GSZ-IIB型26种实验光学平台说明书
【大学物理实验(含 数据+思考题)】偏振光的特性研究实验报告
实验3.4 光的偏振特性研究一、实验目的(1)了解自然光和偏振光的定义及特性。
(2)观察光的偏振现象,了解偏振光的产生方法和检验方法。
(3)了解波片的作用和用波片产生椭圆和圆偏振光及其检验方法。
二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台(配有光具座、氦氖激光器及电源、扩束镜、偏振片、波片、观察屏等)。
三、实验原理1.自然光和偏振光的定义自然光:由普通光源所发射的光波,在光的传播方向上,任意一个场点,光矢量既有空间分布的均匀,又有时间分布的均匀性。
偏振光:光矢量相对于光的传播方向分布的非对称性。
部分偏振光:光波光矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势。
平面偏振光:光在传播的过程中光矢量的振动只限于某一特定的平面内。
圆偏振光:在光的传播方向上,任意一个场点光矢量以一定的角速度转动它的方向,但大小不变,其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个圆。
椭圆偏振光:在光的传播方向上,任意一个场点光矢量即改变它的大小,又以一定的角速度转动它的方向,其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个椭圆。
2.偏振光的产生及检验方法(1)平面偏振光的产生和检验方法:产生:本次实验中我们利用偏振片来生成平面偏振光。
偏振片是由具有二向色性的晶体制作成的,这些晶体对不同方向振动的光矢量具有不同的吸收本领,当自然光入射到这些晶体上时,透射光的光矢量仅在某一个特定的方向上,形成了平面偏振光。
检验:线性偏振光通过检偏器后,按照马吕斯定律,强度为I0的线偏振光通过检偏器,透射光的强度为I=I0cos2α,α=0/π时,透射光的强度最大,当α= (π/2)/(3π/2)时,透射光的强度为0,出现消光现象。
所以偏振器旋转一周,透射光的强度将发生强弱变化,并且消光两次,根据这个特点可以检测是否有平面偏振光。
(2)椭圆和圆偏振光的产生和检验方法:产生:波片是光轴平行于晶面的各向异性晶体薄片。
双折射是光束入射到各向异性的晶体,分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
实验31原子发射光谱观测分析(实验报告)
实验31(A )原子发射光谱观测分析【实验目的】1. 学会利用光学多通道分析器的方式2. 通过对钠原子光谱的研究了解碱金属原子光谱的一样规律3. 加深对碱金属原子中外层电子与原子核彼此作用和自旋与轨道运动彼此作用的了解【实验仪器】光学多通道分析器、光学平台、汞灯、钠灯、运算机【原理概述】钠属碱金属原子类,碱金属原子和氢原子一样,都只有一个价电子。
但在碱金属原子中除一个价电子外,还有内封锁壳层的电子,这些内封壳层电子与原子核组成原子实。
价电子是在原子核和内部电子一起组成的力场中运动。
原子实作用于价电子的电场与点电荷的电场有显著的不同。
专门是当价电子轨道贯穿原子实时(称贯穿轨道),这种不同就更为突出。
因此,碱金属原子光谱线公式为:()()222*12*211~l l n R n R n n R μμν--'-'=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=' 其中ν~为光谱线的波数;R 为里德堡常数。
n '与n 别离为始态和终态的主量子数*2n 与*1n 别离为始态和终态的有效量子数 l '与l 别离为该量子数决定之能级的轨道量子数l ''μ与l μ别离为始态和终态的量子缺(也称量子更正数,量子亏损)依照就的波尔理论,在电子轨道愈接近原子中心的地址,μ的数值愈大。
当轨道是贯穿轨道实,μ得数值还要大些。
因为这时作用在电子上的原子核的有效电荷Z eff 有专门大程度的改变。
在超级靠近原子核的地址,全数核电荷作用在电子上。
而距离很远的,原子核被周围电子屏蔽,以致有效核电荷1→eff Z 。
因此s 项的μ值最大,而对p 项来讲就小一些,关于d 来讲还更小,由此类推。
因此量子缺μ的大小直接反映原子实作用于价电子的电场与点电荷近似偏离的大小关于钠原子光谱分如下四个线系主线系:s np 3~→=ν锐线系:p ns 3~→=ν漫线系:p nd 3~→=ν基线系:d nf 3~→=ν关于某一线系谱线的波数公式可写为:()2~l nT n R A μν--= 其中 为常数,称为固定项。
大学物理实验自组望远镜实验报告
大学物理实验自组望远镜实验报告篇一:光学基础实验光学基础实验报告班级:081XX 学号:081XXX姓名:XX同组者姓名:X、X目录实验一自组望远镜----------------------------------------3 实验二薄透镜焦距的测定--------------------------------5 实验三透镜像差的观测----------------------------------12 实验四实验五实验六偏振光光学实验-----------------------------------------19 测量光栅常数--------------------------------------------25 双缝干涉实验--------------------------------------------26 实验一自组望远镜一、实验目的了解透镜成像规律和望远镜的基本原理及结构,并掌握其调节、使用和测量它的放大率的两种方法。
二、实验原理最简单的望远镜是由一片长焦距的凸透镜作为物镜,用一短焦距的凸透镜作为目镜组合而成。
远处的物经过物镜在其后焦面附近成一缩小的倒立实像,物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合。
而目镜起一放大镜的作用,把这个倒立的实像再放大成一个正立的像,如图一所示。
三、实验仪器光学平台、带调节架的底座、透镜(焦距不等)、激光光源、白屏、微尺、毫米尺、带底座的米尺等。
四、原理光路图图一五、实验步骤1、把全部器件按图一的顺序摆放在平台上,通过激光光源和透镜成像规律将所有元件调至共轴。
2、选取一个焦距大的为物镜(本实验f=200mm),一个焦距小的为目镜(f’=75mm),按光路图组装好,并调焦,看到清晰成像。
3、将千分尺调节成d1=5mm,放在S1=1000mm处作为要观察的成像物体。
4、一只眼通过目镜观察千分尺成像,另一只眼直接观察千分尺,比较读出像的长度d2 。
实验34 自组望远镜(新)
实验34 自组望远镜望远镜是常用的助视光学仪器,经常被组合在其它光学仪器中。
掌握其构造原理和调整方法,以及其放大率的概念和测量方法,有助于加深对透镜成像规律的理解。
一、实验目的1、进一步掌握透镜的成像规律。
2、掌握望远镜的构造及放大原理,以及其正确的使用方法。
3、设计组装望远镜。
4、测量望远镜的视觉放大率。
二、实验原理1、人眼的分辨本领和光学仪器的视觉放大率人眼的分辨本领是描述人眼刚能区分非常靠近的两个物点的能力的物理量。
人眼瞳孔的半径约为1mm,一般正常人的眼睛能分辨在明视距离(25cm)处相距为0.05~0.07mm的两点, 这两点对人眼的所张的视角约为'1,称为分辨极限角。
