光路调整和镜参数的测量

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实验十六迈克尔逊干涉仪的调整与应用

实验十六迈克尔逊干涉仪的调整与应用

实验十六 迈克尔逊干涉仪的调整与应用光的干涉现象是光的波动性的一种表现,是物理光学的重要研究对象之一。

迈克尔逊干涉仪是美国物理学家A.A.Michelson 在1881年为研究“以太”漂移而精心设计的,它是一种利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器,在近代物理和计量技术中有着广泛的应用。

例如,可用迈克尔逊干涉仪测量光波的波长、微小长度、光源的相干长度,用相干性较好的光源可对较长的长度作精密测量,以及可用它来研究温度、压力对光传播的影响等。

【实验目的】1.掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构,学会它的调整方法和技巧;2.了解等倾干涉条纹与等厚干涉条纹形成的条件和变化规律; 3.学会用迈克尔逊干涉仪测量单色光波长; 4.(选做)测量钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度; 5.(选做)学会用迈克尔逊干涉仪测量透明玻璃板的厚度。

【实验仪器】迈克尔逊干涉仪、Ne He 激光器、钠光灯、白光光源、毛玻璃、扩束镜等。

【实验原理】1. 迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式,其基本光路如图5.16.1所示。

从光源S 发出的一束光,在分束镜A 的半反射面M 上被分成光强近似相等的反射光束1和透射光束2。

反射光束1射出A 后投向反射镜2M ,反射回来再穿过A ;光束2经过补偿板B 投向反射镜1M ,反射回来再通过B ,在半反射面M 上反射。

于是,这两束相干光在空间相遇并产生干涉,通过望远镜或人眼可以观察到干涉条纹。

补偿板B 的材料和厚度都和分束镜A 相同,并且与分束镜A 平行放置,其作用是为了补偿反射光束1因在A 中往返两次所多走的光程,使干涉仪对不同波长的光可以同时满足等光程的要求。

2. 等倾干涉图样(1) 产生等倾干涉的等效光路S1M 图5.16.1 迈克尔逊干涉仪光路图如图 5.16.2所示(图中没有绘出补偿板B ),观察者自O 点向2M 镜看去,除直接看到2M 镜外,还可以看到1M 镜经分束镜A 的半反射面M 反射的像1M '。

实验2.14光路调整与薄透镜焦距测定

实验2.14光路调整与薄透镜焦距测定

实验2.14 光路调整与薄‎透镜焦距测定‎【实验目的】1.学习光具座上‎各元件的共轴‎调节方法,研究透镜成像‎的基本规律。

2.掌握测定薄透‎镜焦距的几种‎基本方法。

【实验仪器】光具座,凸透镜,凹透镜,平面反射镜,物屏,像屏,光源。

【实验原理】透镜分为两类‎。

一类是凸透镜‎(或称正透镜或‎会聚透镜),对光线起会聚‎作用,焦距越短,会聚本领越大‎;另一类是凹透‎镜(或称负透镜或‎发散透镜),对光线起发散‎作用,焦距越短,发散本领越大‎。

在近轴光线的‎条件下,透镜置于空气‎中,透镜成像的高‎斯公式为111s s f-=' (2.14-1) 式中s '为像距,s 为物距,f '为第二焦距(或称像方焦距‎)。

对薄透镜,因透镜的厚度‎比球面半径小‎得多,因此透镜的两‎个主平面与透‎镜的中心面可‎看做是重合的‎。

s 、s '、 f '皆可视为物、像、焦点与透镜中‎心(即光心)的距离,如图2.14-1所示。

图2.14-1 凸透镜成像光‎路图对于公式(2.14-1)中的各物理量‎的符号,我们规定:光线自左向右‎传播,以薄透镜中心‎为原点量起,若其方向与光‎的传播方向一‎致者为正,反之为负。

运算时,已知量需添加‎符号,未知量则根据‎求得结果中的‎符号判断其物‎理意义。

测定薄透镜焦‎距的方法有多‎种,它们均可以由‎(2.14-1)式导出,至于选用什么‎方法和仪器,应根据测量所‎要求的精度来‎确定。

1.测凸透镜的焦‎距 (1) 用物距一像距‎法求焦距当实物经凸透‎镜成实像于像‎屏上时,通过测定s 、s ',利用(5-1)式即可求出透‎镜的焦距f '。

若∞→s ,则f s '→'。

也就是说,可把远处的物‎体作为物,经透镜成像后‎,透镜光心到像‎平面的距离就‎等于焦距。

此法多用于粗‎略估测,误差较大。

(2) 用贝塞尔法(又称透镜二次‎成像法)求焦距如图2.14-2所示,AB 为物,L 为待测透镜,H 为白屏,若物与屏之间‎的距离f D '>4,且图2.14-2 凸透镜二次成‎像光路图当保持不变时‎D ,移动透镜,则必然在屏上‎两次成像,当物距为1s 时,得放大像,当物距为2s 时,得缩小像。

