大学物理光学实验

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大物光学实验报告

大物光学实验报告

一、实验目的1. 理解光学实验的基本原理和方法;2. 掌握光学仪器的使用和调整技巧;3. 通过实验,加深对光学现象和理论的理解;4. 培养实验操作技能和科学思维能力。

二、实验仪器与材料1. 光学仪器:平行光管、透镜、滤光片、积分球、光谱仪、光纤光谱仪等;2. 光源:白光光源、激光光源等;3. 实验材料:滤光片、薄膜、光纤等;4. 其他:读数显微镜、光具座、数据记录表等。

三、实验内容及步骤1. 光的反射与折射实验(1)实验目的:观察光的反射和折射现象,验证反射定律和折射定律。

(2)实验步骤:① 调整平行光管,使其发出平行光;② 将平行光照射到平面镜上,观察反射光;③ 改变入射角,观察反射光的变化,验证反射定律;④ 将平行光照射到透镜上,观察折射光;⑤ 改变入射角,观察折射光的变化,验证折射定律。

2. 光谱分析实验(1)实验目的:了解光谱仪的原理和使用方法,测量不同种类滤光片的透过率。

(2)实验步骤:① 调整光谱仪,使其正常工作;② 将待测滤光片放入光谱仪中,观察其光谱分布;③ 记录光谱数据,计算透过率。

3. 薄膜干涉实验(1)实验目的:了解薄膜的性质与应用,观察薄膜干涉现象。

(2)实验步骤:① 调整薄膜干涉仪,使其正常工作;② 观察薄膜干涉条纹,记录条纹间距;③ 分析条纹间距与薄膜厚度、折射率的关系。

4. 光纤光谱仪实验(1)实验目的:了解光纤光谱仪的原理与使用方法。

(2)实验步骤:① 调整光纤光谱仪,使其正常工作;② 将待测光源连接到光纤光谱仪中,观察其光谱分布;③ 记录光谱数据,分析光谱特征。

四、实验结果与分析1. 光的反射与折射实验实验结果显示,当入射角逐渐增大时,反射光和折射光的角度也随之增大,符合反射定律和折射定律。

2. 光谱分析实验实验结果显示,不同种类滤光片的透过率不同,与滤光片材料有关。

3. 薄膜干涉实验实验结果显示,薄膜干涉条纹间距与薄膜厚度、折射率有关,符合薄膜干涉原理。

4. 光纤光谱仪实验实验结果显示,光纤光谱仪能够有效地测量光源的光谱分布,为光纤通信、光纤传感等领域提供技术支持。

大学物理光学实验教学总结

大学物理光学实验教学总结

大学物理光学实验教学总结引言:光学实验是大学物理的重要组成部分,通过实验可以帮助学生加深对光学理论的理解,提高实验操作和数据处理能力。

本文将从实验目的、实验内容、实验装置和实验结果等方面对大学物理光学实验进行总结和分析。

一、实验目的光学实验的目的是通过实验探究光的特性及其相关现象,验证光学定律和理论模型。

常见的光学实验目的包括测量光的干涉、衍射、偏振等现象,研究光的横向和纵向特性,理解光的传播规律和光的波粒二象性等。

二、实验内容在大学物理光学实验中,常见的实验内容包括以下几个方面:1. 光的干涉实验:通过干涉实验,可以研究光的干涉现象和干涉条纹的形成原理,例如杨氏双缝干涉实验和牛顿环干涉实验等。

2. 光的衍射实验:衍射实验可以研究光的衍射现象和衍射的特性,例如杨氏单缝衍射实验和费涅耳衍射实验等。

3. 光的偏振实验:通过偏振实验,可以理解光的偏振现象和偏振的特性,例如偏振片的使用和马吕斯定律的验证等。

4. 光的光栅实验:光栅实验可以研究光的光栅衍射现象和光的光栅分光仪的原理及应用等。

5. 光的干涉与衍射的应用实验:通过应用实验,可以通过光的干涉和衍射来研究相关的应用现象,例如菲涅耳透镜和拉曼光谱仪等。

三、实验装置大学物理光学实验中常见的实验装置包括光源、光学元件和光学仪器等。

1. 光源:常见的光源包括白光灯、激光器、光电二极管等。

根据实验需要和研究对象的特性,可以选择合适的光源。

2. 光学元件:光学元件包括透镜、棱镜、吸收片、偏振片等。

透镜用于调节光线的传播方向和聚焦程度,棱镜可以使光线发生折射和反射,吸收片用于吸收或衰减光的强度,偏振片用于调整光线的偏振状态。

3. 光学仪器:光学仪器包括干涉仪、衍射仪、光栅仪、透镜仪等。

这些仪器可以用于测量光的干涉条纹、衍射图样、光的光栅衍射等实验结果。

四、实验结果在大学物理光学实验中,通过实验装置和仪器的使用,可以得到一系列实验结果,包括干涉条纹图样、衍射图样、光的偏振状态等。

大学物理光实验报告

大学物理光实验报告

大学物理光实验报告大学物理光实验报告引言光学实验是大学物理实验中重要的一部分,通过实践操作,学生可以更好地理解光的性质和现象。

本次实验旨在探究光的折射、反射以及干涉现象,并通过实验数据和理论分析来验证相关定律。

实验一:光的折射光的折射现象是指光线从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的光密度不同,光线的传播方向发生改变的现象。