当微小物体或远处物体对人眼所张的视角小于此最小极限角时,人眼将无法分辨它们,需借助光学仪器(如放大镜、显微镜、望远镜等)来增大物体对人眼所张的视角。
在用显微镜或望远镜在作为助视仪器观察物体时,其作用都是将被观测物体对人眼的张角(视角)加以放大,这就是助视光学仪器的基本工作原理。
现在讨论在人眼前配置助视光学仪器的情况。
若同某一目标,通过光学仪器和眼睛构成的光具组,在视网膜上成像长度为'l;若把同一目标的物放在助视仪器原来所成像平面上,而用肉眼直接观察,在视网膜上所成像的长度为l,则'l 与l之比称为助视仪器的放大本领(视觉放大率),如图34-1所示。
在图34-1中,AB 表示在明视距离处的物,H 、H`为助视仪器的主点,0θ为直接观察时在明视距离处AB 的视角,θ为通过助视仪器所成像于明视距离处的视角,在人眼视网膜上的像长分别为l 和'l ,则仪器的视觉放大率M 表示为'00tan tan l M l θθθθ==≈ (34-1) 2、望远镜及其视觉放大率望远镜是帮助人眼观望远距离物体的仪器,也可作为测量和瞄准的工具。
望远镜也是由物镜和目镜组成的,其中对着远处物体的一组镜片叫做物镜,对着眼睛的镜片叫做目镜,物镜焦距较长,目镜焦距较短。
WGZ-II光强分布测定仪说明书
WGZ-II光强分布测定仪说明书产品说明书一、概述WGZ-II/IIA型光强分布测试仪用硅光电池作光电转换元件,数字式检流计测量光电转换后的光电流值,其性能稳定,操作简便,读数准确直观。
本产品为普通物理、物理光学的基本实验仪器,主要功能有:1、单缝、单丝、双缝、多缝等衍射、干涉图形的一维光强分布测定;2、小孔、小屏、矩孔、双孔、光栅和正交光栅等的衍射、干涉现象演示实验;3、偏振光实验光强变化的测定;4、验证马吕斯定律。
二、技术参数与指标一、导轨长度1200mm二、激光器座规格(IIA型中未予配置)可配250mm氦氖激光器三、分划板分小孔狭缝板和光栅板两种详细规格见图一、图二四、可调狭缝宽度0—1 mm(连续可调)五、扩束镜倍率13X六、一维光强分布测量距离>80 mm最小读数:0.01 mm七、偏振光实验测量范围360°刻线最小读数:2°八、数字式检流计光电流测量范围:0~2×10-4A最小读数:1×10-10A九、供电电源交流220V±11V,频率50HZ(交流稳压)十、仪器净重42kg图一小孔狭缝板单缝F1:a= 0.1 F2:a=0.2 F3:a=0.3单丝S1:a= 0.1 S2:a= 0.2 S3:a= 0.3小孔XK1:φ= 0.2 XK2:φ= 0.3 XK3:φ= 0.4 小屏XP1:φ= 0.2 XP2:φ= 0.3 XP3:φ= 0.4图二光栅板正交光栅GS1:纵横均为50条/mm 光栅GS2:50条/mm 双孔φ= 0.2 SK1:d=0.25 SK2:d=0.32 SK3:d=0.4 矩孔:JK a= 0.12,b=0.2 单缝DF1:a= 0.08 双缝SF1:a= 0.08 d= 0.16 SF2:a= 0.08 d= 0.20 SF3:a= 0.06 d= 0.10多缝DF1:4缝a= 0.06 d=0.1×4 DF2:9缝a= 0.06 d= 0.1×9三、仪器组成仪器含导激光器座(IIA型中未予配置)、半导体激光器(IIA型中配置,II型中未予配置)、导轨、二维调节架、一维光强测试装置、分划板、可调狭缝、平行光管、起偏检偏装置、光电探头、小孔屏、数字式检流计(全套)、专用测量线等。
大学光学平台实验报告
实验名称:多模式智能响应性光学平台实验实验目的:1. 了解多模式智能响应性光学平台的原理和组成。
2. 掌握实验操作步骤,包括样品制备、激发光源选择、光学性能测试等。
3. 分析不同刺激条件下光学材料的响应特性,探讨其在信息安全应用中的潜在价值。
实验时间:2023年X月X日实验地点:XX大学光学实验室实验人员:XXX、XXX、XXX实验仪器:1. 光谱仪2. 紫外-可见分光光度计3. 高能X射线源4. 热场刺激装置5. 实验样品制备设备实验原理:多模式智能响应性光学平台是一种能够在外界刺激下产生多种响应特性的光学材料。
本实验采用单一稀土发光离子Sm3辅助基质发光的方法,制备了具有多模式响应性的光学材料。
在外界刺激条件下,该材料能够实现发光颜色由蓝紫色到玫瑰粉色的动态变化,从而实现信息的安全传输和识别。
实验步骤:1. 样品制备:- 将Sr2YGaO5材料作为基质,掺杂单一稀土发光离子Sm3,制备成所需的光学材料样品。
- 将制备好的样品进行研磨、过筛等处理,以确保样品均匀性。
2. 激发光源选择:- 选择紫外-可见光作为激发光源,以激发Sm3离子的发光。
- 选择高能X射线源作为激发光源,以测试材料在高能射线激发下的响应特性。
3. 光学性能测试:- 使用光谱仪测试样品在不同激发光源下的发射光谱,分析发光颜色变化。
- 使用紫外-可见分光光度计测试样品在不同激发光源下的吸收光谱,研究材料的光吸收特性。
- 使用热场刺激装置测试样品在不同温度下的发光颜色变化,分析材料的热响应特性。
4. 数据分析:- 对实验数据进行整理和分析,绘制发光光谱、吸收光谱等图表。
- 讨论不同刺激条件下光学材料的响应特性,分析其在信息安全应用中的潜在价值。
实验结果与分析:1. 在紫外-可见光激发下,样品发射光谱呈现蓝紫色,随着激发光强度的增加,发光颜色逐渐变为玫瑰粉色。
2. 在高能X射线激发下,样品发射光谱呈现蓝紫色,与紫外-可见光激发下的结果一致。
GSZF-3A型偏振光试验系统使用说明书-仪器说明书
GSZF-3A型偏振光实验系统使用说明书1用途GSZF-3A型偏振光实验系统是一套非联机使用的偏振光实验仪器,适用于大专院校物理实验课分组实验。
2器件简介名称规格数量备注导轨和机座1套内装激光器电源氦氖激光器带布儒斯特角,≥1.5mW1套磁性座SZ-041套透镜架SZ-081个可夹持扩束器延伸架(过渡架)SZ-091个干版架SZ-121个可夹持小光源白屏SZ-13A1个氦氖激光器架SZ-421个偏振片波片架SZ-513个X轴旋转架滑动座5套偏振片2片半波片λ=632.8nm1片石英晶体片1/4波片λ=632.8nm1片石英晶体片扩束器f=4.5mm1个小照明光源直流3V1套包括整流变压器3实验举例3.1反射起偏振——布儒斯特角半外腔式氦氖激光器放电管的一端是用布儒斯特窗口密封的。
放电管的轴向与窗口玻璃平面的法线之间的夹角称布儒斯特角Bθ。
如该窗口用折射率n=1.516的光学玻璃(K8)做成,则6356 B '︒=θ。
根据偏振光反射定律,偏振方向在入射面的光沿管轴方向通过布儒斯特窗时,不发生菲涅耳反射。
而偏振方向垂直于入射面的光束,在布儒斯特窗口绝大部分发生菲涅耳反射,只有极小部分通过窗口,所以该激光器输出的光束是线偏振的,其偏振方向在布儒斯特窗入射平面内。
图 3.1-1实验:如图3.1-1所示,激光器L的布儒斯特窗玻璃取竖位。
使光束通过扩束器B,在白屏C上成一圆形光斑。
调节激光器架,使系统共轴。
然后在B和C之间加入偏振片,作为检偏器A。
在A 转动过程中,可从C上观察到每360°出现两明两暗的周期变化。
在两个最暗位置,检偏器的偏振轴必然垂直于入射面(图面)。
这时,再用一个延伸架把检偏器移到激光器的一侧,对准布儒斯特窗两个平行平面的反射方向。
反射光束虽然通过圆玻璃管壁以后发生了扩散变形,仍然可以根据A 的消光方向的指示,判断光的偏振方向。