光路调试实验报告

光路调试实验报告

一、实验目的1. 了解光路调试的基本原理和步骤。

2. 掌握光路调试的方法和技巧。

3. 培养实际操作能力和观察能力。

二、实验原理光路调试是激光技术中的一项重要环节,其主要目的是使激光束在传播过程中保持良好的聚焦和稳定性。

通过调整光学元件的位置、角度和焦距等参数,实现激光束的精确控制和优化。

三、实验器材1. 激光器:用于产生激光束。

2. 反射镜:用于反射激光束。

3. 聚焦镜:用于聚焦激光束。

4. 光电探测器:用于检测激光束的强度和位置。

5. 调节工具:用于调整光学元件的位置和角度。

6. 记录本:用于记录实验数据。

四、实验步骤1. 激光器调试(1)将激光器安装在实验台上,确保激光器水平稳定。

(2)调整激光器输出功率,使激光束达到预定强度。

(3)使用光电探测器检测激光束的位置和强度,调整激光器输出端的位置,使激光束对准光电探测器。

2. 反射镜调试(1)将反射镜安装在实验台上,确保反射镜水平稳定。

(2)调整反射镜的角度,使激光束经反射后对准聚焦镜。

(3)使用光电探测器检测反射后的激光束位置和强度,调整反射镜角度,使激光束达到预定位置和强度。

3. 聚焦镜调试(1)将聚焦镜安装在实验台上,确保聚焦镜水平稳定。

(2)调整聚焦镜的位置,使激光束经聚焦后达到预定焦距。

(3)使用光电探测器检测聚焦后的激光束位置和强度,调整聚焦镜位置,使激光束达到预定位置和强度。

4. 光电探测器调试(1)将光电探测器安装在实验台上,确保光电探测器水平稳定。

(2)调整光电探测器的位置,使光电探测器能够检测到激光束的位置和强度。

(3)使用光电探测器检测激光束的位置和强度,调整光电探测器位置,使激光束达到预定位置和强度。

五、实验结果与分析1. 通过调整激光器、反射镜、聚焦镜和光电探测器的位置和角度,使激光束达到预定位置、强度和焦距。

2. 实验过程中,注意观察光电探测器检测到的激光束位置和强度,以及调整光学元件时对激光束的影响。

3. 分析实验结果,总结光路调试的方法和技巧,为后续实验提供参考。

光学仪器的调节与校准方法

光学仪器的调节与校准方法

光学仪器的调节与校准方法光学仪器是科学研究、工程实践和医疗诊断中不可或缺的工具。

为了保证光学仪器的精确度和稳定性,调节与校准方法至关重要。

本文将介绍几种常用的光学仪器调节与校准方法,并探讨它们的原理和应用。

一、对焦调节对焦是光学仪器调节与校准的第一步。

通过调整物镜与目标之间的距离,使目标清晰地出现在像差轴上。

对焦调节可以通过以下几种方法实现:1. 目视对焦:这是最直观的对焦方法,操作人员通过观察物镜下的像差轴,调整物镜与目标的距离,直到获得清晰的像差轴。

这种方法适用于简单的光学仪器,如显微镜和望远镜。

2. 自动对焦:自动对焦是一种快速且准确的对焦方法。

利用传感器检测成像平面上的对焦品质,通过反馈机制控制物镜与目标的距离,使成像结果最佳化。

自动对焦被广泛应用于高端相机和显微成像系统。

二、像差校正像差是光学系统的常见问题之一,它由光的折射和散射引起,导致成像结果模糊或失真。

为了校正像差,常用的方法有:1. 弥散像差校正:弥散像差是由于光线通过非理想的透镜而引起的。

通过选择合适的透镜材料和曲率半径,以及利用多个透镜的组合,可以降低或消除弥散像差。

这需要经验和精确的计算。

2. 色差校正:色差是不同波长的光线通过透镜或棱镜时产生的像差。

色差校正的方法包括选择特定的光学材料,使用复合透镜和棱镜组合,以及使用颜色校正滤波器。

这些方法可以减少或消除色差,提高成像的色彩保真度。

三、光路校正光路校正是调节光学仪器中光源和成像平面之间光线的传播路径,以确保成像结果的准确性和稳定性。

常见的光路校正方法有:1. 光轴调整:光轴调整是指调整光源、物镜和目镜之间的光轴,使其完全重合。

通过利用调节螺丝或细微移动装置,可以实现光轴的精确调整。

2. 平面校正:平面校正是调整光路中的反射镜或棱镜,使光线垂直于成像平面。

通过精确调整平面的位置和倾斜角度,可以确保光线在成像平面上均匀地聚焦,减少畸变。

四、信号校准光学仪器的信号校准是指调整和校准仪器的接收和处理部分,以提高信号的质量和稳定性。

光学实验主要仪器、光路调整与技巧

光学实验主要仪器、光路调整与技巧

实验1光学实验主要仪器、光路调整与技巧引言不论光学系统如何复杂,精密,它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成,因此掌握一些常用的光学元器件的结构和性能,特点和使用方法,对安排试验光路系统时正确的选择光学元器件,正确的使用光学元器件有重要的作用实验目的掌握光学专业基本元件的功能;调整光路,主要包括共轴调节、调平行光和针孔滤波。

基本原理(一)、光学实验仪器概述:主要含:激光光源,光学元件,观察屏或信息记录介质1. 激光光源;激光器即Laser(Light Amplification by stimulated emission of radiation),原意是利用受激辐射实现光的放大.然而实际上的激光器,一般不是放大器,而是振荡器,即利用受激辐射实现光的振荡,或产生相干光。

.960年,梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器.现在被广泛用于各个行业激光的特性:(1)高度的相干性(2)光束按高斯分布激光器的分类:(1)气体激光器——He-Ne激光器,Ar离子激光器(2)液体激光器——染料激光器(3)固体激光器———半导体激光器,红宝石激光器本套实验方案的选择的激光器是气体型He-Ne内腔式激光器,波长为632.8nm的红光,功率2mW。