我们在实验中使用了一块玻璃板和一束光线,通过改变入射角度,观察光线的折射现象。

实验结果显示,当光线从空气射入玻璃板时,光线发生了折射,且折射角度小于入射角度。

通过测量入射角度和折射角度的数值,我们可以使用斯涅尔定律来计算光的折射率。

实验数据与理论计算结果相符,验证了斯涅尔定律的准确性。

实验二:光的反射光的反射现象是指光线从一种介质射入另一种介质时,在介质表面发生反射的现象。

我们在实验中使用了一面镜子和一束光线,观察光线的反射现象。

实验结果显示,光线在射入镜子表面时发生了反射,并且反射角等于入射角。

通过测量入射角度和反射角度的数值,我们可以验证光的反射定律。

实验数据与理论预期相符,进一步验证了光的反射定律的准确性。

实验三:光的干涉光的干涉现象是指两束或多束光线相遇时,由于光的波动性质而产生的干涉条纹的现象。

我们在实验中使用了一束激光和一块薄膜,观察光的干涉现象。

实验结果显示,当激光穿过薄膜时,出现了明暗相间的干涉条纹。

通过调整薄膜的厚度,我们观察到干涉条纹的变化。

根据干涉条纹的间距和薄膜的厚度,我们可以计算出光的波长。

实验数据与理论计算结果相符,验证了光的干涉现象及其相关定律。

结论通过本次实验,我们深入了解了光的折射、反射和干涉现象,并通过实验数据和理论分析验证了相关定律的准确性。

光学实验不仅增加了我们对光学原理的理解,还培养了我们的实验操作能力和科学思维能力。

在今后的学习和研究中,我们将更加深入地探索光学领域,为科学的发展做出贡献。

研究大学物理中的光学实验方法

研究大学物理中的光学实验方法

研究大学物理中的光学实验方法在研究大学物理中,光学实验方法是非常重要的一部分。

通过实验,我们可以验证光学理论,探索光学现象,并获得实际的物理数据。

本文将介绍几种常见的光学实验方法,并详细阐述它们的原理和应用。

一、光的直线传播实验方法光的直线传播实验是光学实验中最基础的方法之一,通过这个实验可以验证光的直线传播规律并测量光速。

实验装置包括光源、准直器、狭缝、凸透镜、暗室和光电探测器等。

实验过程中,将光线沿一条直线传播,并利用光电探测器测量光的到达时间,从而计算光速。

二、干涉实验方法干涉实验是研究光的干涉现象和波动性的重要方法。

常见的干涉实验有杨氏双缝干涉实验和牛顿环干涉实验。

杨氏双缝干涉实验利用两个狭缝产生的光的干涉现象来研究光的波动性质,可以观察到明暗交替的干涉条纹。

牛顿环干涉实验是通过凸透镜与平面玻璃板组成的实验装置,在观察牛顿环的分布情况可以得到透镜的曲率半径等参数。

三、衍射实验方法衍射实验是研究光的衍射现象和波动性的重要实验方法。

杨氏单缝衍射实验是观察光的衍射现象的常见方法,通过单个狭缝产生的衍射光可以在屏幕上得到一系列明暗相间的暗纹和亮纹,从中可以得到光的波长等信息。

同时,还有菲涅尔衍射和菲涅尔透镜实验等,可以用于研究不同的衍射现象和衍射物体的特性。

四、偏振实验方法偏振实验是研究光的偏振现象和光学器件的重要方法。

通过偏振片和偏振器的组合,可以观察和分析偏振光的性质。

马吕斯定律实验是常见的偏振实验方法之一,通过将偏振片与旋转起偏器组合,可以观察到光的偏振方向随角度改变的规律。

五、光谱实验方法光谱实验是研究光的频谱特性和物质光学性质的重要方法。

常见的光谱实验方法有光栅光谱仪和普通分光仪。

光栅光谱仪利用光栅的频谱分解能力,可以将复杂的光信号进行解析,并获得每个波长的强度信息。

普通分光仪则是通过棱镜的色散特性,将光分成不同波长的光谱,可以用于研究物体的光学特性。

总结:光学实验方法是研究大学物理中不可或缺的一部分,通过光的直线传播、干涉、衍射、偏振和光谱实验等方法,可以研究光的性质和物质的光学特性。

物理光学实验操作

物理光学实验操作

物理光学实验操作物理光学实验操作教案一、实验目的二、实验器材三、实验原理四、实验步骤1. 实验准备- 对实验器材进行检查,确保其完好无损。

- 清洁实验台面,确保实验环境整洁。

- 检查实验光源的亮度和位置是否适合实验要求。

2. 实验步骤一:光的折射实验- 将一块玻璃板放置在实验台上,调整其角度使得玻璃板的一侧完全贴着实验台面。

-将一束光线通过玻璃板射入,观察光线在玻璃板中的路径变化。

- 调整入射角度,再次观察光线的变化。

- 记录光线的路径变化,并分析其折射规律。

3. 实验步骤二:光的干涉实验- 将一个狭缝装置放置在实验台上。

-调整光源和狭缝的位置,使得光线通过狭缝后呈现出干涉现象。

- 调整狭缝的宽度和光源的亮度,观察干涉现象的变化。

- 记录观察到的干涉现象,并解释其原理。

4. 实验步骤三:光的衍射实验- 将一个小孔装置放置在实验台上。

-调整光源和小孔的位置,使得光线通过小孔后呈现出衍射现象。

- 调整小孔的大小和光源的亮度,观察衍射现象的变化。

- 记录观察到的衍射现象,并解释其原理。

五、实验结果和分析光的折射实验中,实验者应该能够观察到光线在不同角度入射时的路径变化,并能够解释折射的基本规律。

光的干涉实验中,实验者应该能够观察到干涉现象,并且能够解释干涉的原理。

光的衍射实验中,实验者应该能够观察到衍射现象,并且能够解释衍射的原理。

六、实验总结根据本次实验的结果和分析,总结光的折射、干涉和衍射的基本原理和规律。

同时,提出自己对实验过程和结果的思考和展望。

七、实验注意事项- 实验过程中要保持实验台面整洁,避免杂物干扰实验。

- 实验者在操作过程中需注意安全,避免观察强光直视造成眼睛伤害。

- 确保实验光源的亮度和位置适合实验要求,方便实验者进行观察和记录。

以上就是物理光学实验操作的教案,通过该实验,可以让学生了解光的折射、干涉和衍射的基本原理和规律,并加深对光学知识的理解和掌握。

实验过程中,学生需要动手操作和观察,培养实践能力和科学思维,提高对实验结果的分析和总结能力。

物理光学实验

物理光学实验

物理光学实验物理光学实验是物理学和光学学科中的重要实验之一。

通过实验,我们可以深入了解光的性质和现象,并验证光的理论模型和规律。

下面将介绍几个常见的物理光学实验。

1. 干涉实验干涉实验是物理光学中最基础也是最经典的实验之一。

它通过将光束分成两束,再让它们发生干涉,从而观察干涉条纹的现象。

著名的杨氏双缝干涉实验就是干涉实验的典型例子。

这个实验展示了光的波动性质,以及波长和光程差对干涉条纹位置和强度的影响。

2. 衍射实验衍射实验是另一个重要的物理光学实验,可以用来探索光的波动性和衍射现象。

光通过一个狭缝或物体边缘时,会发生弯曲和分散,产生特定的衍射图案。

著名的菲涅耳衍射和菲涅耳直线光栅实验就是衍射实验的经典案例。

通过观察和测量衍射图案,可以研究光的传播规律和波动性质。

3. 偏振实验偏振实验是用来研究光的偏振性质的实验。

光经过偏振器后,只能沿着特定方向振动。

根据偏振光的传播方向和偏振器的角度,可以调节光的强度和偏振状态。

偏振实验可以用来研究偏振光的性质,如马吕斯定律和布菲尔定律。

它在光学通信、光学仪器等领域有重要应用。

4. 折射实验折射实验是用来研究光在不同介质中传播和折射现象的实验。

斯涅耳定律和折射率的测量就是折射实验的经典案例。

实验中,光经过界面时会发生折射,传播方向发生改变。

通过改变入射角度和介质折射率,可以观察和测量折射现象,并验证光的折射理论。

5. 散射实验散射实验用于研究光在物体表面或粒子中发生散射的现象。

散射实验可以用来研究散射的颜色、强度和角度分布等特性。

著名的雷利散射和光散射光谱实验就是散射实验的典型案例。

散射实验在大气物理学、颗粒物理学和光学成像等领域有广泛应用。

通过以上几个物理光学实验,我们可以深入了解光的性质和现象,探索光的规律和理论模型。

实验的结果和数据可以与理论预测进行比较,从而验证光学理论的准确性和可靠性。

物理光学实验不仅是物理学和光学学科的基础,也为科学研究和技术应用提供了重要支撑。

光学实验大物实验报告

光学实验大物实验报告

一、实验目的1. 理解光学基本原理,掌握光学实验方法;2. 学习使用光学仪器,进行光学实验;3. 掌握数据处理和误差分析的方法;4. 培养团队合作精神,提高实验操作技能。

