器材】螺旋灯管，卡纸，一张白纸

【设计方案】在一张厚的卡纸上切出四种形状的孔（正方形，三角形，菱形，圆形） 【实验探究】1.在地上铺一张白纸，把带孔的纸置于约50厘米高处，让光通过不同的孔，观察地上的白纸上出现什么形状光斑。图：3,4,5

2.用另一张纸覆盖住有菱形孔的纸上，遮住孔的一部分，让光通过小孔，观察纸面上出现的光斑的形状。 图：12,13 3.移动覆盖的卡片，改变通光孔的大小，观察白纸上光斑形状。观察光斑形状和亮度的变化。观察光斑在什么情况下与孔的形状无关？图：14,15,16,17 4.光斑的形状是否与卡片到地面的距离有关？图：8，9,10,11 【探究过程】

检验的猜想：光斑在什么情况下与孔的形状无关？ 序号 1 实验步骤 在地上铺一张白纸，把有菱形孔孔的纸置于约50厘米高处，观察地上的白纸上出现什么形状光斑。 用一张纸覆盖住有菱形孔的纸上，遮住孔的一半，让光通过小孔，观察纸面上出现的光斑的形状。 移动覆盖的卡片留