光學實驗課件

1、 普通物理實驗光學部分退出進入1光學實驗目錄薄透鏡焦距的測定分光儀的調(diào)整及折射率的測定 等厚干涉現(xiàn)象的研究用透射光柵測光波波長及角色散率邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及使用2薄透鏡焦距的測定實驗目的實驗儀器實驗原理實驗內(nèi)容思考題3實驗內(nèi)容共軛法測量凸透鏡焦距 自準直法測量凸透鏡焦距 用物距與像距法測量凹透鏡焦距 4思考題 為什么要調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)共軸？調(diào)節(jié)共軸有那些要求？怎樣調(diào)節(jié)？為什么實驗中常用白屏作為成像的光屏？可否用黑屏、透明平玻璃、毛玻璃，為什么？ 為什么實物經(jīng)會聚透鏡兩次成像時，必須使物體與像屏之間的距離大于透鏡焦距的4倍？實驗中如果選擇不當，對的測量有何影響？在薄透鏡成像的高斯公式中，在具體應用

2、時其正、負號如何規(guī)定？ 5共軛法測量凸透鏡焦距6自準直法測凸透鏡焦距7實驗儀器（光具座）8實驗目的學會調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)使之共軸。掌握測量會聚薄透鏡和發(fā)散透鏡焦距的方法。驗證透鏡成像公式，并從感性上了解透鏡成像公式的近似性。9用物距與像距法測凹透鏡焦距 10分光儀調(diào)整及棱鏡折射率測定 實驗目的實驗儀器 實驗原理 實驗內(nèi)容 思考題 11反射法測三棱鏡頂角 R1R2412測量三棱鏡的頂角 1213測定棱鏡玻璃折射率 14FGY-01（JJY）型分光儀 15實驗目的 了解分光儀的結(jié)構(gòu)；掌握分光儀的調(diào)節(jié)和使用方法。掌握測定棱鏡頂角的方法。學會用最小偏向角測定棱鏡的折射率。16思考題 分光儀由哪幾部分組成？各

3、部分作用是什么？如何調(diào)整分光儀？分光儀底座為什么沒有水平調(diào)節(jié)裝置？調(diào)整分光儀時，若旋轉(zhuǎn)載物平臺，三棱鏡的三面反射回來的綠色小十字像均對準分化板水平叉絲等高的位置，這時還有必要再采用二分之一逐次逼近法來調(diào)節(jié)嗎？為什么？望遠鏡對準三棱鏡面時，窗口讀數(shù)是293度21分30秒，寫出這時窗口的可能讀數(shù)和望遠鏡對準面時，窗口的可能讀數(shù)值。17等厚干涉現(xiàn)象的研究 實驗目的 實驗儀器 實驗原理實驗內(nèi)容數(shù)據(jù)處理注意事項 思考題18JXD B型讀數(shù)顯微鏡 19牛頓環(huán)儀 20實驗目的 觀察牛頓環(huán)產(chǎn)生的等厚干涉條紋，加深對等厚干涉現(xiàn)象的認識。掌握測量平凸透鏡曲率半徑的方法。21實驗原理 22實驗內(nèi)容 觀察牛頓環(huán)測量牛

4、頓環(huán)第21到第30暗環(huán)的直徑 重復測量3次，記錄每一暗環(huán)位置讀數(shù)。23數(shù)據(jù)處理1因圓心無法確定，先測出OLn，OL3，OL2，OL1之間的距離，再讀出OL1，OL2 OLn，其中OL1- OL1為 k1 級的圓環(huán)直徑D1。同理可得k2, k3, kn的圓環(huán)直徑。 采用多項逐差法處理.24數(shù)據(jù)處理225注意事項使用讀數(shù)顯微鏡時，為避免引進螺距差，移測時必須向同一方向旋轉(zhuǎn)，中途不可倒退。調(diào)節(jié)H時，螺旋不可旋得過緊，以免接觸壓力過大引起透鏡彈性形變。實驗完畢應將牛頓環(huán)儀上的三個螺旋松開，以免牛頓環(huán)變形。 26思考題牛頓環(huán)干涉條紋一定會成為圓環(huán)形狀嗎？其形成的干涉條紋定域在何處？從牛頓環(huán)儀透射出到環(huán)底