这里可用磁性座支持白屏C 接收反射光(如图3.1-2)。
偏振光实验
偏振光实验一、实验目的1、通过产生和观察光的偏振状态,掌握产生与检验偏振光的原理和方法;2、验证布儒斯特定律,了解产生与检验偏振光的元件及仪器。
二、实验原理光是一种电磁波,而电磁波是横波,,它有电矢量E和磁矢量H,习惯上我们总是用电矢量E来代表光波。
光波中的电矢量与波的传播方向垂直,光的偏振现象清楚得显示了光的横波性。
光大体上有五种偏振状态,即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。
其中线偏振光和圆偏振光由可看作椭圆偏振光的特例。
椭圆偏振光可视为两个沿同一方向传播的振动方向相互垂直的线偏振光(如图1所示,一个为电矢量,一个为)的合成:(1)式中A表示振幅,为二光波的圆频率,表示时间,为波矢的数值,是两波的相对相位差。
合成矢量的端点在波面内描绘的轨迹为一椭圆。
椭圆的形状、取向和旋转方向,由,和决定。
当和时,椭圆偏振光变为圆偏振光;当,或者(或)=0时,椭圆偏振光变为线偏振光(图2)。
本实验着重观察的是光的各种偏振态的改变。
1、光的偏振态凡是电振动只限于某一确定方向和该方向的负方向的光称为线偏振光(亦称平面偏振光)。
在垂直于光传播方向的任一确定平面内,光波电矢量端点随时间作椭圆运动的光称作椭圆偏振光;作圆运动的称作圆偏振光。
以上三种统称完全偏振光,若在垂直于光传播方向的平面(简称迎光平面)内,电矢量的取向与大小都随时间作无规则变化,且各方向的取向几率相同,彼此之间没有固定的位相关系,则称为自然光。
自然光和线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光三者的任一个组合起来,就成为部分偏振光。
2、线偏振光的获得(1)反射起偏及透射起偏一束单色自然光从不同角度入射到介质表面,其反射光和折射光一般是部分偏振光。
当以特定角度即布儒斯特(Brewster)角入射时,不管入射光的偏振状态如何,反射光将成为线偏振光,其电矢量垂直于入射面。
空气中相对于玻璃界面的偏化角约为。
若使自然光以偏化角入射并通过一叠表面平行的玻璃片堆,由于自然光可以被等效为两个振动方向互相垂直、振幅相等且没有固定位相关系的线偏光,又因为光通过玻璃片堆中的每一个界面,都要反射掉一些振动垂直于入射面的线偏光,经多次反射,最后从玻璃片堆透射出来的光一般是部分偏振光,如果玻璃片数目较大,则透过玻璃片堆的就成为振动平行于入射面的线偏光了,这就是透射起偏法。
实验31原子发射光谱和原子吸收光谱观测分析
光谱检测技术实验讲义2015.10.10原子光谱测量(A) 原子发射光谱测量【实验目的】1.学会使用光学多通道分析器的方法。
2.了解碱金属原子光谱的一般规律。
3.加深对碱金属原子中外层电子与原子核相互作用以及自旋与轨道运动相互作用的了解。
【仪器用具】光学多通道分析器WGD-6,光学平台GSZ-2,汞灯,钠灯,计算机。
【原理概述】钠原子光谱特点:钠原子光谱分四个线系:主线系:np →3s ( n = 3,4,5, …)锐线系:ns →3p ( n = 4,5,6, …)漫线系:nd →3p ( n = 3,4,5, …)基线系:nf →3d ( n = 4,5,6, …)各线系的共同特点:1.同一线系内,越向短波方向,相邻谱线的波数差越小,最后趋于连续谱与分立谱的边界。
2.在同一线系内,越向短波方向,谱线强度越小。
各线系的区别:1.各线系所在光谱区域不同。
主线系只有3p →3s 的两条谱线(钠双黄线)在可见区,其余在紫外区。
锐线系和漫线系的谱线除第一条线在红外区外,其余都在可见区。
基线系在红外区。
2.由于s能级不分裂,p、d、f能级由于电子自旋与轨道运动作用引起谱项分裂,它们是双重的。
这些双重分裂随能级增高而变小。
因此,根据选择定则,主线系和锐线系是双线的。
主线系双线间的波数差越往短波方向越小,锐线系各双线波数差相等。
漫线系和基线系是复双重线的。
3.从谱线的外表上看,主线系强度较大,锐线系轮廓清晰,漫线系显得弥漫,一般复双重线连成一片。
【实验步骤】1.检查多通道分析器工作状态。
2.点燃汞灯,利用汞灯的546.07nm,576.96nm,578.97nm三条谱线为光学多通道分析器定标,起始波长为440nm。
3.点燃钠灯,实时采集钠灯发射光谱,利用已定标的数据,测出钠谱线双黄线的波长。
4.将光学多通道分析器的起始波长分别改为460nm、480nm、500nm、520nm,重复步骤2和3。
5.求钠双黄线波长的测量平均值,分析误差。
实验17 单缝夫琅和费衍射及单缝宽度的测量
实验17 夫琅和费单缝衍射及单缝宽度的测量观察衍射现象的实验装置一般是由光源、衍射屏和接受屏三部分组成。
按它们相互间距离的不同情况,通常将衍射分为两类:一类是衍射屏离光源或接受屏的距离为有限远时的衍射,称为菲涅尔衍射;另一类是衍射屏与光源和接受屏的距离都是无穷远的衍射,也就是照射到衍射屏上的入射光和离开衍射屏的衍射光都是平行光的衍射,称为夫琅禾费衍射。
若衍射屏上有一单狭缝,宽度为a ,则在接受屏上将出现一组明暗相间的平行直条纹。
一、实验目的1、观察单缝衍射现象,了解单缝宽度对衍射条纹的影响。
2、学习测量单缝宽度的一种方法。
3、通过数据处理,加深对误差传递的理解。
二、实验原理让一束单色平行光通过宽度可调的缝隙,射到其后的接收屏上。
,若缝隙的宽度a 足够大,接收屏上将出现亮度均匀的光斑。
随着缝隙宽度a 变小,光斑的宽度也相应变小。
但当缝隙宽度小到一定程度时, 光斑的区域将变大,并且原来亮度均匀的光斑变成了一系列亮暗相间的条纹。
根据惠更斯-菲涅耳原理,接收屏上的这些亮暗条纹,是由于从同一个波前上发出的子波产生干涉的结果。
为满足夫琅禾费衍射的条件,必须将衍射屏放置在两个透镜之间。
实验光路图如图17-1所示,夫琅禾费单缝衍射光强分布曲线如图17-2所示。
r r 0OO'X'P θx k f θL 1L 2S 2S 1图17-1夫琅禾费单缝衍射光路图(λ/a )I /I 0图17-2 夫琅禾费单缝衍射光强分布曲线下面来推导单缝缝宽的测量公式 。
中央亮条纹的宽度可用其两侧暗条纹之间的角距离来表示,由于对称性, 主极大的角宽度为从点O 到第一暗条纹中心的角距离的两倍,所以从点O 到第一暗条纹中心的角距离,称为主极大的半角宽度。
由图17-2可见,主极大的半角宽度就是第一暗条纹的衍射角θ,近似等于a /λ。
中央亮条纹的宽度等于各次极大的两倍,也就是说,各次极大的角宽度都等于中央亮条纹的半角宽度,并且绝大部分光能都落在了中央亮条纹上。
透镜组节点和焦距的测定
透镜组节点和焦距的测定教学目的 1、了解测节器测定透镜组基点的工作原理,加深对光具组基点的理解和认识;2、学会自组搭建共轴球面系统光路,并能用其测定透镜组的节点和焦距;3、形成实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风。
重难点 重点:组装测定透镜组节点和焦距的光路设计和调节难点:1)对共轴球面系统基点的理解和认识;2)透镜组节点位置的测定教学方法 讲授、讨论、演示相结合 学时 3学时一、实验简介从单个折射球面、单个透镜乃至多个透镜构成的复杂组合,无论其结构是简单还 是复杂,都可以把它看成是理想的光具组。
对于理想的光具组,物像之间共轭关系完全 可由几对特殊的点和面所决定,这些特殊的点和面称基点、基面。