个别实验中还会用到白光点光源。

2、用于光学实验的元件一般包括:防震平台、分束镜、扩束镜、准直镜、反射镜、成像透镜、傅立叶变换透镜、多自由度微调器、可变光栏、观察屏等部件。

如果是全息实验还需要快门、干版架、自动曝光和显定影定时器、记录干版等。

(本实验方案中,扩束镜采用针孔空间滤波器,准直镜、成像透镜、傅立叶变换透镜均采用双凸透镜)⑴防震平台光学实验需要一个稳定的工作平台。

特别是对于全息图制作实验,由于是参考波和物光波干涉条纹的记录,如果在曝光过程中因为振动导致两光波有变化,就要影响干涉条纹的调制度。

通常要求该光波的振动变化小于十分之一波长。

影响稳定性的因素有震动、空气流和热变化等。

光子学技术的相位测量与光路校正方法分享

光子学技术的相位测量与光路校正方法分享

光子学技术的相位测量与光路校正方法分享光子学技术是一门研究光子(光的量子)以及应用光子的科学技术。

在现代通信、光学成像、量子计算等领域中,光子学技术发挥着重要作用。

其中,相位测量与光路校正是光子学技术中的重要内容之一。

本文将分享关于相位测量与光路校正的方法与技术。

相位测量是光子学技术中常见且重要的测量过程。

光的相位指的是波的状态,它描述了光波中的振荡过程。

相位测量可以帮助我们了解光的性质以及应用领域中的数据获取与处理。

在光子学技术中,有几种主要的相位测量方法。

1. Michelson干涉仪:Michelson干涉仪是一种常见的光学仪器,用于精确测量光程差。

这种干涉仪由一个光源、一个分束器以及两个镜面组成。

通过调整一个镜面的位置,可以在干涉图样中观察到明暗条纹的变化,从而测量光的相位差。

Michelson干涉仪常被应用于光学测量、光学传感等领域。

2. 同轴干涉测量法:同轴干涉测量法是一种用来测量相位差的方法。

它使用同一个光源经过两个不同的光学路径,再经过一个透镜汇聚到一块探测面上。

当光波经过不同路径后重新在探测面上叠加,通过分析干涉条纹的变化,可以得到相位差的测量结果。

同轴干涉测量法被广泛应用于微观结构的测量与表征中。

光路校正是光子学技术中的一个关键环节。

在实际应用中,由于光传输路径的存在,光的波前会受到各种因素的影响而发生变形。

为了保证光子学系统的性能与精度,我们需要对光路进行校正。

1. 基础校准方法:基础校准方法包括对光源、分束器、透镜、反射镜等光学元件的校准。

检查光源的位置、光的出射强度及频率是否满足要求;检查分束器的透射率与反射率是否合适;校准透镜、反射镜的位置与角度等。

通过这些基础校准,可以确保光学元件正常工作,提供准确的光路。

2. 自适应光学方法:自适应光学是一种能够实时校正光传输路径中扰动的方法。

它利用了自适应光学系统的反馈机制,在光路中引入一个用于检测光波相位的传感器,根据传感器获得的数据,实时调整光学元件的形状与位置,从而消除光路中的扰动。

分光计的调节和介质折射率的测量实验报告.

分光计的调节和介质折射率的测量实验报告.

大连理工大学大学物理实验报告院(系)专业班级姓名学号实验台号实验时间年月日,第周,星期第节实验名称分光计的调节和介质折射率的测量教师评语实验目的与要求:1.了解分光计的构造与原理,掌握分光计调节的思想和调节方法。

2.学会用最小偏向角法测量棱镜的折射率。

主要仪器设备:JJY1’型分光计,平面镜,钠光灯,玻璃三棱镜实验原理和内容:1.分光计的结构及调节原理分光计由望远镜,载物台,平行光管,刻度盘,底座五部分组成;各部分机构及原理如下:望远镜为阿贝自准式望远镜,通过支臂与转座固定,并可通过调节止动螺丝来控制与转座共同或相对转动。

望远镜光轴的高低位置可以通过不同的螺钉调节,通过手轮可以调节望远镜目镜的焦距。

望远镜的内部结构如图,由目镜,全反射棱镜,叉丝分划板和物镜组成,自准直的原理是当位于物镜焦平面上的透光十字刻线被下放小灯照亮后,经全反射棱镜和物镜射出后再被外界成绩教师签字平面镜反射回进入望远镜而投影到叉丝分划板上成像, 与叉丝本身无像差时, 便证明望远镜准直且适合观察平行光。

并且可以通过两者调节望远镜的光轴垂直情况。

(如右图所示) 平行光管产生平行光束用的装置, 安装于立柱上, 可以通过螺钉来微调其光轴位置。

平行光管的主要部件是会聚透镜和狭缝。

当狭缝位于透镜主焦面上时便可产生平行光。

载物台载物台用于放置待测物件, 并可以通过紧固螺钉来调节其位置。

调节到所需的位置后, 实验过程中需要锁紧所有的紧固螺丝。

刻度盘由外圈刻度和内圈的两个对称游标组成, 外圈刻度为360°共720格, 读数方法相同于游标卡尺。

设置两个对称游标的目的是为了消除刻度盘中心和仪器转轴中心偏差所带来的实验误差, 读取刻度时, 将两个游标的读书取平均, 便是望远镜位置的实际读数, 即2/)(21θθ+=Φ 底座底座的作用是支撑之上的各个仪器部件, 并且在底座上接有外接电源的插座, 以给仪器供电。

2. 最小偏向角法测棱镜折射率的原理如图所示, 一束光射入棱镜后发生两次折射, 入射角为i , 出射角为i ’, 出入射光线的偏向角为δ, 可知有以下关系: αδ-+='i i , α为棱镜的顶角。

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验报告一、仪器调节1.调整镜面平行度:首先放置迈克尔逊干涉仪的光源,然后用手将光源移动,调整反射平面镜的角度,使光线在迈克尔逊干涉仪的整个光路中都能自由传播。

2.调整分束镜:使用一张透明的玻璃片将光线分束,再观察平行光束通过分束镜后是否能刚好落在平面镜的表面上,如果不能,则需要调整分束镜的位置,直到两束光线都能够平行而且刚好敲在平面镜上。