5、的光能形成干涉條紋嗎？如果能形成干涉環(huán)，則與反射光形成的條紋有何不同？實驗中為什么要測牛頓環(huán)直徑，而不測其半徑？實驗中為什么要測量多組數(shù)據(jù)且采用多項逐差法處理數(shù)據(jù)？實驗中如果用凹透鏡代替凸透鏡，所得數(shù)據(jù)有何異同？ 27用光柵測光波波長及角色散率 實驗目的實驗儀器：分光儀，平面透鏡光柵， 汞燈實驗原理實驗內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思考題28實驗目的加深對光的干涉及衍射和光柵分光作用基本原理的理解。學會用透射光柵測定光波的波長及光柵常數(shù)和角色散率。學會利用透射光柵演示復色光譜。 29實驗原理30實驗內(nèi)容 按實驗三，調(diào)好分光儀。 光柵位置的調(diào)節(jié)及光譜觀察 測定衍射角 31數(shù)據(jù)處理 以汞燈綠譜線的波長（=546.1

6、納米）為已知，將步驟3中所測綠譜線的衍射角代入（ 571）式，并取，求出光柵常數(shù)，然后由其它譜線衍射角和求得的光柵常數(shù)算出相應的波長。與公認值比較，計算其測量誤差。將汞燈各譜線的衍射角代入（572）式中，計算出光柵相應于各譜線的第一級角色散率。32思考題本實驗對分光儀的調(diào)整有何特殊要求？如何調(diào)節(jié)才能滿足測量要求？分析光柵和棱鏡分光的主要區(qū)別。如果光波波長都是未知的，能否用光柵測其波長？ 33邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及使用 實驗目的實驗儀器：邁克爾遜干涉儀（WSM-100），激光器，鈉光燈，毛玻璃屏，擴束鏡。 實驗原理實驗內(nèi)容注意事項思考題34實驗目的了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)和干涉花樣的形成原理。學

7、會邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用方法。觀察等傾干涉條紋，測量He-Ne激光的波長。觀察等厚干涉條紋，測量鈉光的雙線波長差。 35測量激光的波長 （）邁克爾遜干涉儀的手輪操作和讀數(shù)練習（）經(jīng)上述調(diào)節(jié)后，讀出動鏡M1所在的相對位置，此為“0”位置，然后沿同一方向轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，仔細觀察屏上的干涉條紋“涌出”或“陷入”的個數(shù)。每隔100個條紋，記錄一次動鏡M1的位置。共記500條條紋，讀6個位置的讀數(shù)，填入自擬的表格中。（）由（5125）計算出激光的波長。取其平均值與公認值（632.8納米）比較，并計算其相對誤差。36測量鈉光雙線波長差 （）以鈉光為光源，使之照射到毛玻璃屏上，形成均勻的擴束光源。在毛玻璃

8、屏與分光鏡P1之間放一叉線（或指針）。在E處沿EP1M1的方向進行觀察。（）把圓形干涉條紋調(diào)好后，緩慢移動M1鏡，使視場中心的可見度最小，記下鏡M1的位置d1再沿原來方向移動M1鏡，直到可見度最小，記下M1鏡的位置d2。（）按上述步驟重復三次，求得d。37邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu) 38邁克爾遜干涉儀的調(diào)整 39用邁克爾遜干涉儀測激光波長原理40用邁克爾遜干涉儀測量鈉光的雙線波長差 41注意事項在調(diào)節(jié)和測量過程中，一定要非常細心和耐心，轉(zhuǎn)動手輪時要緩慢、均勻。為了防止引進螺距差，每項測量時必須沿同一方向轉(zhuǎn)動手輪，途中不能倒退。在用激光器測波長時，M1鏡的位置應保持在3060毫米范圍內(nèi)。為了測量讀數(shù)準確，使用干涉儀