简言之,给入射线的 出射线定位的那些点和面称基点、基面。
如图所示,一般来说,理想光具组基点有物方 主点H 和象方主点'H ,物方节点N 和像方节点'N ,物方焦点F 和像方焦点'F ,所有 这些点都在光具组的主光轴上。
过这些点垂直主光轴的平面分别为物方主平面(HM ) 和像方主平面(''M H ),物方节平面和象方节平面,物方焦平面和像方焦平面,统称基 面。
二、实验目的1、了解测节器可以测定光具组的工作原理,加深对共轴球面系统基点的认识;2、学会利用测节器及平行光测定光具组的节点和焦距;3、通过实验理解高斯公式对薄透镜和透镜组均适用,学会对透镜组用成像作图法。
三、实验原理本实验中用两个透镜组成的共轴球面系统,其物和像的位置可由高斯公式确定。
''111f s s =- (1) 式(1)不仅适用于单薄透镜,也适用于厚透镜及透镜组。
对单薄透镜,物距s 、像距's 和像方焦距'f 的量度的参考点均为薄透镜的光心。
对于透镜组,当基面和基点确定以 后,物距s 为物方主平面至物的距离,像距's 为像方主平面至像的距离,像方焦距'f 为 像方主平面至像方焦点的距离,物方焦距f 为物方主平面至物方焦点的距离,并保持单 透镜成像公式中所规定的符号法则。
简单显微镜的设计
简单显微镜的设计教学目的 1、了解显微镜的基本光学系统及放大原理,以及视觉放大率等概念;2、学会自组搭建简单显微镜的光路,进一步熟悉透镜的成像规律;3、形成实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风。
重难点 重点:组装简单显微镜光路的设计和调节难点:1)简单显微镜的放大原理;2)设计光路的调节教学方法 讲授、讨论、演示相结合 学时 3学时一、实验简介显微镜是最常用的助视光学仪器,且常被组合在其他光学仪器中。
因此,了解并 掌握它的构造原理和调整方法,了解并掌握其放大率的概念和测量方法,不仅有助于加 深理解透镜的成像规律,也有助于正确使用其他光学仪器。
二、实验目的1、了解显微镜的基本光学系统及放大原理,以及视觉放大率等概念;2、学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法;3、学会测量显微镜的视觉放大率。
三、实验原理(一)、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体,望远镜被用于观测远处的目标,它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角(视角)加以放大。
显然,同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下,正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05~0.07mm 的两点。
此时,这两点对人眼所张的视角约为/1,称为最小分辨角。
当微小物体(或远处物体)对人眼所张视角小于此最小分辨角时,人眼将无法分辨,因而 需借助光学仪器(如放大镜、显微镜、望远镜等)来增大物体对人眼所张的视角。
这是 助视光学仪器的基本工作原理,它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示,其定义为wwtan tan /=Γ (1)式中,w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角,/w 为通过光学仪器观察时在明视距离处的成像对眼睛所张的视角。
(二)、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中,物镜的焦距很短,目镜的焦距较 长。
它的光路如图所示,图中的o L 为物镜(焦点在o F 和/o F ),其焦距为o f ;e L 为目镜, 其焦距为e f 。
透镜组节点和焦距的测定
4
二、实验原理
(二)焦点和焦平面
平行光束经光学系统后的光线(或其延长线)的 交点称为焦点。物方空间的平行光束在系统像方空间 所对应的光线(或其延长线)的交点 F '称像方焦点。 过焦点垂直于主光轴的平面称焦平面。主点H至物方
焦点 F的距离称为物方焦距 f ,主点 H '至像方焦点 F '
的距离称像方焦距 f '。
准直法
微调光源与 毫米尺等高
可编辑ppt
经反射镜成 的像 12
四、实验内容
1、光路的调整 (3)调测微目镜的位置 。
像方焦距为白屏与透镜可编辑ppt 支架之间的距离
在白屏上成清
晰的像
13
四、实验内容
2、测定透镜组节点和焦距
(1) 观察 。
像无横
向偏移
向左旋转
像无横 向偏移
微调透镜组在节 点架上的位置形
可编辑ppt
5
二、实验原理
(三)测节器确定节点和焦距
先用白屏找到光具组后焦点 F '位置,再以光具 组主轴上某点为轴转动光具组(亦即改变入射光束 与主轴的夹角),并注意观察白屏上亮点的位置变 化,同时慢慢改变转轴的位置。这样,在光具组的 主轴上总可以找到一点,当以此点为轴转动光具组 时,焦点 F '的位置不变,即所成像无横向移动,这 点就是后节点 N '。找到了 N ',后主点的位置就被确
据 a '、 b '、h ' 。
可编辑ppt
15
四、实验内容
3、数据处理
1)像方节点偏离透镜组中心的距离为 h,透镜组
的像方焦距 f ' ab;
物方节点偏离透镜组中心的距离为 h ',透镜组
普通物理实验 课程实验教学大纲
力热实验室
本科
2
单摆
基础类
1、练习使用停表和米尺,测单摆的周期和摆长。
2、求出当地重力加速度、g的值及误差△g。
1、测量单摆的摆长及周期。
2、求重力加速度值g及其误差△g
3
大学单摆仪(GM-1)/12套
1
力热实验室
本科
3
牛顿第二定律的验证
基础类
1、学习气轨的调节及操作
2、学会测物体的加速度
3、研究力,质量和加速度之间的关系,验证牛顿第二定律
1、测定光杠杆的放大倍数。
2、用拉伸法测定金属丝的杨氏模量。
3、用逐差法计算测量结果。
3
杨氏弹性模量测定仪(YMC-2)、游标卡尺、螺旋测微计标/12套
1
力热实验室
本科
5
冰的熔解热的测定
基础类
1、学习热学两个基本量-温度与热量的测量方法
2、用混合法测定冰的熔解热。
3、学习一种粗略散热修正的方法。
1、用混合法测定冰的熔解热。
3、了解二极管的正向伏安特性
1、设计二极管伏安特性测试的实验线路图
2、测试二极管伏安特性
3
THPZ-1型平衡指示仪、直流数字稳压电源、电阻箱、电流表、电压表、滑线变阻器/12套
1
电磁学实验室
本科
34
用电位差计测电池电动势和内阻
设计类
掌握电位差计测电动势的原理即补偿法原理测量干电池的电动势和内阻
1、设计测量干电池的电动势
应用类
1、掌握冲击电流计的原理和使用方法
2、学会用比较法测电容,用电容器漏电法测高阻阻值以及电容通过电阻的放电曲线
1、测量冲击电流计的电量冲击常数
2、测量电容器的电容量
光学实验平台说明书
GSZ-2B型光学平台()使用说明书GSZ-2B型光学平台可供大专院校普通物理实验课开设光学实验使用。
本说明书举例说明项实验涵盖了几何光学、波动光学和信息光学比较重要的基础课题,大部分有测量要求,少部分限于观察现象。
各实验所需学时长短不一,教师可按教学要求搭配实验内容,组织实验课教学。
