1、5實(shí)驗(yàn)二十八測定玻璃的折射率【思考題參考答案】1視深法和光路法測量時(shí)，玻璃磚兩個(gè)界面的平行度對測量結(jié)果有什么影響？為什么？答：玻璃磚兩個(gè)界面的平行度對光路法測量結(jié)果沒有影響。這是因?yàn)槿绻麅蓚€(gè)界面不平行，可以看成三棱鏡，出射線偏向厚度增加方向（相當(dāng)于底部），只要用光路法找到入射線、出射線和兩個(gè)界面，都能確定對應(yīng)的入射角和折射角，從而按折射定律計(jì)算折射率。對視深法測量結(jié)果是否影響，請自己根據(jù)測量原理思考。2視深法和光路法測量時(shí)，玻璃磚厚些還是薄些好？為什么？答：厚些好。在視深法中，玻璃磚越厚丹越大，這樣由于像的位置不準(zhǔn)引起的相對誤差越小。在光路法中，玻璃磚越厚，由于ABCD位置定的不準(zhǔn)，引起入射角

2、和折射角的誤差越小，折射率的相對測量誤差越小。3光路法測量時(shí)，為什么入射角不能過大或過小？答：折射率決定于兩個(gè)角度的正弦比，入射角太小時(shí)，角度誤差引起正弦函數(shù)的誤差變大，入射角和折射角測量誤差對測量結(jié)果的誤差影響變大。入射角太大時(shí)，折射角也變大，折射能量太小，同時(shí)由于色散嚴(yán)重，出射光束徑跡不清晰（或在利用大頭針顯示光路時(shí)，大頭針虛像模糊）折射角不易定準(zhǔn)。4.光路法測量時(shí)，若所畫直線ab和cd的間距大于玻璃磚的真實(shí)厚度，那么，折射率的測量值偏大還是偏小？為什么？答：折射率的測量值偏小。如果所畫直線ab和cd的間距大于玻璃磚的真實(shí)厚度，如圖所示。實(shí)際折射線如圖中虛線，而作圖的折射線為圖中實(shí)線，測量

3、的折射角大于實(shí)際折射角，折射率n=sini；sinr，測量折射率值偏小。間距小于玻璃磚的真實(shí)厚度的問題，自己回答。實(shí)驗(yàn)二十九測定薄透鏡的焦距【思考題參考答案】1作光學(xué)實(shí)驗(yàn)為何要調(diào)節(jié)共軸？共軸調(diào)節(jié)的基本步驟是什么？對多透鏡系統(tǒng)如何處理？答：光學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常要用一個(gè)或多個(gè)透鏡成像。由于透鏡在傍軸光線（即近軸光線）下成像質(zhì)量好，基本無像差，可以減小測量誤差，必須使各個(gè)透鏡的主光軸重合（即共軸）。否則，會造成成像質(zhì)量低，甚至光路不通。共軸調(diào)節(jié)的基本步驟是：（1）粗調(diào)。將物、透鏡、屏等元件靠近光源，調(diào)節(jié)它們的取向和高低、左右位置，使它們的中心處在一條和水平導(dǎo)軌平行的直線上，且這些元件的面要與導(dǎo)軌垂直；（2

4、）細(xì)調(diào)。借助于其它儀器和成像規(guī)律，按一定順序，仔細(xì)調(diào)節(jié)每個(gè)元件的中心位置和中心面，最大限度做到共軸。例如利用位移法成像的規(guī)律進(jìn)行共軸調(diào)節(jié)，保持物不動，成小像時(shí)調(diào)光屏，使光屏中心與小像中心重合；成大像時(shí)調(diào)透鏡，使大像中心與光屏中心重合。如此反復(fù)幾次即可調(diào)節(jié)共軸。對多透鏡系統(tǒng)，先調(diào)節(jié)單個(gè)透鏡的共軸，再逐次放入其它透鏡，每放入一個(gè)透鏡調(diào)節(jié)成像和它的高低左右，使同一物點(diǎn)在屏上的像點(diǎn)位置不變。2位移法測透鏡焦距，為何物屏間距離要大于四倍焦距？此法有何優(yōu)點(diǎn)？物屏距離為何不可取的太大？答：物屏間距離要大于四倍焦距是兩次成實(shí)像的條件。如果物屏間距離小于四倍焦距，當(dāng)移動凸透鏡時(shí)不能兩次成實(shí)像，無法用位移法測量焦