3.调整反射镜:迈克尔逊干涉仪中的反射镜有一个活动镜面,需要调整其位置,使两束光线在平面镜上反射时能够准确地再次合成一束光线,从而形成干涉现象。

4.调整干涉条纹:最后,可以在观察屏幕上是否能够清晰地看到干涉条纹,在实验过程中可以适当调整光源的位置或者调整反射镜的倾斜角度,以获得更好的干涉效果。

二、实验使用1.实验准备:首先设置好迈克尔逊干涉仪,并确保调节好仪器,使光线能够正常穿过仪器。

2.实验操作:将待测光源置于迈克尔逊干涉仪的一个光路中,调整干涉仪中的反射镜位置,使干涉条纹清晰。

然后,改变待测光源的位置,测量干涉条纹的移动量,利用已知的反射器间距和探测器移动的距离,可以计算得到光的速度。

3.数据处理:使用测得的数据和已知的仪器参数,进行计算和分析。

根据测得的干涉条纹移动量和已知的反射器间距,利用干涉仪的原理和公式,计算得到光的速度。

5.讨论和结论:根据实验结果,对实验中的不确定因素进行讨论,并得出结论。

如果实验结果与理论值一致,说明测量方法正确并且仪器使用正常;如果存在差异,可以分析差异的原因,并进一步完善实验方法或改善仪器使用的条件。

总之,迈克尔逊干涉仪是一种常见的用于测量干涉现象的仪器,通过调节和使用可以进行光速测量、薄膜厚度测量等实验。

在进行实验操作时,需要注意仪器的准确调节和数据的准确处理,以确保实验结果的可靠性。

深圳大学光学实验主要仪器、光路调整与技巧

深圳大学光学实验主要仪器、光路调整与技巧

通过前后移动白屏的方法先使激光光束与台面平行再将透明物扩束镜双凸透镜依次摆好调节它们的取向和高低左右位置凭眼睛观察再让光斑物镜的几何中心处在一条直线上这样便使透镜镜的主光轴与平台面平行且共轴光斑也最大限度得到利用
深圳大学实验报告
课程名称:
工程光学(1)
实验名称: 实验一 光学实验主要仪器、光路调整与技巧
激光器
扩束镜
准直镜
图 1-2 共轴调节示意图 2)粗调-自准直法。沿光束传播方向,前后轴向移动准直透镜,直到从自准直 反射镜反射回来的自准直像落在针孔表面,并于针孔重合。或者在准直镜后放一观察 屏,如图 1-3 所示,前后移动,观察准直后光斑的变化,若在一个较大范围内光斑 直径几乎无变化,可视为准直成功,完成粗调。在调节中要注意光斑变化和准直镜移 动方向的关系,从而很快达到粗调的效果。
学院:
光电工程学院
专业:
指导教师:
报告人:
学号:
组别:
实验时间:
2015 年
实验报告提交时间:
教务处制
一、 实验目的与要求: 掌握光学专业基本元件的功能;
掌握基本光路调试技术,主要包括共轴调节和调平行光
二、 实验器材:
光学实验仪器主要包括:光源,光学元件,接收器等。
1) 氦氖激光器
8)燕尾式平移台
各个透镜的主光轴重合(即共轴),并使物体位于透镜的主光轴附近。另外,为了最 大限度的利用激光扩束后的面光源,所有透镜的主轴都需要大致通过光斑中心,才能 获得清晰的像。
共轴调节使物、观察屏的中心处在透镜光轴上,并使各光学元件共轴,达到共轴 能保证近轴光线的条件成立。共轴调节一般分为两步骤进行:
1)第一步粗调,即用眼睛观察,使物、观察屏与透镜中心大致在一条直线上。 粗调的方法如下:通过前后移动白屏的方法先使激光光束与台面平行,再将透明物、 扩束镜、双凸透镜依次摆好,调节它们的取向和高低左右位置,凭眼睛观察,再让光 斑、物、镜的几何中心处在一条直线上,这样便使透镜镜的主光轴与平台面平行且共 轴,光斑也最大限度得到利用。

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告目录一、实验目的 (2)二、实验原理 (2)1. 分光计的工作原理 (3)2. 三棱镜顶角测定的原理 (4)三、实验仪器与材料 (5)1. 分光计 (6)2. 三棱镜 (7)3. 测量工具 (8)4. 实验环境要求 (10)四、实验步骤 (10)1. 分光计的调整 (11)1.1 调整光源位置 (12)1.2 调整望远镜的目镜 (13)1.3 校正分光计的读数 (13)2. 三棱镜顶角的测定 (14)2.1 安装三棱镜 (15)2.2 调整测量装置 (15)2.3 进行顶角测量 (16)2.4 数据处理与结果分析 (17)五、实验数据记录与处理 (18)1. 实验数据的记录格式 (19)2. 实验数据的处理方法 (20)3. 结果分析与讨论 (20)六、实验结论 (22)七、实验误差来源分析及改进措施 (22)八、实验心得与体会 (23)一、实验目的本次实验旨在深入探究分光计的调整方法及其在测定三棱镜顶角中的应用。

通过实际操作,学生将熟悉分光计的工作原理和使用技巧,掌握调整分光计至最佳工作状态的方法,并能够准确测量三棱镜的顶角。

这不仅有助于提升学生的动手能力,还能加深对其光学性质的理解,为后续的光学实验和研究打下坚实基础。

二、实验原理本实验主要研究分光计的调整和三棱镜顶角的测定,分光计是一种用于测量光线波长分布的仪器,它可以将入射光线分解成不同波长的成分,从而实现对光线的分析和测量。

三棱镜顶角是指在特定条件下,从三棱镜底面反射出的顶角大小。

这两个实验都是光学领域的基本实验,对于了解光学基本原理和掌握光学仪器的使用具有重要意义。

我们来介绍分光计的调整,分光计由光源、透镜、光栅等部分组成,通过调整这些部件的位置和参数,可以使入射光线经过透镜和光栅后形成平行光线,从而实现对光线波长的测量。

在本实验中,我们将学习如何调整分光计的透镜和光栅,使其工作在合适的波长范围内。

实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧

实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧

实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧1.引言不论光学系统如何复杂,精密,它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成的,因此,掌握一些常用的光学元器件的结构,光学性能、特点和使用方法,对于安排实验光路系统时,正确的选择和使用光学元器件具有重要的作用。

2.实验目的1)掌握光学专业基本元件的功能;2)掌握基本光路调试技术,主要包括共轴调节和调平行光。

3.实验原理3.1光学实验仪器概述:光学实验仪器主要包括:光源,光学元件,接收器等。

3.1.1常用光源光源是光学实验中不可缺少的组成部分,对于不同的观测目的,常需选用合适的光源,如在干涉测量技术中一般应使用单色光源,而在白光干涉时又需用能谱连续的光源(白炽灯);在一些实验中,对光源尺寸大小还有点、线、面等方面的要求。

光学实验中常用的光源可分为以下几类:1)热辐射光源热辐射光源是利用电能将钨丝加热,使它在真空或惰性气体中达到发光的光源。

白炽灯属于热辐射光源,它的发光光谱是连续的,分布在红外光、可见光到紫外光范围内,其中红外成分居多,紫外成分很少,光谱成分和光强与钨丝温度有关。

热辐射光源包括以下几种:普通灯泡,汽车灯泡,卤钨灯。

2)热电极弧光放电型光源这类光源的电路基本上与普通荧光灯相同,必须通过镇流器接入220V点源,它是使电流通过气体而发光的光源。

实验中最常用的单色光源主要包括以下两种:纳光灯(主要谱线:589.3nm、589.6nm),汞灯(主要谱线:623.4nm、579.0nm、577.0nm、546.1nm、491.6nm、435.8nm、407.9nm、404.7nm)3)激光光源激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,缩写:LASER),是指通过辐射的受激辐射而实现光放大,即受激辐射的光放大。

激光器作为一种新型光源,与普通光源有显著的差别。

它是利用受激辐射的原理和激光腔的滤波效应,使所发光束具有一系列新的特点。

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会

迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验新的体会导读:迈克尔逊干涉仪是一种独特的光学装置,广泛应用于干涉现象的研究和精密测量领域。