二、实验内容1. 材料的光反射比、透射比测量;2. 采光系数测量;3. 室内照明实测;4. 用平行光管测量透镜焦距;5. 傅立叶光学实验;6. 辉光球实验;7. 光电效应与普朗克常数的测定。

三、实验原理1. 材料的光反射比、透射比测量:根据反射定律和透射定律,测量样品表面的反射率和透射率。

2. 采光系数测量:通过测量室内自然光和人工照明的照度,计算采光系数。

3. 室内照明实测:测量室内不同位置的照度,分析室内照明效果。

4. 用平行光管测量透镜焦距:利用平行光管产生平行光,通过调整透镜与平行光管之间的距离,使透镜成像于无穷远,从而测量透镜焦距。

5. 傅立叶光学实验:利用傅立叶光学原理,研究光学系统的成像特性,验证阿贝成像理论。

6. 辉光球实验:通过观察辉光球在高压高频电场中的放电现象,了解气体分子的激发、碰撞、电离、复合的物理过程。

7. 光电效应与普朗克常数的测定:通过测量光电效应的伏安特性曲线,验证爱因斯坦光电效应方程,并测定普朗克常数。

四、实验仪器与设备1. 材料的光反射比、透射比测量:反射率仪、透射率仪、样品等;2. 采光系数测量:照度计、球面反射镜等;3. 室内照明实测:照度计、标尺等;4. 用平行光管测量透镜焦距:平行光管、读数显微镜、光具座、待测透镜等;5. 傅立叶光学实验:傅立叶光学实验装置、光源等;6. 辉光球实验:辉光球、高压电源等;7. 光电效应与普朗克常数的测定:光电管、直流电源、示波器等。

五、实验步骤1. 材料的光反射比、透射比测量:将样品放置在反射率仪和透射率仪上,分别测量其反射率和透射率。

2. 采光系数测量:在室内不同位置放置球面反射镜,分别测量自然光和人工照明的照度,计算采光系数。

3. 室内照明实测:在室内不同位置放置照度计,测量照度,分析室内照明效果。

大学物理光学实验

大学物理光学实验

大学物理光学实验平行光管的调整及使用1.测量凸透镜及透镜组的焦距1)平行光管调整后,拿下平面镜,将被测凸透镜置于平行光管的前方,在透镜的前方放上测微目镜,调节平行光管、被测凸透镜和测微目镜,使它们大致在同一光轴上,尽量让测微目镜拉近到实验人员方便观察的位置。

2)将平行光管的十字分划板换成玻罗板,并拿下高斯目镜上的灯泡,放在直筒形光源罩上,然后装在平行光管上。

3)转动测微目镜的调节螺丝,直到从测微目镜里面能看到清晰的叉丝、标尺为止。

4)前后移动凸透镜,使被测凸透镜在平行光管中的玻罗板成像于测微目镜的标尺和叉丝上,表明凸透镜的焦平面与测微目镜的焦平面重合。

5)用测微目镜测出玻罗板像中10毫米两刻线间距的测量值y,读出平行光管的焦距实测值'f和玻罗板两刻线的实测值'y(出厂时仪器说明书中给定),重复五次,将各数据填入自拟表中。

2.用平行光管测凸透镜的鉴别率(1)取下玻罗板,换上3号鉴别板,装上光源。

(2)将测微目镜、被测透镜、平行光管依次放在光具座上。

(3)移动被测透镜的位置,使被测透镜在平行光管的3号鉴别率板成像于测微目镜的焦平面上。

用眼睛认真地从1号单元鉴别率板上开始朝下看,分辨出是哪一个号数单元的并排线条,记下号码。

(4)在表4-4-1中查出条纹宽度a值及鉴别率角值,也可将a、'f(平行光管焦距,出厂的实测值)代入(4-4-3)式,求出鉴别率角值 。

光的干涉实验若将同一点光源发出的光分成两束,在空间各经不同路径后再会合在一起,当光程差小于光源的相干长度时,一般都会产生干涉现象。

干涉现象是光的波动说的有力证据之一。

“牛顿环”是一种分振幅法等厚干涉现象,1675年,牛顿首先观察到这种干涉,但由于牛顿信奉光的微粒说而未能对其作出正确的解释。

干涉现象在科学研究和工业技术上有着广泛的应用,如测量光波波长,精确测量微小长度、厚度和角度,检验试件表面的光洁度,研究机械零件内应力的分布以及在半导体技术中测量硅片上氧化层的厚度等。

大学物理光学实验

大学物理光学实验

实验一 薄透镜焦距的测定实验目的1.学会调节光学系统使之共轴。

2.掌握测量薄会聚透镜和发散透镜焦距的方法。

3.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。

实验仪器1-CXJ 型光具座,底座及支架,薄凸透镜,薄凹透镜,平面镜,物屏(可调狭逢组、有透光箭头的铁皮屏或一字针组),像屏(白色,有散射光的作用)。

重点难点:1、按实验操作规程规范操作。

2、动手操作能力培养。

德育渗透:1、培养学生爱护仪器,保护国家财产的意识。

2、培养学生互相帮助,团结协作的精神 教学方法1、讲授法。

2、演示法。

3、学生分组实验法 布置作业:1、数据处理。

2、误差分析3、独立完成实验报告。

4、预习下一个实验 实验原理 1.共轭法测量凸透镜焦距 利用凸透镜物、像共轭对称成像的性质测量凸透镜焦距的方法,叫共轭法。

所谓“物象共轭对称”是指物与像的位置可以互移,如图5-1—1(a )所示。

其中(a )图中处于物点0s 的物体Q 经凸透镜L 在像点p 处成像P ,这时物距为u ,像距为v 。

若把物点0s 移到图5-1—1(a )中p 的点,那么该物体经同一凸透镜L 成像于原来的物点,即像点p 将移到图5-1—1(a )中的0s 点。

于是,图5-1—1(b )中的物距'u 和像距'v 分别是图5-1—1(a )中的像距v)(——图a115)(1b -1—图5和物距u ,即物距v u =',像距u v ='。

这就是“物像共轭对称”。

设D v u v u =+=+''(物屏Q 和像屏P 之间的距离为D )。

根据上面的共扼法,如果物与像的位置不调换,那么,物放在0S 处,凸透镜L 放在1X 处,所成一倒立放大实像在p 处;将物不动,凸透镜放在2X 处,所成倒立缩小的实像也在p 处,如图5-1-2所示。