5、距。位移法的優(yōu)點(diǎn)是：通過測量兩次成像時(shí)凸透鏡的位移測量焦距，克服了透鏡光心與滑塊刻痕不一致引起的系統(tǒng)誤差。另外位移法測量時(shí)，像的清晰容易判斷。一旦屏上出現(xiàn)清晰的像，當(dāng)透鏡的位置稍有變化時(shí)，它總是同時(shí)影響到物距和像距，并且是一個(gè)變小，另一個(gè)變大，像的清晰程度變化明顯在位移法測量焦距時(shí)，如果物屏距離太大，勢必造成大像太大，小像太小，這樣大像模糊不清，很難準(zhǔn)確判斷成大像時(shí)凸透鏡的準(zhǔn)確位置，使測量誤差變大。3怎樣用視差法確定實(shí)像位置？答：用“針尖”取代像屏，置于實(shí)像附近。觀察者眼睛左右、上下移動，觀察針尖與實(shí)像之間的視差，若像的移動方向與眼睛移動方向相同，說明像在針尖與透鏡之間，將針尖推向透鏡；反之，

6、則將針尖推向觀察者。直至眼睛移動時(shí)，像和針尖不錯位，即無視差，這時(shí)針尖的位置就是實(shí)像的位置。4能否用眼睛直接觀察實(shí)像？為什么人們喜歡用毛玻璃（或白屏）看實(shí)像？答：當(dāng)然能，但是，只能迎著光在一狹窄范圍內(nèi)（主軸附近）看到實(shí)像。用毛玻璃（或白屏）看實(shí)像，由于漫反射，可以從更大范圍內(nèi)看到實(shí)像。5物像距法測凹透鏡焦距二次成像的前提條件是什么？*答：放入凹透鏡后組合透鏡應(yīng)為正透鏡，組合透鏡焦距為f二ff2-f+fd12則當(dāng)f+f<d時(shí)就能成實(shí)像。(1)紂=f-fl>0，d>Af；(2)f<|f|6自準(zhǔn)直法測凸透鏡焦距，當(dāng)物距遠(yuǎn)小于焦距時(shí)，也會在物屏上生成一倒立、等大的實(shí)像，且取走平

7、面鏡后，此像依然存在，請予以解釋。答：假設(shè)凸透鏡是一個(gè)薄的雙凸面透鏡，這個(gè)像是由于物體發(fā)出的光經(jīng)第一個(gè)凸面折射進(jìn)入玻璃內(nèi)，第二個(gè)面反射，再經(jīng)第一個(gè)面折射形成的。補(bǔ)充思考題自準(zhǔn)直法測凸透鏡焦距，當(dāng)像在物與透鏡之間時(shí)，怎么調(diào)節(jié)？答：將物體緩慢推向透鏡，或?qū)⑼哥R緩慢推向物體，直至像和物出現(xiàn)在同一位置?！緦?shí)驗(yàn)拓展】設(shè)計(jì)自準(zhǔn)直法測量凹透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)方案，畫原理性光路，說明測量原理，寫出操作步驟。提示：考慮凸透鏡輔助。參考光路如圖。答：凸透鏡L將物物體發(fā)出的光成像于像屏P記下位置，將待測凹透鏡L2置于L與像屏P之間，當(dāng)移動L2并使其光心到屏P之間距等于凹透鏡L2的焦距時(shí)，光線經(jīng)L2后將成為平行光束，這時(shí)，

8、若在L與P之間放一平面鏡M，這束平行光被M反射，將在物平面上成一與物體等大倒立的實(shí)像。因此，只要測量L2與P之間的距離，即可求得凹透鏡L2的焦距。實(shí)驗(yàn)三十一光的干涉現(xiàn)象【思考題參考答案】1如果狹縫和雙棱鏡的棱脊不平行，是否能觀察到干涉條紋？為什么？答：不能?？梢宰C明對于點(diǎn)光源，雙棱鏡的兩個(gè)虛光源是一對相干點(diǎn)光源，得到的干涉條紋是明暗相間的條紋。對于縫光源，如果縫光源與棱脊平行，兩個(gè)虛光源是兩個(gè)對稱的縫光源，把縫光源看成一系列相互獨(dú)立的點(diǎn)光源，觀察屏上一點(diǎn)的光強(qiáng)是各個(gè)點(diǎn)光源產(chǎn)生的強(qiáng)度之和，由于每對點(diǎn)光源的干涉條紋重合，干涉條紋亮度增大。如果狹縫和雙棱鏡的棱脊不平行，每對點(diǎn)光源的干涉條紋不重合，導(dǎo)

9、致干涉條紋的可見度下降，甚至消失。2干涉條紋的間距與哪些因素有關(guān)？當(dāng)狹縫S與雙棱鏡B之間的距離加大時(shí)，條紋間距是變大還是變?。看穑簵l紋間距與狹縫到觀察屏的距離D、虛光源間距l(xiāng)和波長有關(guān)。當(dāng)狹縫S與雙棱鏡B之間的距離R加大時(shí)，虛光源間距l(xiāng)增大，由于條紋間距與l成反比，所以條紋間距變小。3如果在雙棱鏡前面用一小孔代替狹縫，得到的干涉條紋是什么形狀？為什么本實(shí)驗(yàn)中用狹縫而不用小孔？答：如果在雙棱鏡前面用一小孔代替狹縫，得到的干涉條紋是明暗相間的條紋。由于小孔透射的光強(qiáng)很小，干涉條紋明紋亮度很低，位置不易測準(zhǔn)，所以實(shí)際實(shí)驗(yàn)中用狹縫，狹縫光源可以無窮多點(diǎn)光源，如果狹縫和棱鏡平行，這些電源的干涉條紋重合，