本文将从调节和使用迈克尔逊干涉仪的角度,介绍该装置的原理和实验过程,并分享我在进行实验时的新体会。

一、迈克尔逊干涉仪的原理与调节1. 原理概述迈克尔逊干涉仪是由美国物理学家阿尔伯特·A·迈克尔逊在19世纪末发明的,用于测量光的波长、光速等物理量。

其基本原理是通过将光束分为两路,经半反射镜反射后再次合并,形成干涉条纹。

通过测量和观察干涉条纹的变化,可以获取待测物体的信息。

2. 装置调节调节迈克尔逊干涉仪是进行实验的首要任务。

以下是一般调节步骤:(1)调节光路:确保光路的准直和平行性,可使用准直仪和平行光组合器来辅助。

(2)调节透镜:调整透镜位置和倾斜度,使光束聚焦到半反射镜上。

(3)控制反射镜:微调反射镜的倾斜度和角度,以获得清晰的干涉条纹。

3. 难点与解决方法在调节迈克尔逊干涉仪时,可能遇到以下难点:(1)光路调节困难:由于光的特性,光路的调节可能较为复杂。

可以通过使用辅助装置如准直仪和平行光组合器,来辅助调整光路。

(2)干涉条纹不清晰:干涉条纹的清晰度直接影响实验结果的准确性。

在调节过程中,需细致调整半反射镜的倾斜度和角度,以获得清晰的干涉条纹。

二、使用实验的新体会在进行迈克尔逊干涉仪的实验过程中,我深刻体会到了以下几点:1. 干涉现象的复杂性迈克尔逊干涉仪是一种高度精密的光学装置,其探究的是光的干涉现象。

通过调节和使用干涉仪,我才意识到干涉现象的复杂性。

干涉条纹的变化不仅受到光路的调节,还会受到环境中光的干扰等因素影响。

在实验中需要耐心和细心地进行调整,以确保实验结果的准确性。

2. 精密度与灵敏度的平衡在实验过程中,我发现迈克尔逊干涉仪的使用需要平衡精密度和灵敏度。

调节过程中,虽然可以通过细致调整获得更清晰的干涉条纹,但过分精细的调节可能会导致实验结果受到微小干扰的影响。

实验 迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验 迈克尔逊干涉仪的调节和使用

实验迈克尔逊干涉仪的调节和使用迈克尔逊干涉仪是一种用于测量光波长或者光速的仪器。

它的原理是利用光的干涉现象,通过对干涉条纹的观察来确定光波长或光速。

在使用迈克尔逊干涉仪之前,需要对其进行调节和使用。

本文将介绍迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。

一、迈克尔逊干涉仪的构成迈克尔逊干涉仪由四个主要部分组成,包括光源、分束器、反射镜和接收屏。

其中,光源产生光线,分束器将光线分成两束,反射镜将光线反射并重新合并,接收屏上观察条纹以得到测量结果。

(一)调节分束器1、端口对准:将分束器的两个端口(输入端和输出端)对准迈克尔逊干涉仪的两个端口。

2、校正透镜:将透镜与分束器固定并利用透镜校正分束器的输出光斑。

3、调节分束比:通过微调分束器的输入端镜片的位置来调节分束比。

4、校准光路:检查光路是否正确,包括分束后光线是否平行、目标反射镜是否正对着分束器等等。

(二)调节反射镜1、调整反射镜位置:将反射镜置于正确的位置并垂直于光路。

2、确定反射面度数:通过原理图和求解器确定反射面的度数,比如60度。

3、调节反射镜倾斜度:利用半反射膜来调节反射镜的倾斜度,并通过角度计来检查反射镜是否平行于接收屏。

(三)调节光源1、选择光源:选择一款适合的光源。

2、调整灯丝位置:将灯丝调整到正确的位置,使其照亮整个系统。

3、调节灯丝亮度:通过增减电压来调节灯丝的亮度。

(四)调节接收屏1、确定焦距:通过调节接收屏的距离和位置,找出最合适的焦距。

2、校准位置:将接收屏和反射镜垂直,通过调节位置校准光路。

1、准备工作:确保所有部件都已经开始预热,光线已经稳定。

2、测量方法:打开光源,观察条纹的规律性,通过实验得到测量结果。

3、数据处理:将观察到的条纹照片拍摄下来,进行后续处理,包括调整对比度和亮度以及增加标尺等等。

四、注意事项1、留意温度:因为干涉仪精度较高,所以需要注意外部温度的影响。

2、留意光线:因为干涉仪只能使用单色光线,因此需要注意室内环境的影响。

大学物理实验 分光计的调整和三棱镜折射率的测定

大学物理实验 分光计的调整和三棱镜折射率的测定

实验二十分光计的调整和三棱镜折射率的测定【实验目的】1.了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法。

2.了解测定棱镜顶角的方法。

3.用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。

【实验器材】分光计、钠灯、三棱镜、双面平面镜。

【实验原理】分光计是一种常用的光学仪器,实际上就是一种精密的测角仪,在几何光学实验中,主要用来测定棱镜角、光束的偏向角等,而在物理光学实验中,加上分光元件(棱镜、光栅)即可作为分光仪器,用来观察、测量光谱线的波长等。

下面以学生型分光计(JJY型)为例,说明它的结构、工作原理和调节方法。

一、分光计的结构分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成,图5-11-1 分光计1-狭缝装置 2-狭缝装置锁紧螺钉 3-平行光管 4-制动架(一) 5-载物台 6-载物台调节螺钉(3只)7-载物台锁紧螺钉 8-望远镜 9-目镜锁紧螺钉 10-分划板 11-目镜调节手轮 12-望远镜仰角调节螺钉13-望远镜水平调节螺钉 14-望远镜微调螺钉 15-转座与刻度盘制动螺钉 16-望远镜制动螺钉 17-制动架(二) 18-底座 19-转座 20-刻度盘 21-游标盘 22-游标盘微调螺钉 23-游标盘制动螺钉 24-平行光管水平调节螺钉 25-平行光管仰角调节螺钉 26-狭缝宽度调节手轮每部分均有特定的调节螺钉,图5-11-1为JJY 型分光计的结构外型图。

1.分光计的底座要求平稳而坚实。

在底座的中央固定着中心轴,望远镜、刻度盘和游标内盘套在中心轴上,可以绕中心轴旋转。

2.平行光管固定在底座的立柱上,它是用来产生平行光的。

其一端装有消色差的汇聚透镜,另一端装有狭缝的圆筒,狭缝的宽度根据需要可在0.02~2mm范围内调节。

3.望远镜安装在支臂上,支臂与转座固定在一起,套在主刻度盘上,它是用来观察目标和确定光线的传播方向。

望远镜由目镜系统和物镜组成,为了调节和测量,物镜和目镜之间还装有分划板,它们分别置于内管、外管和中管内,三个管彼此可以相对移动,也可以用螺钉固定,如图5-11-2所示,在中管的分划板下方紧贴一块450全反射小棱镜,棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色,仅留一个绿色的小十字窗口,照明小灯发出的光线从小棱镜的另一直角边入射,从450反射面反射到分划板上,透光部分在分划板上便形成一个明亮的十字窗。