1用自准法测薄凸透镜焦距 (4)2用贝塞耳法(两次成像法)测薄凸透镜焦距 (5)3由物象放大率测目镜焦距 (6)4透镜组节点和焦距的测定 (8)5自组投影仪 (9)6测自组望远镜的放大率 (10)7自组带正像棱镜的望远镜 (11)8测自组显微镜的放大率 (12)9杨氏双缝实验 (13)10菲涅耳双棱镜干涉 (14)11夫琅禾费单缝衍射 (21)12光栅衍射 (24)13偏振光的产生和检验 (27)1 用自准法测薄凸透镜焦距实验装置(图1-1)1:白光源S(GY-6A)6:三维调节架(SZ-16)2:物屏P(SZ-14)7:二维平移底座(SZ-02)3:凸透镜L (f′=190 mm)8:三维平移底座(SZ-01)4:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08)9-10:通用5:平面镜M底座(SZ-04)图1-1实验步骤1)参照图1-1,沿米尺装妥各器件,并调至共轴;2)移动L ,直至在物屏上获得镂空图案的倒立实像;3)调M 镜,并微动L ,使像最清晰且与物等大(充满同一圆面积);4)分别记下P 和L 的位置a 1、a 2;5)将P 和L 都转1800之后,重复做前4步;6)记下P 和L 新的位置b 1、b 2;7)计算:12,a a f a -= ; 12,b b f b -=2)(,,,b a f f f += 2 用贝塞耳法(两次成像法)测薄凸透镜焦距实验装置(图2-1)1:白光源S 5:白屏H (SZ-13)2:物屏P (SZ-14) 6:二维平移底座(SZ-02)3:凸透镜L (f '=190 mm) 7:三维平移底座(SZ-01)4:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 8-9:通用底座(SZ-04)图2-1实验步骤1)按图2-1沿米尺布置各器件并调至共轴,再使物与白屏距离f l '>4;2)紧靠米尺移动L ,使被照亮的物形在屏H 上成一清晰的放大像,记下 L 的位置a 1和P 与H 间的距离l ;3)再移动L ,直至在像屏上成一清晰的缩小像,记下L 的位置a 2 ;4)将P 、L 、H 转180°(不动底座),重复做前3步,又得到L 的两个位置b 1、b 2 ;5) 计算:12a a d a -= ; 12b b d b -=()224a a l d f l -'=;()224b b l d f l -'= 待测透镜焦距:2a b f f f ''+'= 3 由物像放大率测目镜焦距实验装置(图3-1)1:白光源S 7:测微目镜ME2:微尺分划板M (1/10 mm ) 8:三维平移底座(SZ-01)3:双棱镜架(SZ-41) 9:三维平移底座(SZ-01)4:待测目镜Le (e 'f =29 mm ) 10:升降调节座(SZ-03)5:二维调节架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 11:通用底座(SZ-04)6:测微目镜架(SZ-36)图3-1实验步骤1)按图3-1沿米尺安排各器件,并调节共轴;2)从M 、Le 、ME 靠近处逐渐移远Le ,直至在测微目镜中看到清晰的微尺放大像,并与ME 分划板无视差;3)测出1/10 mm 微尺刻线的像宽,求出其放大倍率m 1,并分别记下ME 和Le 的位置a 1、b 1;4)把ME 向后移动30-40 mm ,并缓慢前移Le ,直至在测微目镜中又看到清晰的与ME 分划板刻线无视差的微尺放大像;5)测出新的像宽,求出放大率m 2,记下ME 和Le 的位置a 2、b 2;6)计算:实宽像宽=x m 像距改变量:)()(2112b b a a s -+-=4 透镜组节点和焦距的测定实验装置(图5-1)1:白光源S 8:测微目镜架2:毫米尺 9: 测微目镜3:双棱镜架(SZ-41) 10:二维平移底座(SZ-02)4:物镜L o (o f '=150 mm) 11:二维平移底座(SZ-02)5:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 12:三维平移底座(SZ-01)6:透镜组L 1、L 2 (1f '=300 mm ;2f '=190 mm) 13:升降调节座(SZ-03)7:测节器 (节点架) 14:通用底座(SZ-04)另备用平面镜、白屏图5-1实验步骤1)先借助平面镜调节毫米尺与准直物镜L o 的距离,使通过L o 的光束为平行光束(“自准法”)。
实验光学平台使用说明
GSZ-2B型光学平台(26例实验)使用说明书GSZ-2B型光学平台可供大专院校普通物理实验课开设光学实验使用。
本说明书举例说明的26项实验涵盖了几何光学、波动光学和信息光学比较重要的基础课题,大部分有测量要求,少部分限于观察现象。
各实验所需学时长短不一,教师可按教学要求搭配实验内容,组织实验课教学。
主要技术参数和规格:隔震导磁台面不平度:<0.05mm 附件一览表:(个别附件变动,恕不另行通知)仪器的维护与保养:1所有光学玻璃器件应注意保持清洁,避免各种污染。
若落上灰尘,可用洗耳球、软毛刷除尘,用细绒布擦净。
有指纹、污渍应用脱脂棉浸少量乙醇乙醚混合液(7:3)擦掉。
在潮湿季节应特别加强保护。
2 机械结构的转动和滑动部位可酌加少量润滑油。
平台上宜涂擦极薄的一层机油,以利保护表面。
实验举例:1用自准法测薄凸透镜焦距 (4)2用贝塞耳法(两次成像法)测薄凸透镜焦距 (5)3由物象放大率测目镜焦距 (7)4由物距-像距法测凹透镜焦距 (9)5透镜组节点和焦距的测定 (10)6自组投影仪 (12)7测自组望远镜的放大率 (13)8自组带正像棱镜的望远镜 (15)9测自组显微镜的放大率 (16)10杨氏双缝实验 (18)11菲涅耳双棱镜干涉 (20)12菲涅耳双镜干涉 (21)13劳埃德镜干涉 (23)14牛顿环 (25)15用干涉法测定空气折射率 (27)16夫琅禾费单缝衍射 (30)17夫琅禾费圆孔衍射 (33)18菲涅耳单缝和圆孔衍射 (34)19直边菲涅耳衍射 (36)20光栅衍射 (37)21光栅单色仪 (40)22偏振光的产生和检验 (42)23全息照相 (47)24制做全息光栅 (50)25阿贝成像原理和空间滤波 (53)26θ调制 (58)1 用自准法测薄凸透镜焦距实验原理光的可逆性原理:当光线的方向返转时,它将逆着同一路径传播。
依此原理可测量薄凸透镜的焦距。
当物屏在焦点或焦平面上时,经透镜后光是平行光束,经平面镜反射再经透镜后成像于原物处。
XGS-2型信息光学及基础实验使用说明书
目录实验一用自准法测薄凸透镜焦距f (2)实验二用位移法测薄凸透镜焦距f (3)实验三目镜焦距f e的测量 (5)实验四自组显微镜 (6)实验五自组望远镜 (8)实验六自组透射式幻灯机(投影系统) (10)实验七测节点位置及透镜组焦距 (11)实验八自组加双波罗棱镜的正像望远镜 (15)实验九杨氏双缝干涉 (16)实验十菲涅尔双棱镜干涉 (19)实验十一菲涅尔双面反射镜干涉 (22)实验十二洛埃镜干涉 (25)实验十三牛顿环装置 (27)实验十四夫郎和费单缝衍射 (29)实验十五夫郎和费圆孔衍射 (32)实验十六菲涅尔单缝衍射 (33)实验十七菲涅尔圆孔衍射 (34)实验十八菲涅尔直边衍射 (36)实验十九偏振光分析 (38)实验二十全息照相 (44)实验二十一制作全息光栅 (49)实验二十二阿贝成像原理和空间滤波 (52)实验二十三θ调制和颜色合成 (55)实验一用自准法测薄凸透镜焦距f (测量实验)一、实验目的⑴掌握简单光路的分析和调整方法⑵了解、掌握自准法测凸透镜焦距的原理及方法二、实验原理当发光点(物)处在凸透镜的焦平面时,它发出的光线通过透镜后将成为一束平行光。
