光學(xué)實(shí)驗課件

光學(xué)實(shí)驗課件第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日光學(xué)實(shí)驗?zāi)夸洷⊥哥R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)整及使用第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日薄透鏡焦距的測定實(shí)驗?zāi)康膶?shí)驗儀器實(shí)驗原理實(shí)驗內(nèi)容思考題第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗內(nèi)容共軛法測量凸透鏡焦距

自準(zhǔn)直法測量凸透鏡焦距

用物距與像距法測量凹透鏡焦距

第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考題

為什么要調(diào)節(jié)光學(xué)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(shí)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(shí)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(shí)驗中如果選擇不當(dāng)，對的測量有何影響？在薄透鏡成像的高斯公式中，在具體應(yīng)用時其正、負(fù)號如何規(guī)定？

第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日共軛法測量凸透鏡焦距第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日自準(zhǔn)直法測凸透鏡焦距第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗儀器（光具座）第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗?zāi)康膶W(xué)會調(diào)節(jié)光學(xué)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。第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日用物距與像距法測凹透鏡焦距

第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日分光儀調(diào)整及棱鏡折射率測定

實(shí)驗?zāi)康膶?shí)驗儀器

實(shí)驗原理

實(shí)驗內(nèi)容

思考題

第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日反射法測三棱鏡頂角

φR1R24第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日測量三棱鏡的頂角

θ1θ2φ第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日測定棱鏡玻璃折射率

第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日FGY-01（JJY）型分光儀

第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗?zāi)康?/p>

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(xué)會用最小偏向角測定棱鏡的折射率。第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考題

分光儀由哪幾部分組成？各部分作用是什么？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(zhǔn)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(yuǎn)鏡對準(zhǔn)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(yuǎn)鏡對準(zhǔn)面時，窗口的可能讀數(shù)值。第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日等厚干涉現(xiàn)象的研究

實(shí)驗?zāi)康?/p>

實(shí)驗儀器

實(shí)驗原理實(shí)驗內(nèi)容數(shù)據(jù)處理注意事項

思考題第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日J(rèn)XD—B型讀數(shù)顯微鏡

第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日牛頓環(huán)儀第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗?zāi)康?/p>

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(rèn)識。掌握測量平凸透鏡曲率半徑的方法。第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗原理

第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗內(nèi)容

觀察牛頓環(huán)測量牛頓環(huán)第21到第30暗環(huán)的直徑重復(fù)測量3次，記錄每一暗環(huán)位置讀數(shù)。第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日數(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.第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)處理2第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日注意事項使用讀數(shù)顯微鏡時，為避免引進(jìn)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(shí)驗完畢應(yīng)將牛頓環(huán)儀上的三個螺旋松開，以免牛頓環(huán)變形。第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考題牛頓環(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(shí)驗中為什么要測牛頓環(huán)直徑，而不測其半徑？實(shí)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(shí)驗中如果用凹透鏡代替凸透鏡，所得數(shù)據(jù)有何異同？第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日用光柵測光波波長及角色散率

實(shí)驗?zāi)康膶?shí)驗儀器：分光儀，平面透鏡光柵，

汞燈實(shí)驗原理實(shí)驗內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思考題第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗?zāi)康募由顚獾母缮婕把苌浜凸鈻欧止庾饔没驹淼睦斫?。學(xué)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(xué)會利用透射光柵演示復(fù)色光譜。

第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗原理第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗內(nèi)容

按實(shí)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第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)處理

以汞燈綠譜線的波長（=546.1納米）為已知，將步驟3中所測綠譜線的衍射角代入（5—7—1）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(yīng)的波長。與公認(rèn)值比較，計算其測量誤差。將汞燈各譜線的衍射角代入（5—7—2）式中，計算出光柵相應(yīng)于各譜線的第一級角色散率。第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考題本實(shí)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？第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及使用

實(shí)驗?zāi)康膶?shí)驗儀器：邁克爾遜干涉儀（WSM-100），激光器，鈉光燈，毛玻璃屏，擴(kuò)束鏡。實(shí)驗原理實(shí)驗內(nèi)容注意事項思考題第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日實(shí)驗?zāi)康牧私膺~克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)和干涉花樣的形成原理。學(xué)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。第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日測量激光的波長（１）邁克爾遜干涉儀的手輪操作和讀數(shù)練習(xí)（２）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(xì)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。（３）由（5―12―5）計算出激光的波長。取其平均值與公認(rèn)值（632.8納米）比較，并計算其相對誤差。第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日測量鈉光雙線波長差（１）以鈉光為光源，使之照射到毛玻璃屏上，形成均勻的擴(kuò)束光源。在毛玻璃屏與分光鏡P1之間放一叉線（或指針）。在E處沿EP1M1的方向進(jìn)行觀察。（２）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。（３）按上述步驟重復(fù)三次，求得Δd。第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)

第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日邁克爾遜干涉儀的調(diào)整第三十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日用邁克爾遜干涉儀測激光波長原理第四十頁，共四十三頁，2022年，8月28日用邁克爾遜干涉儀測量鈉光的雙線波長差

第四十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日注意事項在調(diào)節(jié)和測量過程中，一定要非常細(xì)心和耐心，轉(zhuǎn)動手輪時要緩慢、均勻。為了防止引進(jìn)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(yīng)保持在30—60毫米范圍內(nèi)。為了測量讀數(shù)準(zhǔn)