1、光學(xué)實(shí)驗(yàn)課件第1頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一光學(xué)實(shí)驗(yàn)?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2頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一薄透鏡焦距的測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容思考題第3頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)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4頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一思考題 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(yàn)中常用

2、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(shí)，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(yàn)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(shí)其正、負(fù)號如何規(guī)定？ 第5頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一共軛法測量凸透鏡焦距第6頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一自準(zhǔn)直法測凸透鏡焦距第7頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)儀器（光具座）第8頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)?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

3、距的方法。驗(yàn)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9頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一用物距與像距法測凹透鏡焦距 第10頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一分光儀調(diào)整及棱鏡折射率測定 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 思考題 第11頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一反射法測三棱鏡頂角 R1R24第12頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一測量三棱鏡的頂角 12第13頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一測定棱鏡玻璃折射率 第14頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分

4、，星期一FGY-01（JJY）型分光儀 第15頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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16頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一思考題 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(shí)，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(shí)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(shí)，窗口讀數(shù)是293度21分30秒，寫出這時(shí)窗口的可能讀

5、數(shù)和望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)面時(shí)，窗口的可能讀數(shù)值。第17頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一等厚干涉現(xiàn)象的研究 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng) 思考題第18頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一JXD B型讀數(shù)顯微鏡 第19頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一牛頓環(huán)儀 第20頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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21頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)原理 第22頁，共43頁，2022年

6、，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)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23頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一數(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(xiàng)逐差法處理.第24頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一數(shù)據(jù)處理2第25頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一注意事項(xiàng)使用讀數(shù)顯微鏡時(shí)，為避免引進(jìn)螺距差，移測時(shí)必須向同一方向旋

7、轉(zhuǎn)，中途不可倒退。調(diào)節(jié)H時(shí)，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(yàn)完畢應(yīng)將牛頓環(huán)儀上的三個(gè)螺旋松開，以免牛頓環(huán)變形。 第26頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一思考題牛頓環(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(yàn)中為什么要測牛頓環(huán)直徑，而不測其半徑？實(shí)驗(yàn)中為什么要測量多組數(shù)據(jù)且采用多項(xiàng)逐差法處理數(shù)據(jù)？實(shí)驗(yàn)中如果用凹透鏡代替凸透鏡，所得數(shù)據(jù)有何異同？ 第27頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一用光柵測光波波長及角色散率 實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

8、的實(shí)驗(yàn)儀器：分光儀，平面透鏡光柵， 汞燈實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思考題第28頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)?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29頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)原理第30頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 按實(shí)驗(yàn)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31頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一數(shù)據(jù)處理 以汞燈綠譜線的波長（=546.1納米）為已知，將步驟

9、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(yīng)的波長。與公認(rèn)值比較，計(jì)算其測量誤差。將汞燈各譜線的衍射角代入（572）式中，計(jì)算出光柵相應(yīng)于各譜線的第一級角色散率。第32頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一思考題本實(shí)驗(yàn)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33頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及使用 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器：邁克爾遜干涉儀（WSM-100），激光器，鈉光燈，毛玻璃屏，擴(kuò)束

10、鏡。 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)思考題第34頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一實(shí)驗(yàn)?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35頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一測量激光的波長 （）邁克爾遜干涉儀的手輪操作和讀數(shù)練習(xí)（）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(gè)數(shù)。每隔100個(gè)條紋，記錄一次動鏡M1的位置。共記500條條紋，讀6個(gè)位置的

11、讀數(shù)，填入自擬的表格中。（）由（5125）計(jì)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(jì)算其相對誤差。第36頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一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(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。（）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(fù)三次，求得d。第37頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu) 第38頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一邁克爾遜干涉儀的調(diào)整 第39頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一用邁克爾遜干涉儀測激光波長原理第40頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一用邁克爾遜干涉儀測量鈉光的雙線波長差 第41頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)52分，星期一注意事項(xiàng)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(shí)要緩慢、均勻。為了防止引進(jìn)螺距差，每項(xiàng)測量時(shí)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(shí)，M1鏡的位置應(yīng)保持在3060毫米范圍內(nèi)。為了測量讀數(shù)準(zhǔn)確，使