光学实验主要仪器光路调整与技巧

光学实验主要仪器光路调整与技巧

光学实验主要仪器光路调整与技巧光学实验是研究光的性质和行为的一种实验手段。

在进行光学实验时,主要涉及到一些基本的仪器、光路调整和技巧。

下面将详细介绍光学实验的主要仪器、光路调整和技巧。

一、光学实验主要仪器:1.光源:光源是光学实验的起始点,一般使用的光源有白炽灯、氘灯、汞灯等。

根据实验需求,可以选择合适的光源。

2.准直器:准直器用于将光源发出的不同方向的光线转换为平行光线。

常用的准直器有准直透镜和准直筛。

3.物镜:物镜是利用透镜的折射原理集中光线的仪器,常用的物镜有凸透镜、凹透镜和透镜组等。

4.目镜:目镜是用于观察光路中光线的行为和效果的仪器,常用的目镜有小孔、望远镜和显微镜等。

5.光学实验台:光学实验台是固定和调整光学仪器的平台,具有稳定性和精确度要求。

光学实验台上通常有刻度尺、螺丝孔和螺丝等辅助工具。

6.探测器:探测器用于测量光的强度、频率和探测光的波长等信息。

常用的探测器有光电二极管、光电倍增管和光谱仪等。

7.光学元件:光学元件是用于调整光路径和改变光的传播方向的仪器,常见的光学元件有棱镜、透镜、平行板和光栅等。

二、光路调整和技巧:1.平行光调整:在光学实验中,常常需要将光束调整为平行光。

一种常用的方法是使用准直器将光源发出的散射光调整为平行光。

2.光路对准:在光学实验中,光线的传播路径需要精确对准。

通常使用标尺、角度测量仪和调节螺丝等工具来调整光路,以保证光线的传播路径正确。

3.光路稳定:在进行光学实验时,光路的稳定性是确保实验结果准确和可重复性的重要因素。

可以使用夹持器、支撑架和调节螺丝等工具来固定和稳定光学元件和实验装置。

4.光路对中:在光学实验中,光路元件的位置和方向的准确对中非常重要。

可以使用目镜、望远镜和刻度尺等工具来进行精确的对中操作。

5.光路调整技巧:在调整光路时,可以使用反射和折射的原理,结合减小反射和折射带来的误差,以控制光路的精确度。

6.光路的检查和修正:在进行光学实验时,要经常检查光路的情况,避免元件移位、镜面污染或者光源变化等因素带来的误差。

分光仪的调整和三棱镜的顶角测量

分光仪的调整和三棱镜的顶角测量

分光仪的调整和三棱镜的顶角测量一、分光仪的调整1. 保持仪器稳定分光仪在调整时需要保持仪器的稳定,避免在调整过程中发生无关的干扰。

为此,可在调整前将仪器放置一段时间,使温度、湿度等因素趋于稳定。

2. 清洁分光仪在调整前,应将分光仪各部件进行一次清洁,以确保精度。

可以使用清洁布或吹气棒清除灰尘或污渍。

同时,要防止使用过硬或过于潮湿的清洁工具,以避免伤害分光仪。

3. 调整光源光源是分光仪的重要组成部分,调整光源的位置可以改变样品接收到的光强度,以便在实验中得到更加准确的数据。

在调整前需要先打开光源,同时调整光源的位置,使其与光路垂直。

4. 调整样品稳定器样品稳定器可以保持样品的稳定性,使样品在光路中不发生偏转。

在调整样品稳定器时,需要将样品稳定器调整到合适位置,按下稳定按钮,等待稳定器稳定。

5. 调整反射镜反射镜是分光仪中一个重要的部件,它的角度会影响样品接收到的光强度。

在调整反射镜时,需要将反射镜的位置调整到合适角度。

同时,还可以通过移动样品稳定器的位置,改变反射镜的角度,以达到调整的目的。

6. 调整小孔和狭缝小孔和狭缝是用于控制光路进出的部件。

在调整前需要将小孔和狭缝调整到合适的位置,使光路畅通无阻。

同时,还可以通过调整狭缝尺寸,控制光通过的范围,以达到更加准确的测试结果。

1. 仪器准备进行三棱镜的顶角测量前,需要准备好三棱镜、激光器、刻度尺等仪器。

三棱镜需要在平稳的平面上稳定放置,以确保精度。

同时,在进行测量前,应对仪器进行清洁,以防误差。

2. 调整激光器位置激光器是用于照射三棱镜的光源,需要将激光器调整到三棱镜的正上方。

可以使用调整螺丝和水平仪等仪器调整位置,以确保精度。

3. 测量顶角测量顶角时,需要将激光器照射到三棱镜的底面,使光线穿过三棱镜,在墙壁或者其他平面上形成一个光斑。

然后用刻度尺测量光斑的距离,记录下来。

接着将三棱镜逐渐旋转,直到光斑恰好移动到另一面壁上。

此时再用刻度尺记录光斑的距离。

光路调整与透镜参数的测量

光路调整与透镜参数的测量

174 光路调整和透镜参数的测量透镜是光学基本元件,工程中常用它建立光路作为传输光能量和光信息,并是组成各种光学仪器的主要组件。

不同的用途需要焦距不同的透镜或透镜组。

通过测量透镜的焦距,我们可以掌握透镜成像规律,学会光路的分析和调整技术,这对了解光学仪器的构造和正确使用很有帮助,为探索其它学科提供了实际的手段和技能。

[预习要点]1.什么是薄透镜?什么是近轴光线?透镜成像公式的使用条件是什么? 2.什么是自准法?它的光路及成像有什么特点? 3.什么是共轭法?用共轭法测透镜焦距有何优点? 4.什么叫等高同轴?用什么方法调节等高同轴?[实验重点]1.加深理解透镜成像规律。

2.掌握简单光路、光轴的调节技术。

3.学习测量薄透镜焦距的方法。

4.学习不确定的计算方法。

[实验仪器]光具座、凸透镜、物屏、像屏、白炽光源、平面镜、光具凳、光学平台、分光计(参阅教材P203,图4.3.2)。

[实验原理]透镜的中心厚度(d )比透镜焦距f 小很多,约为%5/≤f d ,我们称之为薄透镜。

1.薄透镜成像规律 (a )凸透镜(会聚透镜)对光线具有会聚作用,当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后,将会聚于主光轴上距透镜光心0为f 的焦点F 上,f OF =称为焦距,见图1(a )。

(b )凹透镜(发散透镜)对光线具有发散作用。

一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后,经折射变为发散光束,发散光的反向延长线与主光轴交于F 点,称焦点F 到透镜光心0的距离为焦距f ,见图1(b )。

