用线阵CCD测定折射率实验研究
- 实验负责人：马宁生
- 小组成员：汪涛，金佳
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2020年1月30日版本：
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1、科学素养
CCD（全称为Charge Coupled Device，译名为电荷耦合器件）是70年代初发展起来的一种新型半导体器件。2009年，美国科学家维拉博伊尔和乔治史密斯凭借着在发明电荷耦合器件图像传感器方面的杰出贡献，获得了诺贝尔物理学奖。 折射率是反映介质光学性质的一个重要参数。用线阵CCD测量折射率的实验引入了计算机数据采集、数据处理技术，可使学生在依据简单光学原理测量基本物理量的同时，了解CCD的工作机理，学习光电检测技术，拓展学生的视野，提高学生的综合能力和创新能力。 如今CCD的应用已非常广泛，包括：CCD摄像机、光学信息处理、位移检测、导航与军事跟踪、航空航天等。
2、分层次实验教学内容
a)基础内容
了解用线阵CCD图像传感器测量折射率的原理及图像数据的采集和分析方法。利用CCD图像获取软件、Image图像处理软件以及Excel，对实验装置进行定标。利用水的折射率为1.333，确定激光的入射角。
b)提升内容
利用线阵CCD实验装置测量透明液体（酒精、三氯甲烷、丙酮）及固体（不同厚度的玻璃）的折射率。
c)进阶内容
配置不同浓度的糖溶液（5%、10%、15%、20%、 25%），利用线阵CCD实验装置测量其折射率。通过糖溶液浓度和折射率实验数据，绘制其二阶拟合曲线，进而进行实验研究。
d)高阶内容
基于CCD光点定位方法的实验装置研究性实验。
3、能力培养
基础理论的学习、基本光路的调节、实验的设计与分析、用计算机软件进行数据处理的方法，提升学习者的综合实验能力。
4、知识点
折射率、线阵CCD、折射定律、A/D转换、Excel数值解法。
5、学科关联
光学、光电子技术、计算机、数学。
6、延伸实验
测量线阵CCD的光电响应特性。