光学实验.ppt

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1、关于光学实验现在学习的是第1页，共44页光学实验目录 薄透镜焦距的测定 分光仪的调整及折射率的测定 等厚干涉现象的研究 用透射光栅测光波波长及角色散率 迈克尔逊干涉仪的调整及使用现在学习的是第2页，共44页薄透镜焦距的测定 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 思考题现在学习的是第3页，共44页实验内容 共轭法测量凸透镜焦距 自准直法测量凸透镜焦距 用物距与像距法测量凹透镜焦距 现在学习的是第4页，共44页思考题思考题 为什么要调节光学系统共轴？调节共轴有那些要求？怎样调节？为什么实验中常用白屏作为成像的光屏？可否用黑屏、透明平玻璃、毛玻璃，为什么？ 为什么实物经会聚透镜两次成像时，必须使物

2、体与像屏之间的距离大于透镜焦距的4倍？实验中如果选择不当，对的测量有何影响？在薄透镜成像的高斯公式中，在具体应用时其正、负号如何规定？ 现在学习的是第5页，共44页共轭法测量凸透镜焦距共轭法测量凸透镜焦距vLOQuvPpF）（图a115)(1b图)(b)(aQ0Souv vu 。111,fvuuvdvuD2dDuDdDf422,2dDv21图p2X0SLPdQ1X vD现在学习的是第6页，共44页自准直法测凸透镜焦距自准直法测凸透镜焦距 315图LP fMfvu111现在学习的是第7页，共44页实验仪器（光具座）现在学习的是第8页，共44页实验目的 学会调节光学系统使之共轴。 掌握测量会聚薄透

3、镜和发散透镜焦距的方法。 验证透镜成像公式，并从感性上了解透镜成像公式的近似性。现在学习的是第9页，共44页用物距与像距法测凹透镜焦距 Q0S1L2L2p1p2P1P41图fvu111现在学习的是第10页，共44页分光仪调整及棱镜折射率测定分光仪调整及棱镜折射率测定 实验目的实验目的 实验仪器实验仪器 实验原理实验原理 实验内容实验内容 思考题思考题 现在学习的是第11页，共44页反射法测三棱镜顶角 )(aR1R2法线BC平行光管望远镜望远镜载物平台三棱镜)(b法线1R1 3242RABC法线421212BBAA现在学习的是第12页，共44页测量三棱镜的顶角 12望远镜望远镜三棱镜ABCOO2

4、)(111BA2)(222BA2121212BBAA21801212BBAA现在学习的是第13页，共44页测定棱镜玻璃折射率 CBA1i2i3i4i2sin2sinsinsinmin21iin21min现在学习的是第14页，共44页FGY-01（JJY）型分光仪 现在学习的是第15页，共44页实验目的实验目的 了解分光仪的结构；掌握分光仪的调节和使用方法。 掌握测定棱镜顶角的方法。 学会用最小偏向角测定棱镜的折射率。现在学习的是第16页，共44页思考题思考题 分光仪由哪几部分组成？各部分作用是什么？如何调整分光仪？分光仪底座为什么没有水平调节装置？调整分光仪时，若旋转载物平台，三棱镜的三面反射

5、回来的绿色小十字像均对准分化板水平叉丝等高的位置，这时还有必要再采用二分之一逐次逼近法来调节吗？为什么？望远镜对准三棱镜面时，窗口读数是293度21分30秒，写出这时窗口的可能读数和望远镜对准面时，窗口的可能读数值。现在学习的是第17页，共44页等厚干涉现象的研究 实验目的实验目的 实验仪器实验仪器 实验原理实验原理 实验内容实验内容 数据处理数据处理 注意事项注意事项 思考题思考题现在学习的是第18页，共44页JXD B型读数显微镜 现在学习的是第19页，共44页牛顿环仪 现在学习的是第20页，共44页实验目的实验目的 观察牛顿环产生的等厚干涉条纹，加深对等厚干涉现象的认识。 掌握测量平凸透

6、镜曲率半径的方法。现在学习的是第21页，共44页实验原理实验原理 C入射光AABBd12OrRRrhRrd22222 222Rrd2) 12(22kRrkkrRRkrkk22现在学习的是第22页，共44页实验内容实验内容 观察牛顿环 测量牛顿环第21到第30暗环的直径 重复测量3次，记录每一暗环位置读数。现在学习的是第23页，共44页数据处理1因圆心无法确定，先测出OLn，OL3，OL2，OL1之间的距离，再读出OL1，OL2 OLn，其中OL1- OL1为 k1 级的圆环直径D1。同理可得k2, k3, kn的圆环直径。 采用多项逐差法处理.1L2L3L4L1L2L3L4L现在学习的是第24

7、页，共44页数据处理2abDDRRbDRaDkDRabaak4:44:4:22222两式相减得得因现在学习的是第25页，共44页注意事项使用读数显微镜时，为避免引进螺距差，移测时必须向同一方向旋转，中途不可倒退。调节H时，螺旋不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变。实验完毕应将牛顿环仪上的三个螺旋松开，以免牛顿环变形。 现在学习的是第26页，共44页思考题 牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形状吗？其形成的干涉条纹定域在何处？ 从牛顿环仪透射出到环底的光能形成干涉条纹吗？如果能形成干涉环，则与反射光形成的条纹有何不同？ 实验中为什么要测牛顿环直径，而不测其半径？实验中为什么要测量多组数据且采