在近轴光线的条件下,薄透镜的成像公式为:f qp111=+(1) 式中,f —透镜的焦距,p 为物距,q 为像距。

符号规则:物距p 为正值表示实物,为负值表示虚物。

像距q 为正值表示实像,为负值表示虚像。

焦距f 为正值表示凸透镜,又称正透镜;为负值表示凹透镜,又称负透镜。

2.透镜焦距的测量原理(1)自准法(由光的可逆性原理求焦距)这个方法是利用物距等于焦距使之产生平行光,在用平面镜把平行光原路返回到物屏上,看到成像。

光路调试步骤(精)

光路调试步骤(精)

光路调试步骤一般主光路器件:硬光路红光—全反—腔体—半反—扩束镜—过渡颈—45°全反镜—聚焦镜—出光口;軟光路红光—全反—腔体—半反—45°全反镜架—耦合镜架—光纤输入端—光纤输出端—准直聚焦。

光路调试步骤:①调整前检查各个器件内部的螺丝紧固情况,装上镜片的要保证镜片已被固定死;各组件紧固好后,按要求的装配孔装定各膜片架底板,务必保证装定螺丝在装配U型孔的几何中心;②调整基准光(红光)的尺寸,用刻度相对准确的直角尺进行校正,通过调整红光四维膜片架的调节旋钮,保证近、远端红点距光聚座安装平面的水平高度为50mm,距光聚座安装平面调整一侧外沿的水平距离为95mm,若是硬光路,近远端红光位置调整好后,还要保证红点在过渡颈的中心;③调整好后一定要将红光膜片架的锁紧螺丝(位于膜片架边缘的中间部位)及调整旋钮上的螺母进行锁紧,要保证锁紧后红光位置无偏移;④按从前到后的顺序调整各膜片架,务必保证红点通过各器件的几何中心(包括镜片和晶体端面),使红光过各个镜面的反射点与入射点重合;⑤检查已接好的水路和电路,无误后在腔体上装上氙灯,将灯极夹头压紧,检查两层IGBT电压差是否差别不大(若电压差较大,请勿点灯),点灯使氙灯预燃,调到合适的参数用相纸打光斑,先将相纸放在红光与全反镜片前出一次光(防止全反镜片镀膜不够烧坏红光),再用全反的两个调整旋钮将光斑调圆,再通过同时调整全半反的旋钮使激光光斑与红光同心,按边调边锁的原则调好以后,再将全半反膜片架的锁紧螺丝及调整旋钮上的螺母进行锁紧,锁紧后再次进行打光斑测试,如光斑有变动再将全半反膜片架微调一下,直至光斑与红点同心且光斑稳定;⑥硬光路:装配扩束镜和45°全反镜之前,让红光射到两米开外的障碍物上,用记号笔打点标志,调整扩束镜架,保证红点通过入射端中心也与两米开外的点标志重合,装上45°全反镜,在水冷环上装上相应的聚焦镜片,调节三个调整旋钮,使红点在八角头出光口的中心。

物理实验报告分光计的调整和三棱镜顶角的测定总结报告模板

物理实验报告分光计的调整和三棱镜顶角的测定总结报告模板

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》【实验目的】1.了解分光计的结构,学习分光计的调节和使用方法;2.利用分光计测定三棱镜的顶角;【实验仪器】分光计,双面平面反射镜,玻璃三棱镜。

【实验原理】如图6所示,设要测三棱镜AB面和AC面所夹的顶角a,只需求出j即可,则a=1800- j。

图6 测三棱镜顶角【实验内容与步骤】一、分光计的调整(一)调整要求:1 .望远镜聚焦平行光,且其光轴与分光计中心轴垂直。

2.载物台平面与分光计中心轴垂直。

(二)望远镜调节1 .目镜调焦目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝,调焦办法:接通仪器电源,把目镜调焦手轮12旋出,然后一边旋进一边从目镜中观察,直到分划板刻线成像清晰,再慢慢地旋出手轮,至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。

旋转目镜装置11,使分划板刻线水平或垂直2.望远镜调焦望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上,也就是望远镜对无穷远聚焦。

其方法如下:将双面反射镜紧贴望远镜镜筒,从目镜中观察,找到从双面反射镜反射回来的光斑,前后移动目镜装置11,对望远镜调焦,使绿十字叉丝成像清晰。

往复移动目镜装置,使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差,最后锁紧目镜装置锁紧螺丝10 .(三)调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴(各调一半法)调节如图7 所示的载物台调平螺丝 b 和 c 以及望远镜光轴仰角调节螺丝13,使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合,如图8 (a)所示。

此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。

具体调节方法如下:(1)将双面反射镜放在载物台上,使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面,如图7 所示。

图7 用平面镜调整分光计(2)目测粗调。

用目测法调节载物台调平螺丝7 及望远镜、平行光管光轴仰角调节螺丝13、29,使载物台平面及望远镜、平行光管光轴与分光计中心轴大致垂直。

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174 光路调整和透镜参数的测量
透镜是光学基本元件,工程中常用它建立光路作为传输光能量和光信息,并是组成各种光学仪器的主要组件。

不同的用途需要焦距不同的透镜或透镜组。

通过测量透镜的焦距,我们可以掌握透镜成像规律,学会光路的分析和调整技术,这对了解光学仪器的构造和正确使用很有帮助,为探索其它学科提供了实际的手段和技能。

[预习要点]
1.什么是薄透镜?什么是近轴光线?透镜成像公式的使用条件是什么? 2.什么是自准法?它的光路及成像有什么特点? 3.什么是共轭法?用共轭法测透镜焦距有何优点? 4.什么叫等高同轴?用什么方法调节等高同轴?
[实验重点]
1.加深理解透镜成像规律。

2.掌握简单光路、光轴的调节技术。

3.学习测量薄透镜焦距的方法。

4.学习不确定的计算方法。

[实验仪器]
光具座、凸透镜、物屏、像屏、白炽光源、平面镜、光具凳、光学平台、分光计(参阅教材P203,图4.3.2)。

[实验原理]
透镜的中心厚度(d )比透镜焦距f 小很多,约为%5/≤f d ,我们称之为薄透镜。

1.薄透镜成像规律 (a )凸透镜(会聚透镜)
对光线具有会聚作用,当一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后,将会聚于主光轴上距透镜光心0为f 的焦点F 上,f OF =称为焦距,见图1(a )。