由图可知,d u u =-'或d u v =-。

于是可得方程组解方程组得,2d D v += 2d D u -= Dd D f 4'22-= (5—1—1)该式是共轭法测量凸透镜焦距的公式。

物理光学实验

物理光学实验

物理光学实验在学习物理光学的过程中,实验是非常重要的。

只有通过实验,我们才能真正地理解光学原理,并将它们应用到实际的问题中。

本文将介绍一些常见的物理光学实验,从基础的干涉与衍射,到更复杂的激光和光纤通信等。

一、双缝干涉实验双缝干涉实验是一种基础的物理光学实验,它可以直观地展示出波动性。

这个实验的原理是通过一个光源照射到两个缝隙之间的屏幕,产生出一个波前差,形成干涉图案。

这个实验可以用来研究光的波动性、波长、相位等方面的特性。

二、菲涅尔透镜衍射实验菲涅尔透镜衍射实验是一种比较复杂的实验,但它却可以用来研究光的动量、波长、相位和波的自旋等方面的特性。

这个实验的原理是通过一个透镜来聚焦光线,然后将光线投射到一个物体上,产生出一系列的衍射图案。

这些图案可以用来研究光的波长和相位等特性。

三、激光干涉实验激光干涉实验是一种比较高级的实验,它可以用来研究激光的特性。

这个实验的原理是将两束激光光束引入一个干涉仪中,然后调节干涉条纹的形状,来测试激光的相干性和相位差等参数。

四、光纤通信实验光纤通信实验是一种应用型的实验,它可以用来研究光纤通信系统的工作原理。

这个实验的原理是将一个激光光束通过光纤传输,在另一端接收信号,然后将信号再次转换成电信号。

这个实验可以用来研究光纤通信系统的性能、传输距离、传输速度等参数。

五、晶体光学实验晶体光学实验是一种比较复杂的实验,它可以用来研究光的偏振和光学各向同性的特性。

这个实验的原理是将一个光线通过晶体,然后测量光线的偏振角度、透过率等参数,以研究晶体的光学性质。

在学习物理光学实验的过程中,实践操作非常重要。

只有通过实验,我们才能真正地感受到光学原理的本质。

通过这些实验,我们可以更加深入地理解光学的各个方面,同时也能提高我们的实验能力和科学素养。

希望大家能够在学习物理光学的过程中,积极参加实验,并且善于发挥自己的想象力和创造力。

大学物理中的光学实验方法与技巧

大学物理中的光学实验方法与技巧

大学物理中的光学实验方法与技巧在大学物理学习的过程中,光学实验是不可或缺的一部分。

通过进行光学实验,我们可以更加直观地理解光的性质和行为。

本文将介绍一些常见的光学实验方法与技巧,帮助读者更好地进行实验操作。

一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是光学实验中经典的干涉实验之一。

它通过在一块屏幕上开设两个小孔,使光通过这两个小孔后发生干涉,形成干涉条纹。

这个实验可以很好地说明光的波动性质以及干涉现象。

实验步骤:1. 准备杨氏双缝实验装置,包括光源,双缝装置和观察屏幕。

2. 将光源放置在适当的位置,保证光线要均匀照射到双缝上。

3. 调整双缝的间距和宽度,使光通过双缝后形成清晰的干涉条纹。

4. 观察屏幕上的干涉条纹,并进行记录和分析。

二、菲涅尔透镜实验菲涅尔透镜是一种特殊的透镜,它的设计使得在光通过透镜时产生相移,从而形成干涉条纹。

通过菲涅尔透镜实验,我们可以深入理解透镜的干涉特性。

实验步骤:1. 准备菲涅尔透镜实验装置,包括光源,菲涅尔透镜和观察屏幕。

2. 将光源放置在适当的位置,并将菲涅尔透镜放置在光线路径上。

3. 调整光源的位置和角度,使光通过菲涅尔透镜后形成清晰的干涉条纹。

4. 观察屏幕上的干涉条纹,并进行记录和分析。

三、迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪是一种经典的干涉仪,通过将光分成两束,使其分别经过不同的光程后再重新合并。

通过调整其中一束光的光程差,我们可以观察到干涉条纹的变化,从而研究光的干涉效应。

实验步骤:1. 准备迈克尔逊干涉仪实验装置,包括光源,分束器,反射镜,平台和观察屏幕。

2. 将光源放置在适当的位置,使其发出平行光。

3. 将光通过分束器分成两束,分别经过不同的光程后再重新合并。

4. 调整其中一个反射镜的位置,改变光的光程差,观察干涉条纹的变化。

5. 观察屏幕上的干涉条纹,并进行记录和分析。

四、悬浮液体层析实验悬浮液体层析实验通过观察光在不同密度的液体中传播的变化,帮助我们研究光的折射和散射现象。

大学物理中的光与光学实验

大学物理中的光与光学实验

大学物理中的光与光学实验光学实验是大学物理课程中的重要一环,通过实验来研究光的性质和现象,加深对光学原理的理解。

本文将从几个实验角度来探讨大学物理中的光与光学实验。

一、双缝干涉实验双缝干涉实验是光学实验中最经典的实验之一。

实验装置由一个狭缝和一个或多个狭缝组成,通过光源照射到狭缝上,形成光的干涉现象。

在实验中,我们可以通过调整狭缝的宽度和间距,观察到干涉条纹的变化。

该实验可以帮助我们理解光的波动性质以及干涉现象。

当光通过狭缝时,会发生衍射现象,光波会弯曲向前传播,形成干涉条纹。

通过观察干涉条纹的变化,我们可以计算出光的波长和光的相对强度,进而深入研究光的特性。

二、照明系统中的光传播实验照明系统中的光传播实验是研究光的传播和折射的实验。

在实验中,我们可以使用凸透镜、凹透镜等光学元件来研究光的折射现象。

通过调整透镜的焦距和位置,观察入射光和折射光的方向和路径变化。

通过照明系统中的光传播实验,我们可以了解光的折射定律和透镜的成像原理。

当光经过折射介质时,会改变光的传播方向和速度,形成折射现象。

通过测量折射角和入射角的关系,我们可以验证折射定律,并进一步研究光在透镜中的成像原理。

三、光的散射实验光的散射实验用于研究光的散射现象和散射规律。

在实验中,我们可以使用激光、喷雾器等装置来模拟散射现象,观察散射光的方向和强度变化。

通过光的散射实验,我们可以了解光的散射机制和散射现象对光传播的影响。

散射现象是光与物质相互作用的结果,当光经过物质时,会散射到不同的方向上。

通过测量散射光的强度和方向变化,我们可以了解物质的光学性质,如颗粒大小、浓度等。

四、干涉仪中的光程差实验干涉仪中的光程差实验是用于研究光程差概念和干涉条纹的形成原理。

在实验中,我们可以使用迈克尔逊干涉仪或杨氏双缝干涉仪等设备,通过调整光程差,观察干涉条纹的变化。

通过干涉仪中的光程差实验,我们可以深入理解光的干涉现象和干涉条纹的成因。

光程差是指两条光线在到达某一点之前所走过的光程之差。

光学系列实验报告(3篇)

光学系列实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法;2. 掌握光学仪器的基本操作和调整技巧;3. 通过实验验证光学理论,加深对光学知识的理解;4. 培养团队合作精神和实验技能。

二、实验内容及步骤1. 实验一:光的反射和折射(1)实验目的:验证光的反射和折射定律,了解光在介质中的传播规律。

(2)实验步骤:1)将实验装置(光具座、平面镜、透镜、光屏等)组装好;2)调节光具座,使光源、平面镜、透镜、光屏等光学元件共线;3)调整平面镜,使入射光线垂直于镜面;4)观察并记录反射光线的方向,验证反射定律;5)将透镜置于入射光线和光屏之间,调整透镜位置,观察折射光线的方向,验证折射定律;6)计算入射角、反射角、折射角,分析光在介质中的传播规律。