8、用多项逐差法处理数据？实验中如果用凹透镜代替凸透镜，所得数据有何异同？ 现在学习的是第27页，共44页用光栅测光波波长及角色散率用光栅测光波波长及角色散率 实验目的 实验仪器：分光仪，平面透镜光栅， 汞灯 实验原理 实验内容 数据处理 思考题现在学习的是第28页，共44页实验目的 加深对光的干涉及衍射和光栅分光作用基本原理的理解。 学会用透射光栅测定光波的波长及光栅常数和角色散率。 学会利用透射光栅演示复色光谱。 现在学习的是第29页，共44页实验原理bdP2L1LSGcos), 2, 1(sindkddDnKkd 现在学习的是第30页，共44页实验内容实验内容 按实验三，调好分光仪。 光栅位

9、置的调节及光谱观察 测定衍射角 2a3a901a光栅 光栅现在学习的是第31页，共44页数据处理数据处理 以汞灯绿谱线的波长（=546.1纳米）为已知，将步骤3中所测绿谱线的衍射角代入（ 571）式，并取，求出光栅常数，然后由其它谱线衍射角和求得的光栅常数算出相应的波长。与公认值比较，计算其测量误差。将汞灯各谱线的衍射角代入（572）式中，计算出光栅相应于各谱线的第一级角色散率。现在学习的是第32页，共44页思考题 本实验对分光仪的调整有何特殊要求？如何调节才能满足测量要求？ 分析光栅和棱镜分光的主要区别。 如果光波波长都是未知的，能否用光栅测其波长？ 现在学习的是第33页，共44页迈克尔逊干

10、涉仪的调整及使用迈克尔逊干涉仪的调整及使用 实验目的实验目的 实验仪器：迈克尔逊干涉仪（实验仪器：迈克尔逊干涉仪（WSM-100WSM-100），），激光器，激光器，钠光灯，毛玻璃屏，扩束镜。钠光灯，毛玻璃屏，扩束镜。 实验原理实验原理 实验内容实验内容 注意事项注意事项 思考题思考题现在学习的是第34页，共44页实验目的 了解迈克尔逊干涉仪的结构和干涉花样的形成原理。 学会迈克尔逊干涉仪的调整和使用方法。 观察等倾干涉条纹，测量He-Ne激光的波长。 观察等厚干涉条纹，测量钠光的双线波长差。 现在学习的是第35页，共44页测量激光的波长 （）迈克尔逊干涉仪的手轮操作和读数练习（）经上述调节后

11、，读出动镜M1所在的相对位置，此为“0”位置，然后沿同一方向转动微调手轮，仔细观察屏上的干涉条纹“涌出”或“陷入”的个数。每隔100个条纹，记录一次动镜M1的位置。共记500条条纹，读6个位置的读数，填入自拟的表格中。（）由（5125）计算出激光的波长。取其平均值与公认值（632.8纳米）比较，并计算其相对误差。现在学习的是第36页，共44页测量钠光双线波长差 （）以钠光为光源，使之照射到毛玻璃屏上，形成均匀的扩束光源。在毛玻璃屏与分光镜P1之间放一叉线（或指针）。在E处沿EP1M1的方向进行观察。（）把圆形干涉条纹调好后，缓慢移动M1镜，使视场中心的可见度最小，记下镜M1的位置d1再沿原来方

12、向移动M1镜，直到可见度最小，记下M1镜的位置d2。（）按上述步骤重复三次，求得d。现在学习的是第37页，共44页迈克尔逊干涉仪的结构 现在学习的是第38页，共44页迈克尔逊干涉仪的调整 现在学习的是第39页，共44页用迈克尔逊干涉仪测激光波长原理NdNdikdkidkkkidnidn 222coscos2)3 , 2 , 1()21(cos2cos222暗亮现在学习的是第40页，共44页用迈克尔逊干涉仪测量钠光的双线波长差 ddllllmmmlmkmkkkIIIIV2 2 211)21()21()(,)21()21(, 22212112211222122111minmaxminmax现在学习

13、的是第41页，共44页注意事项 在调节和测量过程中，一定要非常细心和耐心，转动手轮时要缓慢、均匀。为了防止引进螺距差，每项测量时必须沿同一方向转动手轮，途中不能倒退。在用激光器测波长时，M1镜的位置应保持在3060毫米范围内。 为了测量读数准确，使用干涉仪前必须对读数系统进行校正。 现在学习的是第42页，共44页思考题思考题 简述本实验所用干涉仪的读数方法。分析扩束激光和钠光产生的圆形干涉条纹的差别。 怎样利用干涉条纹的“涌出”和“陷入”来测定光波的波长？节钠光的干涉条纹时，如果确使双影重合，但条纹并不出现，试分析可能产生的 原因。现在学习的是第43页，共44页感谢大家观看8/21/2022现在学习的是第44页，共44页