若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去,反射光再次通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上,其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。
三、实验仪器1、带有毛玻璃的白炽灯光源S2、品字形物象屏P:SZ-143、凸透镜L:f=190mm(f=150mm)4、二维调整架:SZ-075、平面反射镜M6、二维调整架:SZ-077、通用底座:SZ-048、二维底座:SZ-029、通用底座:SZ-0410、通用底座:SZ-04四、仪器实物图及原理图五、实验步骤1、把全部元件按图一的顺序摆放在平台上,靠拢,调至共轴。
而后拉开一定的距离。
可调成如图一所示的距离2、前后移动凸透镜L ,使在物像屏P 上成一清晰的品字形像。
3、调M 的倾角,使P 屏上的像与物重合。
全息照相实验报告
全息照相实验报告全息照相实验报告【实验目的】1.了解全息照相的基本原理。
2.掌握全息照相以及底片的冲洗方法。
3.观察物象再现。
【实验仪器】防震光学平台、氦氖激光器、高频滤波器)、扩束透镜(两个)、分束器、反射镜(两个)、全息Ⅰ型干版、显影液和定影液及暗房设备。
【实验原理】全息照相与普通照相无论是在远离上还是在方发生都有本质的区别。
普通照相是用几何光学的方法记录物体上各点的发光强度分部,得到的是二维平面像,像上各点的照度与物体上的各点发光强度一一对应。
而全息照相的记录对象是整个物体发出的光波(即物体上各点发出的光波的叠加),借助于参考光用干涉的方法记录这个物光波的振幅和位相(周相)分布,即记录下物光波与参考光波相干后的全部信息。
此时,记录信息底片上得到的不是物体的像,而是细密的干涉条纹,就好像一个复杂无比的衍射光栅,必须经过适当的再照明,才能重建原来的无广播,从而再现物体的三维立体像。
由于底片上任何一小部分都包含整个物体的信息,因此,只利用拍摄的全息底片的一小部分也能再现整个物像。
1.全息记录全息照相的光路图如下图所示:感光底板用激光光源照射物体,物体因漫反射发出物光波。
波场上没一点的振幅和相位都是空间坐标的函数。
我们用O表示物光波没一点的复振幅与相位。
用同一激光管员经分光板分出的另一部分光直接照射到地板上,这个光波称为参考光波,它的振幅和相位也是空间坐标的函数,其复振幅和位相用R表示,草考光通常为平面或球面波。
这样在记录信息的底板上的总光场是物光与参考光的叠加。
叠加后的复振幅为O+R,如图从而底板上各点的发光强度分布为I(O R)(O*R*)OO*RR*OR*O*R IO IR OR*O*R(式1)式子中,O*与R*分别是O和R的共轭量;I。
,IR分别为物光波和参考光波独立照射底版时的放光强度。
2.物相再现3.底板经过曝光冲洗后,形成各处透光率不同的全息照片,它相当于一个复杂的光栅。
一般来说,光透过这样的全息照片时,振幅以及位相都要发生变化。
光学平台说明书
GSZ-2B型光学平台(26例实验)使用说明书GSZ-2B型光学平台可供大专院校普通物理实验课开设光学实验使用。
本说明书举例说明的26项实验涵盖了几何光学、波动光学和信息光学比较重要的基础课题,大部分有测量要求,少部分限于观察现象。
各实验所需学时长短不一,教师可按教学要求搭配实验内容,组织实验课教学。
主要技术参数和规格:隔震导磁台面不平度:<0.05mm 附件一览表:(个别附件变动,恕不另行通知)仪器的维护与保养:1所有光学玻璃器件应注意保持清洁,避免各种污染。
若落上灰尘,可用洗耳球、软毛刷除尘,用细绒布擦净。
有指纹、污渍应用脱脂棉浸少量乙醇乙醚混合液(7:3)擦掉。
在潮湿季节应特别加强保护。
2 机械结构的转动和滑动部位可酌加少量润滑油。
平台上宜涂擦极薄的一层机油,以利保护表面。
实验举例:1用自准法测薄凸透镜焦距 (4)2用贝塞耳法(两次成像法)测薄凸透镜焦距 (5)3由物象放大率测目镜焦距 (6)4由物距-像距法测凹透镜焦距 (7)5透镜组节点和焦距的测定 (8)6自组投影仪 (9)7测自组望远镜的放大率 (10)8自组带正像棱镜的望远镜 (11)9测自组显微镜的放大率 (12)10杨氏双缝实验 (13)11菲涅耳双棱镜干涉 (14)12菲涅耳双镜干涉 (15)13劳埃德镜干涉 (16)14牛顿环 (17)15用干涉法测定空气折射率 (18)16夫琅禾费单缝衍射 (21)17夫琅禾费圆孔衍射 (22)18菲涅耳单缝和圆孔衍射 (22)19直边菲涅耳衍射 (24)20光栅衍射 (24)21光栅单色仪 (26)22偏振光的产生和检验 (27)23全息照相 (28)24制做全息光栅 (29)25阿贝成像原理和空间滤波 (31)26θ调制 (33)1 用自准法测薄凸透镜焦距实验装置 (图1-1)1:白光源S (GY-6A ) 6:三维调节架 (SZ-16) 2:物屏P (SZ-14) 7:二维平移底座 (SZ-02) 3:凸透镜L (f ′=190 mm ) 8:三维平移底座 (SZ-01) 4:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 9-10:通用底座(SZ-04) 5:平面镜M图1-1实验步骤1)参照图1-1,沿米尺装妥各器件,并调至共轴; 2)移动L ,直至在物屏上获得镂空图案的倒立实像;3)调M 镜,并微动L ,使像最清晰且与物等大(充满同一圆面积); 4)分别记下P 和L 的位臵a 1、a 2;5)将P 和L 都转1800之后,重复做前4步; 6)记下P 和L 新的位臵b 1、b 2; 7)计算:12,a a f a -= ; 12,b b f b -=2)(,,,b a f f f +=2 用贝塞耳法(两次成像法)测薄凸透镜焦距实验装置(图2-1)1:白光源S 5:白屏H (SZ-13)2:物屏P (SZ-14) 6:二维平移底座(SZ-02)3:凸透镜L (f '=190 mm) 7:三维平移底座(SZ-01) 4:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 8-9:通用底座(SZ-04)图2-1实验步骤1)按图2-1沿米尺布臵各器件并调至共轴,再使物与白屏距离f l '>4;2)紧靠米尺移动L ,使被照亮的物形在屏H 上成一清晰的放大像,记下 L 的位臵a 1和P 与H 间的距离l ;3)再移动L ,直至在像屏上成一清晰的缩小像,记下L 的位臵a 2 ;4)将P 、L 、H 转180°(不动底座),重复做前3步,又得到L 的两个位臵b 1、b 2 ; 5) 计算:12a a d a -= ; 12b b d b -=()224a al d f l-'=;()224b bl d f l-'=待测透镜焦距:2a b f f f ''+'=3 由物像放大率测目镜焦距实验装置(图3-1)1:白光源S 7:测微目镜ME2:微尺分划板M(1/10 mm)8:三维平移底座(SZ-01)3:双棱镜架(SZ-41)9:三维平移底座(SZ-01)'f=29 