(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,且反射角等于入射角,验证了反射定律;2)实验结果显示,折射光线与入射光线、法线在同一平面内,且折射角与入射角之间存在正弦关系,验证了折射定律;3)通过实验结果,加深了对光在介质中传播规律的理解。

2. 实验二:薄膜干涉(1)实验目的:观察薄膜干涉现象,了解干涉原理和薄膜厚度与干涉条纹的关系。

(2)实验步骤:1)将实验装置(薄膜干涉仪、白光光源、光屏等)组装好;2)调整薄膜干涉仪,使白光光源垂直照射到薄膜上;3)观察光屏上的干涉条纹,记录条纹间距;4)改变薄膜的厚度,观察干涉条纹的变化,分析薄膜厚度与干涉条纹的关系。

(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,光屏上出现明暗相间的干涉条纹,验证了干涉现象;2)通过改变薄膜的厚度,发现干涉条纹间距与薄膜厚度呈线性关系,符合干涉原理;3)通过实验结果,加深了对干涉原理和薄膜干涉现象的理解。

3. 实验三:衍射和光的衍射极限(1)实验目的:观察光的衍射现象,了解衍射原理和衍射极限。

(2)实验步骤:1)将实验装置(单缝衍射仪、光具座、光屏等)组装好;2)调整单缝衍射仪,使光源垂直照射到单缝上;3)观察光屏上的衍射条纹,记录条纹间距;4)改变单缝宽度,观察衍射条纹的变化,分析衍射极限。

物理光学实验报告

物理光学实验报告

物理光学实验报告本次实验是一次基于物理光学原理的实验,旨在通过对光的传播、折射、反射和干涉现象进行观测和分析,加深对物理光学知识的理解和掌握,并锻炼实验能力。

实验器材主要包括激光器、透镜、棱镜、反射镜、光电探测器等。

首先我们研究光的传播现象。

将激光打到铝箔上,发现光线可以沿着直线传播,不会弯曲。

接着,我们将激光通过透镜、棱镜和反射镜进行折射和反射,观察到光可以被折射和反射,且角度符合折射定律和反射定律。

特别地,当入射角等于反射角时,反向的入射光线与反射光线互相平行,形成镜面反射。

接下来,我们研究干涉现象。

我们将激光通过狭缝,得到一束近似于单色的光。

我们用光栅将光分成不同的方向,观察到彩虹色的光谱,即不同波长的光在光栅作用下偏转的角度不同。

然后将两束光线从不同方向照射到同一点上,观察到干涉条纹的产生。

根据双缝干涉和杨氏双缝干涉,我们可以计算出用光栅分离出来的光的波长,实验结果与理论值较为接近。

最后,我们研究光的色散现象。

将激光通过三棱镜,观察到光线按照波长分散成不同颜色,并且不同颜色的光线作不同程度的偏转。

在经过研究,我们可以计算出不同波长的光线的折射率,并发现折射率随波长的变化而变化,这也就形成了折射率随着光波长不同而发生变化的色散现象。

实验进行非常顺利,我们通过观测和计算,深化了我们对物理光学的理解和认识,同时也提高了我们的实验能力。

物理光学是一个非常重要的研究领域,涵盖了光的本质、光的传播特性、光的干涉和衍射等方面,对于科学研究和技术应用都有着重要的意义。

希望大家都能够对物理光学有更深入的了解和研究。

大学物理课堂:光学原理与应用的实验探究

大学物理课堂:光学原理与应用的实验探究

大学物理课堂:光学原理与应用的实验探究引言大学物理课程是培养学生科学素养和科学思维能力的重要环节之一。

在物理学的学习中,光学是一门重要而有趣的学科。

通过光学实验,学生可以直观地感受到光的特性和光学原理的应用。

本文将介绍一些常见的光学实验,以探究光学原理与应用,丰富大学物理课堂的教学内容。

1. 玻璃棱镜的折射实验在大学物理课堂上,折射实验是一个非常基础但重要的实验项目。

学生可以通过这个实验了解光在不同介质中的折射规律以及棱镜对光的分散作用。

1.1 实验装置和步骤实验所需装置包括一个平板玻璃棱镜、一束光源和一个光屏。

首先,将光源放置在一定距离外,使得光束照射到玻璃棱镜的边缘上。

然后,在光源的对面放置光屏,以接收经过棱镜折射后的光束。

在实验过程中,可以调整光源的位置和入射角度,观察光束在折射和分散后的行为。

1.2 实验现象和原理当光线从空气中以一定的入射角度射入玻璃棱镜时,会发生折射现象。

折射的角度与入射角度、光的波长和介质的折射率有关。

实验中可以观察到光线从空气折射进入玻璃后发生偏折的现象,同时不同波长的光经过玻璃棱镜后会发生分散,形成七彩光谱。

1.3 实验探究在这个实验中,学生可以调整光源的位置和入射角度,观察光束在棱镜中的折射和分散现象。

通过实验数据的收集和分析,可以让学生了解到不同入射角度和波长对折射和分散的影响。

2. 干涉与衍射实验干涉和衍射是光学中的两个重要概念,深入理解这两个概念对于学生来说非常重要。

通过干涉和衍射实验,学生可以直观地感受到光的波动性和光学现象的精妙之处。

2.1 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是一个经典的实验项目,通过它可以观察到光的干涉现象。

该实验主要包括透射双缝装置、光源、干涉屏和观察屏。

通过调节双缝间距和光源的位置,可以观察到干涉条纹的出现。

2.2 多缝衍射实验多缝衍射实验是另一个有趣的实验项目,通过这个实验可以观察到光在通过多个缝隙后形成的衍射图样。

实验通常使用一个多缝板、光源和观察屏。

物理光学实验报告

物理光学实验报告

物理光学实验报告物理光学实验报告引言:光学是研究光的传播、干涉、衍射、偏振、吸收等现象的科学,是物理学的一个重要分支。

物理光学实验是通过实际操作来观察和验证光学理论的实验,旨在加深对光学原理的理解和应用。

本篇报告将对一系列物理光学实验进行描述和分析。

实验一:光的干涉实验光的干涉是指两束或多束光波相遇时产生的干涉现象。

在实验中,我们使用一束激光作为光源,通过调整干涉装置的角度和位置,观察干涉条纹的变化。

实验结果表明,当两束光波相位差为整数倍的情况下,会出现明纹;而当相位差为半整数倍时,会出现暗纹。

这一实验结果符合光的波动性质,验证了光的干涉现象。

实验二:杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是经典的光学实验,通过使用一个光源、一个屏幕和两个狭缝,观察干涉条纹的形成。