(b )凹透镜(发散透镜)
对光线具有发散作用。

一束平行于透镜主光轴的光线通过透镜后,经折射变为发散光束,发散光的反向延长线与主光轴交于F 点,称焦点F 到透镜光心0的距离为焦距f ,见图1(b )。

在近轴光线的条件下,薄透镜的成像公式为:
f q
p
1
11
=
+
(1) 式中,f —透镜的焦距,p 为物距,q 为像距。

符号规则:
物距p 为正值表示实物,为负值表示虚物。

像距q 为正值表示实像,为负值表示虚像。

焦距f 为正值表示凸透镜,又称正透镜;为负值表示凹透镜,又称负透镜。

2.透镜焦距的测量原理
(1)自准法(由光的可逆性原理求焦距)
这个方法是利用物距等于焦距使之产生平行光,在用平面镜把平行光原路返回到物屏上,看到成像。

用像是否清晰检验调焦是否完成,用像所在位置检验透镜光轴与平面镜法线是否平行。

如图2,在凸透镜后面放一平面镜,当物距等于凸透镜焦距f 时,则物光经过凸透镜后成为平
行光,被平面镜反射回来的平行光再次经过凸透镜后所成的像也在焦平面上,且为倒像。

据此就可测出焦距f 。

图1 透镜的焦距
图2 自准法测凸透镜焦距 图3 自准法测凹透镜焦距
176
分光计仪器中的望远镜调节光路就是自准光路,解决望远镜调焦及望远镜光轴调节问题,如图4所示。

(2)用共轭法测凸透镜焦距
取物屏与像屏之间的距离a
大于四倍焦距(4f )时,移动透镜,则在屏上两次成像,如图5所示。

物距为1p 时,像屏上出现一个放大的像(此时像距为1q );当物距为2p 时,像屏上又得到一个缩小的像(此时像距为2q )。

透镜在两次成像之间的位移为b 。

根据透镜公式(1),可得:
1
11
1q p q p f +=
由图5可证
1221,q p q p ==
1212p q p b a =+=-
)(2
1
1b a p -=

)(2
1
)(2112b a b a a p a p +=--=-=
图5 共轭法测凸透镜焦距
图7 平行光法测凸透镜焦距
所以
a b a b a b a a f 4)(21)(2112
2-=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+⨯-=
(3)用自准法进行分光计中望远镜调焦和光轴调节
望远镜由目镜和物镜组成,见图6。

当目镜与绿十字之间距离发生改变时,黑叉丝的清晰度也会随之发生改变,称为望远镜目镜调焦。

而绿十字与物镜间距离发生改变,称为望远镜调焦。

当它们间距等于物镜焦距时,绿十字发出的绿光经物镜出来变成平行光,再经小平台上平面镜反射回来通过物镜聚焦在绿十字所在平面黒叉丝上,成清晰的像。

望远镜光轴与平面镜垂直时,绿十字像会落在黑上叉丝。

*(4)用平行光法测透镜焦距
用物屏、凸透镜1O 、平面镜组成自准光路,见图7,移动透镜当物屏上出现清晰的像时,去掉平面镜,放上待测凸透镜2O 与像屏'S ,移动凸透镜2O ,像屏'S 上出现清晰像时,x f S O ='2。

[实验内容]
178 1.单透镜系统的共轴调节
(1)粗调:将光源、物和透镜靠拢,调节它们的高低左右位置,使它们的中心处在一条和导轨(光学平台)平行的直线上,使透镜的主光轴与导轨(平台平面)平行,并且使物屏、透镜和像屏与导轨(平台平面)垂直,判断方法为目测,判断精度在一小区域内即可,故称为粗调。

(2)细调:用成像规律来判断和调节,用位移法光路,使物的中心、透镜光心达到同轴等高要
求,只要透镜移动时,大像中心和小像中心重合。

(调节技巧为大像追小像),见图8。

2.自准法测凸透镜焦距
按图2放置物屏、凸透镜及平面镜,移动凸透镜,使在物屏上能看到清晰的倒像,记下物屏位置1A 及凸透镜位置1λ,焦距||11A f -=λ。

数据记录:
表1 物屏1A = ㎝
次数
名称
1
2 3
4
5
平均

3.共轭法侧凸透镜焦距
使物屏和像屏间的距离a 大于4f 。

物屏与像屏的位置分别为AB x 和B A x '',透镜在成大像和小像时的位置分别为1O x 和2O x ,透镜在两次成像之间的位移||12O O x x b -=,物像之间的位移
AB B A x x a -=''。

数据记录:
表2 单位:㎝
图8
A
B
O
O '
B '
B ''A '
A '
'
4.调节分光计中望远镜
(1)调节望远镜适合观察平行光
调节目镜与叉丝的距离(黑叉丝与绿十字同一平面),看清黒叉丝。

把平面镜放在小平台上,缓慢转动小平台,使望远镜与平面镜垂直,从望远镜中寻找镜面反射回来的光斑。

调节望远镜调焦旋纽,使光斑变成清晰的小绿十字。

(2)调节望远镜光轴垂直平面镜
调节望远镜水平螺钉与平台水平螺钉,使小緑十字与黑双十字的上十字重合。

5. 用平行光法测透镜焦距(选做) 参照图7光路图与操作方法进行。

[数据处理与结果表示]
1.自准法
标准差 1
2
11-⎪⎪⎭

⎝⎛-∑-==
∆n f f A ix n i △仪为仪器误差(取1/2 ㎜)
测量结果的不确定度22
仪∆+∆=∆A
测量结果表示:∆±=f f ,%100⨯∆
=
f
E f 2.位移法(单位:㎝)
180
结果表示:∆±=f f ,%100⨯∆
=f
E f
[思考题]
1.用位移法调节单镜头系统共轴时,如果大像中心在上,小像中心在下,说明物屏位置偏上还是偏下?画出光路图加以说明。

2.用自准直法测凸透镜的焦距时,平面镜M 起什么作用?M 离透镜远近不同对成像有无影响(清晰度、亮度)?
3.测量凸透镜焦距的实验方法中各有什么优缺点。

4.共轭法测量凸透镜焦距时,为什么要求a ﹥4f,等于或小于行不行?为什么?
[参考书目]
[1]丁慎训、张孔时《物理实验教程》,清华大学出版社,1992年 [2]杨述武《普通物理实验》(光学部分),高等教育出版社,1993年 [3]梁华翰、朱良铱、张立《大学物理实验》,上海交通大学出版社,1996年
[附录 光具座]
图9是GP-78型光具座,它的精度较高,适用于高等院校教学实验中精度要求较高的光学实验。

平直度在0.03毫米和0.10毫米之间,一般光具凳只能上下调节,其中2~3只光具凳上下、左右都可调节。

图9 光具座及其附件。

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