mm)10:升降调节座(SZ-03)4:待测目镜Le (e5:二维调节架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 11:通用底座(SZ-04)6:测微目镜架(SZ-36)图3-1实验步骤1)按图3-1沿米尺安排各器件,并调节共轴;2)从M、Le、ME靠近处逐渐移远Le,直至在测微目镜中看到清晰的微尺放大像,并与ME 分划板无视差;3)测出1/10 mm微尺刻线的像宽,求出其放大倍率m1,并分别记下ME和Le的位臵a1、b1;4)把ME向后移动30-40 mm,并缓慢前移Le,直至在测微目镜中又看到清晰的与ME分划板刻线无视差的微尺放大像;5)测出新的像宽,求出放大率m2,记下ME和Le的位臵a2、b2;6)计算:m x=像宽/实宽;象距改变量:s=(a2-a1)+(b1-b2)待测目镜焦距f′= s /(m2-m1)4 用物距-像距法测凹透镜焦距实验装置(图4-1)1:白光源S 7:像屏(SZ -13) 2:物屏(SZ -14) 8:普通底座(SZ -04) 3:凸透镜(70mm f =,加光阑) 9:升降调节座(SZ -03) 4:透镜架(SZ -08) 10:升降调节座(SZ -03) 5:凹透镜 11:普通底座(SZ -04) 6:透镜架(SZ -08) 12:普通底座(SZ -04)图4-1图4-2实验步骤1)使被面光源照亮的物屏P 1通过凸透镜L 1在像屏P 2上成清晰像时,P 1与P 2的距离稍大于凸透镜焦距的4倍。
《光的衍射》大学物理实验报告(有数据)
3.5光的衍射一、实验目的(1)观察单缝衍射现象(2)测定单缝衍射的相对光强分布(3)应用单缝衍射的分布规律测定单缝的宽度二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台(配有光具座、氦氖激光器及电源、狭缝、光电转换器、观察屏、数字式灵敏检流计等)。
三、实验原理(1)光的衍射:光在传播的过程中遇到障碍物会绕过障碍物继续传播,到达沿直线传播所不能到达的区域,并形成明暗条纹。
只有当障碍物的线度和光波的波长可以相比拟时,衍射现象才明显地表现出来。
(2)根据光源和观察屏到障碍物的距离的不同可以把衍射现象分为两大类。
菲涅尔衍射/近场衍射:光源与观察屏之间的距离或光源与障碍物之间的距离是有限的;夫琅禾费衍射/远场衍射:光源到障碍物的距离及观察屏到障碍物之间的距离都为无限大,即平行光入射、平行光出射。
单缝衍射光强分布图四、实验步骤1.观察夫琅禾费单缝衍射现象安排实验光路,调节各光学元件至等高同轴,是激光束垂直照射单缝,调节单缝的宽度和观察屏到单缝的距离使观察屏上出现清晰明显的衍射条纹,然后进行以下操作:(1)改变单缝宽度,观察并记录衍射条纹的变化规律(2)改变单缝到观察屏之间的距离,观察并记录衍射条纹的变化规律(3)移去观察屏,换上光电转换器,是数字是灵敏检流计与之相连。
调节光电转换器的移位螺钉,测出中央极大光强I o和k=∓1,∓2,∓3级的次级大光强=0.047,0.017,0.008。
I k,检验理论结果I kI o(4)观察夫琅禾费圆孔衍射现象。
理论结果表明,夫琅禾费单缝衍射的∓1级次级大光强还不到主极大光强的百分之五。
当数字式灵敏检流计的数字显示为“1”时,表示此时已超出检流计量程,需减小单缝的宽度或者让光电转换器远离单缝。
2.观察菲涅尔单缝衍射现象安排好实验光路,在激光与单缝之间插入一扩束镜使激光束发散后照射单缝产生菲涅尔衍射。
调节单缝宽度和观察屏到单缝的距离使观察屏上出现清晰明显的衍射条纹,然后进行:(1)改变缝宽,观察并记录衍射条纹的变化规律。
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GSZ-ⅡB型光学平台(26例实验)使用说明书GSZ-IIB型光学平台可供大专院校普通物理实验课开设光学实验使用。
本说明书举例说明的26项实验涵盖了几何光学、波动光学和信息光学比较重要的基础课题,大部分有测量要求,少部分限于观察现象。
各实验所需学时长短不一,教师可按教学要求搭配实验内容,组织实验课教学。
(个别附件变动,恕不另行通知)仪器的维护与保养:1 所有光学玻璃器件应注意保持清洁,避免各种污染。
若落上灰尘,可用洗耳球、软毛刷除尘、用细绒布擦净。
有指纹、汗液应及时用脱脂棉浸少量酒精乙醚液擦掉。
在潮湿季节应特别加强保护。
2 机械结构的转动和滑动部位可酌加少量润滑油。
平台上宜涂擦极薄的一层机油,以利保护表面。
实验举例:1用自准法则薄凸透镜焦距 (3)2用两次成像法测凸透镜焦距 (3)3由物象放大率测目镜焦距 (5)4自组显微镜 (6)5自组望远镜 (7)6自组投影仪 (8)7透镜组节点和焦距的测定 (9)8自组带正像棱镜的望远镜 (10)9杨氏双缝实验 (10)10菲涅耳双棱镜干涉 (11)11菲涅耳双镜干涉 (12)12劳埃德镜干涉 (13)13牛顿环 (13)14夫琅禾费单缝衍射 (14)15夫琅禾费圆孔衍射 (15)16菲涅耳单缝衍射 (16)17菲涅耳圆孔衍射 (17)18菲涅耳直边衍射 (17)19偏振光的产生和检验 (18)20光栅衍射 (19)21光栅单色仪 (20)22全息照相 (21)23制做全息光栅 (22)24阿贝成像原理和空间滤波 (23)25θ调制 (25)26测定空气折射率 (26)1 用自准法测薄凸透镜焦距实验装置 (图1-1)1:溴钨灯S 2:物屏P3:凸透镜L (f ,=190 mm )4:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 5:平面镜M6:三维调节架 (SZ-16) 7:二维平移底座 (SZ-02) 8:三维平移底座 (SZ-01) 9-10:通用底座(SZ-04)10S198f74P2356LM图1-1实验步骤1)参照图1-1,沿米尺装妥各器件,并调至共轴; 2)移动L ,直至在物屏上获得镂空图案的倒立实像;3)调M 镜,并微动L ,使像最清晰且与物等大(充满同一圆面积); 4)分别记下P 和L 的位臵a 1、a 2;5)将P 和L 都转1800之后,重复做前4步; 6)记下P 和L 新的位臵b 1、b 2; 7)计算:12,a a f a -= ; 12,b b f b -=2)(,,,b a f f f +=2 用两次成像法测凸透镜焦距实验装置(图2-1)1:溴钨灯S2:物屏P (SZ-14)3:凸透镜L (f ,=190 mm )4:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08)5:白屏H (SZ-13)6:二维平移底座(SZ-02) 7:三维平移底座(SZ-01) 8-9:通用底座(SZ-04)1)按图2-1沿米尺布臵各器件并调至共轴 ;2)紧靠米尺移动L ,使被照亮的物形在屏H 上成一清晰的放大像,记下 L 的位臵a 1和P 与H 间的距离l ;3)再移动L ,直至在像屏上成一清晰的缩小像,记下L 的位臵a 2 ;4)将P 、L 、H 转180°(不动底座),重复做前3步,又得到L 的两个位臵b 1、b 2 ; 5) 计算:12a a d a -= ; 12b b d b -=()l d l fa a422,-=;()ld l f b b 422,-= 待测透镜焦距:2,,,b a f f f +=3 由物像放大率测目镜焦距实验装置(图3-1)1:溴钨灯S2:微尺分划板M (1/10 mm ) 3:双棱镜架(SZ-41)4:待测目镜Le (e 'f =29 mm ) 5:二维调节架(SZ-07)或透镜架(SZ-08)6:测微目镜架(SZ-36)7:测微目镜ME8:三维平移底座(SZ-01) 9:三维平移底座(SZ-01) 10:升降调整座(SZ-03) 11:通用底座(SZ-04)图3-1实验步骤1)按图3-1沿米尺安排各器件,并调节共轴;2)从M 、Le 、ME 靠近处逐渐移远Le ,直至在测微目镜中看到清晰的微尺放大像,并与ME 分划板无视差;3)测出1/10 mm 或1/5 mm 刻线的象宽,求出其放大倍率m 1,并分别记下ME 和Le 的位臵a 1、b 1;4)把ME 向后移动30-40 mm ,并缓慢前移Le ,直至在测微目镜中又看到清晰的与ME 分划板刻线无视差的微尺放大像;5)测出新的像宽,求出放大率m 2,记下ME 和Le 的位臵a 2、b 2; 6)计算:实宽像宽=x m 像距改变量:)()(1212b b a a s -+-=被测目镜焦距:)(12,m m sf -=目4 自组显微镜实验装置(图4-1)1:小照明光源S(SZ-50)2:干版架(SZ-12)3:微尺M1(1/10 mm)4:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 5:物镜Lo ('f=45 mm)6:二维架(SZ-07)7:三维调节架(SZ-16)8:目镜Le (e'f=29 mm)9:45°玻璃架(SZ-45)10:升降调节座(SZ-03)11:双棱镜架(SZ-41)12:毫米尺M2(l=30 mm)13:三维平移底座(SZ-01)14:三维平移底座(SZ-01)15:升降调节座(SZ-03)16:通用底座(SZ-04)17:白光源(GY-6A)(图中未画)图4-1S图4-2实验步骤1)参照图4-1和4-2布臵各器件,调等高同轴; 2)将透镜l O 与Le 的距离定为24 cm ;3)沿米尺移动靠近光源毛玻璃的微尺,从显微镜系统中得到微尺放大像;4)在Le 之后臵一与光轴成45°角的平玻璃板,距此玻璃板25 cm 处臵一白光源(图中未画出)照明的毫米尺M 2;5)微动物镜前的微尺,消除视差,读出未放大的M 230格所对应的M 1的格数a ;显微镜的测量放大率a M 1030⨯= ; 显微镜的计算放大率,,025'ef f M ∆=5 自组望远镜实验装置(图5-1)1:标尺2:物镜L O (0'f =225 mm ) 3:二维架 (SZ-07) 4:目镜L e (e 'f =45 mm )5:二维调节架(SZ-07)6:三维平移底座(SZ-01) 7:二维平移底座(SZ-02)图5-1实验步骤1)按图5-1组成开普勒望远镜,向约3 m 远处的标尺调焦,并对准两个红色指标间的“E ”字(距离d 1=5 cm );2)用另一只眼睛直接注视标尺,经适应性练习,在视觉系统获得被望远镜放大的和直观的标尺的叠加像,再测出放大的红色指标内直观标尺的长度d 2;3)求出望远镜的测量放大率12d d Γ=,并与计算放大率,,eo f f 作比较;注:标尺放在有限距离S 远处时,望远镜放大率'Γ可做如下修正:Of S SΓΓ+='当S >100o f 时,修正量1≈+of S S6 自组投影仪实验装置(图6-1)1:溴钨灯S2:聚光透镜L1(f1,=50 mm)3:二维架(SZ-07)4:幻灯片P5:干版架(SZ-12)6:放映物镜L2(f o,=190 mm)7:三维调节架(SZ-16)8:白屏H (SZ-13)9:三维平移底座(SZ-01)10:二维平移底座(SZ-02)11:升降调节座(SZ-03)12:升降调节座(SZ-03)13:通用底座(SZ-04)图6-1实验步骤1)按图6-1排光路,调共轴。
2)使L2与H相距约1.2 m(对较短平台,可用白墙代屏)前后移动P,使其在H上成一清晰放大像。
3)使L1固定在紧靠幻灯片P的位臵,取下P,前后移动光源,使其成像于L2所在平面。
4)重新装好幻灯片,观察屏上像的亮度和照度的均匀性。
5)取下L1,观察像面亮度和照度均匀性的变化。
放映物镜焦距和聚光镜焦距的选择放映物镜:f 2=(M/(M+1)2)D2聚光镜:f1=D2/(M+1)-[D2/(M+1)]2×1/D其中:D2=U2+V2;D1=U1+V1M为像的放大率7 透镜组节点和焦距的测定实验装置(图7-1)1:溴钨灯S2:毫米尺3:双棱镜架(SZ-41)4:物镜L O (f O,=150 mm)5:二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08)6:透镜组L1、L2(f1,=300 mm;f2,=190 mm)7:测节器(节点架)8:测微目镜架9:测微目镜10:二维平移底座(SZ-02)11:二维平移底座(SZ-02)12:三维平移底座(SZ-01)13:升降调节座(SZ-03)14:通用底座(SZ-04)另备用平面镜图7-1实验步骤1)先借助平面镜调节毫米尺与准直物镜L o的距离,使通过L o的光束为平行光束(“自准法”)2)加入透镜组和测微目镜,调共轴,同时移动目镜,找到毫米尺的清晰像。
3)沿节点架导轨前后移动透镜组,同时相应地前后移动测微目镜,直到节点架绕轴转动时,毫米尺像无横向移动为止(此时像方节点N,即在节点架的转轴上)。
4)用白屏取代测微目镜,接收毫米尺像。
分别记下屏和节点架在米尺导轨上的位臵a和b,并从节点架导轨上记下透镜组中间位臵(有标线)节点架转轴中心的偏移量d。
5)将测节器转动180。
,重复3、4两步,测得另一组数据a,、b,,d,。
数据处理A、像方节点偏离透镜组中心的距离为d透镜组的像方焦距f’=a-b物方节点N偏离透镜中心的距离为d’透镜组的物方焦距f=a’-b’B、用1:1的比例画出被测透镜组及其各种基点的相对位臵。
8 自组带正像棱镜的望远镜实验装置(图8-1)1:标尺2:物镜L o (f o ,=225 mm ) 3:三维调节架 (SZ-16) 4:正像棱镜(保罗棱镜系统)5:目镜L e (f e ,=45 mm ) 6:二维架 (SZ-07)7:二维平移底座 (SZ-02) 8:升降调整座(SZ-03) 9:二维平移底座 (SZ-02) 10:升降调整座(SZ-03) 11:通用底座(SZ-04)1987Lo23Le456图8-1实验步骤1)参照图8-1,沿平台米尺先组装不加正像棱镜的望远镜,并对位于光轴上的约3 m 远处的标尺调焦,认清该尺所成的倒像。
2)按图8-1所示,在Lo 的像面前方安臵正像棱镜,并相应调节目镜高度,找到标尺的正像。
9 杨氏双缝实验实验装置(图9-1)1:钠灯(加圆孔光阑)2:透镜L 1(f ,=50 mm ) 3:二维架(SZ-07) 4:可调狭缝S (SZ-27)5:透镜架(SZ-08,加光阑) 6:透镜L 2(f ′=150mm ) 7:双棱镜调节架(SZ-41) 8:双缝9:延伸架10:测微目镜架 11:测微目镜12:二维平移底座 (SZ-02) 13:二维平移底座 (SZ-02) 14:升降调节座(SZ-03) 15:二维平移底座(SZ-02) 16:升降调节座(SZ-03)11615142345678912图9-1实验步骤1)使钠光通过透镜L 1会聚到狭缝S 上,用透镜L 2将S 成像于测微目镜分划板M 上,然后将双缝D 臵于L 2近旁。