实验结果显示,在一定条件下,两个狭缝上的光波将发生干涉,形成一系列明暗相间的条纹。

通过测量条纹的间距和角度,可以计算出光波的波长和相干长度。

这一实验为光的波动性提供了直接的证据,并为后续的光学研究奠定了基础。

实验三:光的衍射实验光的衍射是指光波通过一个小孔或绕过障碍物时发生的偏折现象。

在实验中,我们使用一束单色光通过一个狭缝,观察衍射现象。

实验结果显示,当狭缝的宽度适当时,光波将在狭缝后形成一系列明暗相间的衍射条纹。

通过测量条纹的宽度和角度,可以计算出光波的波长和狭缝的尺寸。

这一实验进一步验证了光的波动性,并对光学仪器的设计和应用提供了指导。

实验四:偏振光实验偏振光是指在特定方向上振动的光波,它具有特殊的振动性质和传播规律。

在实验中,我们使用偏振片和光源,观察光的偏振现象。

实验结果显示,偏振片可以选择性地透过或吸收特定方向上的光波,使光线变得偏振。

通过旋转偏振片的角度,可以改变光的偏振方向和强度。

这一实验为光的偏振现象提供了直观的观察和理解,为光学仪器的应用提供了基础。

实验五:光的吸收实验光的吸收是指光波在物质中被吸收并转化为其他形式的能量。

物理光学实验介绍

物理光学实验介绍

物理光学实验介绍物理光学是研究光的本性、光的传播以及光与物质相互作用等现象的学科。

通过物理光学实验,我们能够更直观地理解和验证光学理论,探索光的神秘世界。

接下来,让我们一起走进几个常见且重要的物理光学实验。

一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是证明光的波动性的经典实验之一。

实验装置相对简单,在一个遮光的箱子中,有一个光源照射一块开有两条狭缝的挡板,后面再放置一个观察屏。

当光通过双缝后,在观察屏上会出现一系列明暗相间的条纹,这就是干涉条纹。

干涉条纹的间距和光的波长、双缝间距以及双缝到观察屏的距离有关。

通过这个实验,我们可以清晰地看到光的波动性表现。

光并不是简单地沿直线传播,而是像水波一样,会发生干涉现象。

这一实验结果对于理解光的本质和波动特性具有重要意义。

二、菲涅尔衍射实验菲涅尔衍射实验是研究光在障碍物边缘发生衍射的现象。

在实验中,我们使用一个光源照射一个带有小孔或障碍物的挡板,然后在远处观察屏上观察光的分布。

当光遇到小孔或障碍物时,会在其边缘发生弯曲和扩散,形成明暗相间的衍射条纹。

衍射条纹的形状和强度与小孔或障碍物的尺寸、形状以及光的波长有关。

菲涅尔衍射实验让我们明白,光在传播过程中并不是完全遵循直线传播的规律,当遇到障碍物时会发生衍射,展现出光的波动性。

三、迈克耳孙干涉仪实验迈克耳孙干涉仪是一种用于精确测量光的波长和研究光的干涉现象的重要仪器。

它由两个相互垂直的臂组成,每个臂上都有反射镜和分光镜。

光源发出的光经过分光镜分成两束,分别在两个臂中传播,然后再反射回来重新汇合。

通过调节干涉仪的臂长差,可以在观察屏上看到不同形状和疏密程度的干涉条纹。

这个实验可以用于测量微小的长度变化、折射率等物理量,具有很高的精度和应用价值。

四、光栅衍射实验光栅是一种具有周期性结构的光学元件,由大量等间距、等宽度的狭缝组成。

在光栅衍射实验中,光源发出的光照射在光栅上,会在观察屏上出现一系列明亮的主极大条纹和较弱的次极大条纹。

物理中的光学实验

物理中的光学实验

物理中的光学实验主题:物理中的光学实验引言:光学实验是学习和理解光学原理的重要方法之一。

通过光学实验,学生可以直观地观察到光的特性和现象,加深对光学知识的理解。

本教案将介绍几个常见的光学实验,帮助学生掌握光的基本特性和光学原理。

一、干涉实验干涉是光的波动性的一种重要表现形式。

学生可以通过干涉实验观察到干涉现象,加深对干涉的理解。

1. 实验目的:通过观察干涉现象,了解光的干涉性质。

2. 实验材料:激光器、玻璃片、干涉条纹板。

3. 实验步骤:a. 将激光器靠近玻璃片,使激光通过玻璃片产生折射。

b. 将干涉条纹板放在激光的路径上,观察条纹现象。

4. 实验结果:观察到干涉条纹,可以看到明暗相间的条纹。

5. 实验讨论:解释干涉条纹的产生原理,并描述干涉条纹的性质和特点。

二、衍射实验衍射是光的波动性的重要现象之一。

学生可以通过衍射实验观察到衍射现象,了解光的衍射规律。

1. 实验目的:通过观察衍射现象,了解光的衍射性质。

2. 实验材料:激光器、狭缝、光屏。

3. 实验步骤:a. 将激光器靠近狭缝,使激光通过狭缝形成光源。

b. 将光屏放在狭缝后方,观察衍射现象。

4. 实验结果:观察到在光屏上出现明暗相间的衍射条纹。

5. 实验讨论:解释衍射现象的产生原理,并描述衍射条纹的性质和特点。

三、折射实验折射是光线从一种介质传播到另一种介质时的现象。

通过折射实验,学生可以观察到光线在不同介质中的传播规律。

1. 实验目的:通过观察折射现象,了解光在不同介质中的传播规律。

2. 实验材料:激光器、玻璃棱镜。

3. 实验步骤:a. 将激光器照射到玻璃棱镜的入射面上。

b. 观察激光经过玻璃棱镜后的折射现象。

4. 实验结果:观察到激光在入射面和出射面之间改变传播方向的现象。

5. 实验讨论:解释折射现象的原理,并描述折射现象的规律和特点。

四、光的偏振实验偏振是光波的一个重要特性。

通过光的偏振实验,学生可以观察到偏振光的特点和现象。

1. 实验目的:通过观察偏振现象,了解光的偏振特性。

研究大学物理中的光学实验技巧

研究大学物理中的光学实验技巧

研究大学物理中的光学实验技巧光学实验在大学物理研究中占据着重要的地位,通过实验可以观察、测量和验证光学理论的各个方面。

正确掌握光学实验技巧对于学生的学习和科研工作来说至关重要。

本文将介绍一些研究大学物理中的光学实验技巧,以帮助读者更好地进行实验研究。

一、光学实验设备的准备与操作在进行光学实验之前,首先要准备好所需的实验设备。

比如,在进行干涉实验时,需要使用干涉仪、光源、平台等设备;在进行光衍射实验时,需要使用衍射光栅、单色光源等设备。

正确选择和准备实验设备对于实验结果的准确性和可重复性非常重要。

在操作实验设备时,要注意实验环境的稳定性和光学元件的精细调节。

光学实验通常对环境的稳定性要求较高,比如要避免震动和温度变化对实验结果的干扰。

此外,要仔细调节光学元件的位置和角度,确保光线在实验中的正确传输和接收。

合理利用光学支架、卡尺等工具,可以更好地进行光学实验操作。

二、光学实验中的光学元件应用技巧光学实验中经常使用到各种光学元件,比如透镜、棱镜、衍射光栅等。

正确使用并掌握光学元件的特性和应用技巧对实验结果的准确性和可靠性至关重要。

1. 透镜的使用技巧透镜是光学实验中常用的光学元件之一。

在使用透镜时,需要注意以下几点技巧:(1)正确选择透镜的焦距和大小,以满足实验需要。

(2)注意透镜表面的清洁,避免污染和损伤对实验结果的影响。

(3)合理使用透镜支架和光源,使透镜与光线的相对位置稳定。

2. 棱镜的使用技巧棱镜在光学实验中常用于折射、反射和色散等现象的观察。

在使用棱镜时,要注意以下几点技巧:(1)选择合适的棱镜材料和形状,以满足实验需要。

(2)注意棱镜表面的平整度和光洁度,确保实验结果的准确性。

(3)掌握棱镜的入射角和折射角的关系,正确观察和测量光线的折射现象。

3. 衍射光栅的使用技巧衍射光栅在光学实验中常用于观察光的衍射现象和测量光波长。

在使用衍射光栅时,要注意以下几点技巧:(1)选择合适的衍射光栅,使其光栅常数与实验要求相匹配。

《物理实验:光学实验原理与操作方法》

《物理实验:光学实验原理与操作方法》

物理实验:光学实验原理与操作方法1. 引言光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播规律、光与物质之间的相互作用以及利用光进行测量和处理的技术。