10、干涉條紋明亮。4用白熾燈代替鈉光燈作光源時(shí)，干涉條紋有何特點(diǎn)？答：只有單色光才相干，白熾燈作光源時(shí)，不同的單色光的干涉條紋錯開，形成彩色干涉條紋，從中間往外看條紋顏色是紫色在里面，紅色在外面。5用雙棱鏡測量波長時(shí)怎樣減小誤差？答：雙棱鏡測量波長的誤差主要是狹縫到觀察屏的距離D、虛光源間距l(xiāng)測量不準(zhǔn)和測微目鏡讀數(shù)錯誤。為減小誤差，測量D時(shí)，要注意狹縫與狹縫的滑塊中心不在一個(gè)位置，干涉條紋在目鏡的分劃板上，而目鏡的分劃板與滑塊中心不在一個(gè)位置，需要估計(jì)出它們之間的距離。測量l時(shí)，由于是0.1mm級的數(shù)字，又不能用測長儀器直接測量，為減小誤差用成像的位移法（二次成像）測量，要注意大小像不要差別過大。

11、測量條紋位置時(shí)超一個(gè)方向進(jìn)行測量，細(xì)心讀測微目鏡。實(shí)驗(yàn)三十三調(diào)節(jié)分光計(jì)并用掠入射法測定折射率【思考題參考答案】1平面鏡轉(zhuǎn)動時(shí)，目鏡中“十”字像的運(yùn)動軌跡與MN線不平行，原因何在？如何解決？答：這有可能是MN線不水平。轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡目鏡使MN線水平即可。2三棱鏡調(diào)好后，為何不能拿下再放上？答:這樣容易破壞三棱鏡的主截面與分光計(jì)的轉(zhuǎn)軸垂直，導(dǎo)致頂角A的測量不準(zhǔn)確。原因是，棱鏡頂角是棱鏡主截面上三角形的一個(gè)角，如果棱鏡主截面與儀器主軸不垂直，也就與待測光路平面（望遠(yuǎn)鏡和平行光管光軸或入射光所在平面）不一致。3如何判斷物和像（例如“十”字和它的反射像）是否在同一平面內(nèi)？若亮“十”字反射像位于“十”準(zhǔn)線之前

12、，距觀察者更遠(yuǎn)，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)分劃板？答：利用視差判斷。松開望遠(yuǎn)鏡套筒鎖定螺釘，前后移動望遠(yuǎn)鏡套筒，直到亮“十”字反射像最清晰，并與“十”準(zhǔn)線無視差。若亮“十”字反射像位于“十”準(zhǔn)線之前，應(yīng)將套筒前移。4.平面鏡旋轉(zhuǎn)180。前后的兩個(gè)亮“十”字反射像分別位于MN線下方a和5a處，試問：（1）平面鏡是否平行于轉(zhuǎn)軸？（2）望遠(yuǎn)鏡是否垂直于轉(zhuǎn)軸？（3）設(shè)計(jì)一種方法，使望遠(yuǎn)鏡光軸與儀器轉(zhuǎn)軸垂直的調(diào)節(jié)最迅速。答：（1）平面鏡與轉(zhuǎn)軸不平行；（2）望遠(yuǎn)鏡與轉(zhuǎn)軸不垂直；（3）先就后一情況，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡傾角，使5a處的亮“十”字反射像到MN的下方大約a的位置。再將平面鏡轉(zhuǎn)動180。，按減半逐步逼近法調(diào)節(jié)。當(dāng)按減半逐步逼近法調(diào)節(jié)反復(fù)幾次后，直到平面鏡旋轉(zhuǎn)180。前后，亮“十”字反射像始終落到MN線上。補(bǔ)充（1）借助平面鏡調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡光軸使之垂直于分光計(jì)主軸時(shí),為什么要旋轉(zhuǎn)180度使平面鏡兩面的法線先后都與望遠(yuǎn)鏡的光軸平行？只調(diào)節(jié)一面行嗎？答：調(diào)節(jié)兩面是為了防止出現(xiàn)雖然望遠(yuǎn)鏡光軸垂直于分光計(jì)主軸，但他們都沒有達(dá)到水平，而是同時(shí)傾斜，只是處于傾斜角度相同的狀態(tài)的情況。所以只調(diào)節(jié)一面不行。（2）調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡光軸與分光計(jì)的中心軸相垂直時(shí)，如果只對一個(gè)光學(xué)面觀察到反射的十字像，如何調(diào)節(jié)？答：當(dāng)望遠(yuǎn)鏡光軸和載物臺都傾斜，但