在学习光学时,进行光学实验是加深理解和掌握知识的重要途径之一。

本文将介绍一些常见的光学实验,包括其原理和操作方法。

2. 凸透镜焦距测量法凸透镜焦距测量法是一种常用的测量凸透镜焦距的方法。

其原理基于薄透镜成像公式:1 f =1d o+1d i其中,f为透镜焦距,d o为物体距离透镜的距离,d i为像距。

实验步骤:1.在平直桌面上放置一个凸透镜。

2.调整凸透镜到合适的高度,并使其稳定固定。

3.在前方放置一个物体,并调整其与凸透镜之间的距离d o。

4.移动一个屏幕来观察在什么位置能够得到清晰的像。

5.测量并记录物体距离透镜的距离d o和像距d i。

6.根据公式计算凸透镜的焦距。

3. 杨氏实验杨氏实验是一种研究光的干涉现象的实验。

它通过使用一个狭缝和一个双缝装置来观察光的干涉条纹。

实验步骤:1.在对光源进行筛选和确保光线单色性质后,将其放置在合适位置上。

2.放置一个狭缝装置,调整其宽度和位置以使得发出经过狭缝射出的平行光束。

3.将双缝装置放置在适当位置上,并调整其间距和角度。

4.观察通过双缝装置漏掉后的光进入屏幕形成的干涉条纹。

5.测量并记录不同条件下干涉条纹的特征参数,如条纹间距等。

4. 全息术全息术是一种记录并再现三维图像的技术。

它利用了光波的干涉与衍射现象,并结合了光的振幅和相位信息。

实验步骤:1.准备一块感光介质(全息板)。

2.准备一个分束器,将激光束分为参考光束和物体光束。

3.调整物体光束的角度和位置,使其反射或穿过物体并投射到全息板上。

4.将参考光束与物体光束合成,并照射到全息板上形成干涉图样。

5.用适当的化学处理方法固定干涉图样。

6.利用适当的照明条件以及读出装置来观察并再现全息图像。

5. 分光计测量分光计是一种常用于测量光线波长、色散等参数的仪器。

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实验一 薄透镜焦距的测定实验目的1.学会调节光学系统使之共轴。

2.掌握测量薄会聚透镜和发散透镜焦距的方法。

3.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。

实验仪器1-CXJ 型光具座,底座及支架,薄凸透镜,薄凹透镜,平面镜,物屏(可调狭逢组、有透光箭头的铁皮屏或一字针组),像屏(白色,有散射光的作用)。

重点难点:1、按实验操作规程规范操作。

2、动手操作能力培养。

德育渗透:1、培养学生爱护仪器,保护国家财产的意识。

2、培养学生互相帮助,团结协作的精神 教学方法1、讲授法。

2、演示法。

3、学生分组实验法 布置作业:1、数据处理。

2、误差分析3、独立完成实验报告。

4、预习下一个实验 实验原理 1.共轭法测量凸透镜焦距 利用凸透镜物、像共轭对称成像的性质测量凸透镜焦距的方法,叫共轭法。

所谓“物象共轭对称”是指物与像的位置可以互移,如图5-1—1(a )所示。

其中(a )图中处于物点0s 的物体Q 经凸透镜L 在像点p 处成像P ,这时物距为u ,像距为v 。

若把物点0s 移到图5-1—1(a )中p 的点,那么该物体经同一凸透镜L 成像于原来的物点,即像点p 将移到图5-1—1(a )中的0s 点。

于是,图5-1—1(b )中的物距'u 和像距'v 分别是图5-1—1(a )中的像距v)(——图a115)(1b -1—图5和物距u ,即物距v u =',像距u v ='。

这就是“物像共轭对称”。

设D v u v u =+=+''(物屏Q 和像屏P 之间的距离为D )。

根据上面的共扼法,如果物与像的位置不调换,那么,物放在0S 处,凸透镜L 放在1X 处,所成一倒立放大实像在p 处;将物不动,凸透镜放在2X 处,所成倒立缩小的实像也在p 处,如图5-1-2所示。

由图可知,d u u =-'或d u v =-。

于是可得方程组解方程组得,2d D v += 2d D u -= Dd D f 4'22-= (5—1—1)该式是共轭法测量凸透镜焦距的公式。

由于'f 是通过移动透镜两次成像而求得的,所以,这种方法又称二次成像法。

另外,从方程组中消去u ,得f v v D 111=+-, 02=+-Df Dv v ,2'42D f D D v -±=。

当v 有实根必须有'4;042f D fD D ≥≥- (5—1—2)即物屏与像屏之间的距离大于或最少等于四倍的焦距,物才能通过凸透镜二次成像。

2.自准直法测量凸透镜焦距如图5-1—3所示,当以狭缝光源P 作为物放在透镜L 的第一焦平面上时,由P 发出的光经透镜L 后将形成平行光。

如果在透镜后面放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜M ,则平行光经M 反射,将沿着原来的路线反方向进行,并成像在狭缝平面上。

狭缝P 与透镜L 之间的距离,就是透镜的第二焦距'f 。

这个方法是利用调节实验装置本身,使之产生平行光以达到调焦的目的,所以称自准直法。

3.用物距与像距法测量凹透镜焦距 由于对实物,凹透镜成虚像,所以直接测量凹透镜的物距、像距,难以两全。

21——图5M'111,,fv u u v d v u D =+-=+=我们只能借助与凸透镜成一个倒立的实像作为凹透镜的虚物,虚物的位置可以测出。

凹透镜能对虚物成实像,实像的位置可以测出。

于是,就可以用高斯公式求出凹透镜的焦距f ,如图5—1—4所示。

实验内容1.共轭法测量凸透镜焦距(1)粗调,将光具座上的光具靠拢,调节高低左右;光心中心大致在同一高度和一直线上。

(2)细节,用共轭原理进行调整,使物屏与像屏之间的距离f D 4≥,将凸透镜从物屏向像屏缓慢移动,若所成的大像与小像的中心重合,则等高共轴已调节好,若大像中心在小像中心的下方,说明凸透镜位置偏低,应将位置调高;反之,则将透镜调低;左右亦然。

详见光学实验基础知识。

(3)读出物屏所在位置0s ,像屏所在位置p ,填入自拟的表格中,求出0s p D -=。

1X ,继续移动凸透镜,使像屏上呈现清晰的缩小的倒立实像,记下此时的位置2X ,求出12X X d -=。

5—1—1)式计算出每组的'f 值,求出'f 的平均值。

2.自准直法测量凸透镜焦距(1)按图5—1—3所示,在光具座上放置狭缝光源P 、平面镜M ,并使它们之间的距离比所测凸透镜的焦距大。

在物屏P 和平面镜M 之间放上被测量的凸透镜L 。

(2)适当调节光路,使物屏P 发出的光通过透镜L 后,由平面镜M 再反射回去,并再次通过透镜射向物屏P 。

(3)在光具座上,前后移动凸透镜,使物屏上产生倒立、等大、清晰的实像,当共轴很好时,物与像完全重合,用纸片遮住平面镜,清晰的像应该消失。

记下凸透镜在导轨上的位置l 。

重复步骤(3)五次,记录物P 及透镜L 所在的位置,计算出'f 的平均值。

3.用物距与像距法测量凹透镜焦距(1)按图5—1-4固定物屏的位置于0S 处,并在其后的导轨上放置一凸透镜1L ,使像屏上成一倒立缩小的实像。

记下像屏P 位置1p 。

(0s 通过凸透镜也可成一个倒立放大的实像,但所成的缩小实像亮度、清晰度高,易准确定位;另外,由于光具座尺寸的限制,所以,实验中只能成缩小的实像。

)(2)移动像屏的位置,重复(1)步骤五次,将测量6次所得的1p 位置填入自拟的表格中。

(3)在凸透镜1L 与像屏P 之间放上凹透镜2L ,2L 的位置应靠近1p 一些,此时P 上倒立缩小的实像可能模糊不清,可将像屏向后移动,直至在2p 处又出现清晰的像。

重复找出2p 、2L 的位置六次,填入自拟的表中。

(4)利用高斯公式计算出凹透镜的焦距。

(高斯公式具体用到这里u 、f 均为负值,若u 大,v 也大;f v =,∞=v ) 思考题1.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?2.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?3.为什么实物经会聚透镜两次成像时,必须使物体与像屏之间的距离D 大于透镜焦距的4倍?实验中如果D 选择不当,对f '的测量有何影响? 4.在薄透镜成像的高斯公式中,f v u 、、在具体应用时其正、负号如何规定? 补充材料1.有关“薄透镜”的部分术语(1)薄透镜:若透镜的厚度与其球面的曲率半径相比,小得可以忽略不计,则称为薄透镜。

(2)主光轴:连接透镜两球面曲率中心的直线,称为透镜的主光轴。

(3)光心:透镜主截面上的中心点,通过该点的光线,不改变原来的方向,称这点为光心。

(4)副光轴:通过光心的任一直线称为薄透镜的副光轴。

(5)主截面:能过光心而垂直于主光轴的平面称为透镜的主截面。

(6)物空间:规定入射光束在其中进行的空间称为物空间。

(7)像空间:折射光束在其中进行的空间称为像空间。

(8)像焦点'F (第二焦点):平行于光轴的光束,经透透折射后,会聚于主光轴上的一点称像点。

(9)像焦距'f (第二焦距):从透镜的光心到像焦点'F 的距离称为薄透镜的焦距'f 。

(10)物焦点(第一焦点):主光轴上发光点发出的光经薄透镜折射后成为一束平行光,此点称物焦点F 。

(11)物焦距f (第一焦点):从透镜光心o 到F 的距离称为薄透镜的物距。

(12)副焦点:平行于任一副光轴的平行光,通过透镜后会聚于这副光轴上的一点,这一点称为副焦点。

(13)焦平面:焦平面就是由许许多多副焦点的集合构成的平面;或定义为:过焦点而垂直于主光轴的平面,也称焦平面。

(14)实像:自物点发出的光线经透镜折射后,实际汇聚于一点的像。

(15)虚像:自物点发出的光线经透镜折射后,光线发散,而其光线的反向延长线汇聚一点的像。

(16)实物:发散的入射光束的顶点,称实物。

1. 你认为三种测量凸透镜焦距的方法,哪种最好?为什么?答:共轭法最好,因为这个方法把焦距的测量归结为对可以精确测定的量L 和e 的测量,避免了在测量u 和v 时,由于估计透镜光心位置不准确所带来的误差。

2. 由Le Lf 422-=推导出共轭法测f 的标准相对合成不确定度传递公式。

根据实际结果,试说明u B (L)、u B (e)、u A (e)哪个量对最后结果影响最大?为什么?由此你可否得到一些对实验具有指导性意义的结论? 答:u A (L)对最后结果影响最大,因为L 为单次测量量。

对O 1、O 2的测量时,要采用左右逼近法读数。

3. 测量凹透镜焦距f 和实验室给出的f 0,比较后计算出的E 值(相对误差)一般比较大,试分析E 大的原因?答:E 较大的原因可能是因为放入凹透镜后所成像的清晰度很难确定,即像的聚焦情况不好,从而导致很难测出清晰成像的位置。

4. 在测量凸透镜的焦距时,可以利用测得的多组u 、v 值,然后以u+v 作纵轴,以u ·v 作横轴,画出实验曲线。

根据式(3-15-1)事先推断一下实验曲线将属于什么类型,怎样根据这条曲线求出透镜的焦距f?答:曲线是直线,可根据直线的斜率求出f ,f=1/k ,因为1/f=1/u+1/v ,即υu υu f +=,故可有f=1/k 。

5. 测量凸透镜的焦距时,可以测得多组u 、v 值,以v/u(即像的放大率)作纵轴,以v 作横轴,画出实验曲线。

试问这条实验曲线具有什么形状?怎样由这条曲线求出透镜的焦距f ?答:曲线是直线,在横轴上的截距就是f 。

实验二 分光计测透明介质的折射率实验目的1.了解分光仪的结构;掌握分光仪的调节和使用方法。

2.掌握测定棱镜顶角的方法。

3.学会用最小偏向角测定棱镜的折射率。

实验仪器01—FGY 型(或JJY 型)分光仪,三棱镜(等边),汞灯。

重点难点:1、按实验操作规程规范操作。

2、动手操作能力培养。

3、用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率 德育渗透:1、培养学生爱护仪器,保护国家财产的意识。

2、培养学生互相帮助,团结协作的精神 教学方法1、讲授法。

2、演示法。

3、学生分组实验法 布置作业:1、数据处理。

2、误差分析3、独立完成实验报告。

4、预习下一个实验实验原理1.测量三棱镜的顶角三棱镜由两个光学面AB 和AC 及一个毛玻璃面BC 构成。

三棱镜的顶角是指AB 与AC 的夹角α,如图5—3—1所示。

自准值法就是用自准值望远镜光轴与AB 面垂直,使三棱镜AB 面反射回来的小十字像位于准线mn 中央,由分光仪的度盘和游标盘读出这时望远镜光轴相对于某一个方位'oo的角位置1θ;再把望远镜转到与三棱镜的AC 面垂直,由分光仪度盘和游标盘读出这时望远镜光轴相对于'oo的方位角2θ,于是望远镜光轴转过的角度为12θθϕ-=,三棱镜顶角为ϕα-︒=180由于分光仪在制造上的原因,主轴可能不在分度盘的圆心上,可能略偏离分度盘圆心。

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