我的光学实验心得

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我的光学实验心得

我的光学实验心得

生命科学学院生命基地班201000140136 姚健

在本学期的光学实验课程中,我们一共做了12个实验:应用焦距仪测定焦距与顶焦距,分光仪调节及棱镜顶角的测定,应用最小偏向角法测定三棱镜的折射率,应用阿贝折射仪测量固、液体折射率,单色仪的调节与定标,小型摄谱仪调整及最佳摄谱位置的确定,偏振光的产生、检验及强度测定,小型旋光仪的结构、原理及使用,应用双缝干涉法测He—Ne激光波长,测量牛顿环直径并计算曲率半径,迈克尔逊干涉仪调整及干涉现象观察,激光全息照片拍摄及观察。

在每次试验之前,我们都要完成预习报告、实验报告等。通过实验手册和其他资料,了解实验的目的、原理、实验仪器、实验步骤、实验中的要求及注意事项等问题。经过一个学期的实验课我们认识到预习报告的重要性,只有在实验前认真做好预习,才能在实验课上更快、更好地完成实验,同时也能得到更多知识。在实验中我们需要注意的事情很多,但也是因为这些事情让我们能体会到,物理实验需要的是严谨的思维,需要认真的想,每一步都要做的很严谨。

本学期的物理光学实验让我受益匪浅:

我们不仅学习前辈学者设计实验的思路及科学的思考问题和解决问题的方法,还有从实验中发现问题的敏感性,并且对其进行思考从而有所发现,还对物理科学的发展进程中的重大事件及整个物理学的发展有了更深层次的了解,提高了对辩证唯物主义世界观和方法论的认识,加深了对科学实验的重要性的了解,明确了物理实验课程的地位、作用和任务。

另外,在对实验原理进行学习的过程中,更加详尽地理解了物理光学的很多相关原理知识从而加深了对理论知识的理解与记忆。在具体的实验操作过程中,将其同所学的理论知识结合起来,使理论知识更加具体化,形象化,使我们对知识的理解更加进一步,而且培养了动手能力及将学到的实验理论知识应用到实践的能力,提高了将实验理论和实际的实验过程相互结合的能力。最后在对实验结果的分析过程中,掌握了测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的初步能力。包括:测量误差的基本概念,直接测量量的不确定度计算,间接测量的不确定度计算以及处理实验数据的一些重要方法,锻炼了分析问题

及解决问题的综合能力,从实验过程所遇到的困难中,分析问题的症结所在,并从以往学到的知识原理中寻找解决措施,从失败的实验结果中分析原因并找出解决方法,从成功的实验结果中分析成功的关键所在,总结经验,以便下次的成功。

我也被老师的付出感动着。在实验之前老师都会耐心地指导大家怎样完成实验,在实验过程中当我们遇到问题需要老师的帮助时,老师也会耐心地给我们解释问题产生的原因及解决方法。有的实验难度较大,譬如应用最小偏向角法测定三棱镜的折射率,因为操作起来比较麻烦,所以用时比较长。当做其他实验的同学结束实验,我们还在苦苦挣扎着,而老师因为要全程陪同实验,而导致了他们辛苦的多站了一个多小时。老师你们辛苦了,非常感谢你们!

通过物理光学实验,我们可以学到很多很多,从各个老师身上、从各个实验上、从各个细节上。物理光学实验使我们认识到了一整套科学缜密的科学方法,对于开发我们的智力、培养我们分析解决实际问题的能力有重大意义。感谢物理光学实验,感谢实验指导老师的辛勤付出!

工程光学第一章知识点

第一章几何光学基本原理 光和人类的生产活动和生活有着十分密切的关系,光学是人类最古老的科学之一。 对光的每一种描述都只是光的真实情况的一种近似。 研究光的科学被称为“光学”(optics),可以分为三个分支: 几何光学物理光学量子光学 第一节光学发展历史 1,公元前300年,欧几里得论述了光的直线传播和反射定律。 2,公元前130年,托勒密列出了几种介质的入射角和反射角。 3,1100年,阿拉伯人发明了玻璃透镜。 4,13世纪,眼镜开始流行。 5,1595年,荷兰著名磨镜师姜森发明了第一个简陋的显微镜。 6,1608年,荷兰人李普赛发明了望远镜;第2年意大利天文学家伽利略做了放大倍数为30×的望远镜。7,1621年,荷兰科学家斯涅耳发现了折射定律;1637年法国科学家笛卡尔给出了折射定律的现代的表述。8,17世纪下半叶开始,英国物理学家牛顿和荷兰物理学家惠更斯等人开始研究光的本质。 9,19世纪初,由英国医生兼物理学家杨氏和法国土木工程师兼物理学家菲涅耳所发展的波动光学体系逐 渐被普遍接受。 10,1865年,英国物理学家麦克斯韦建立了光的电磁理论。 11,1900年,德国柏林大学教授普朗克建立了量子光学。 12, 1905年,德国物理学家爱因斯坦提出光量子(光子)理论。 13,1925年,德国理论物理学家玻恩提出了波粒二象性的几率解释,建立了波动性与微粒性之间的联系。14,1960年,美国物理学家梅曼研制成第一台红宝石激光器,给光学带来了一次革命,大大推动了光学以 及其他科学的发展。 15,激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明。激光一问世,就获得了 异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴 产业的出现。 ●光学作为一门学科包含的内容非常多,作为在工程上应用的一个分支——工程光学, 内容主要包括几何光学、典型光学系统、光度学等等。 ●随着机械产品的发展,出现越来越多的机、电、光结合的产品。 ●光学手段越来越多用于机电装备的检测、传感、测量。 ●掌握好光学知识,为今后进一步学习机电光结合技术打好基础,也将会有更广阔的 适应面。 第二节光线和光波 1,光的本质 ●光和人类的生产、生活密不可分; ●人类对光的研究分为两个方面:光的本性,以此来研究各种光学现象,称为物理光学;光的传播规律 和传播现象称为几何光学。 ●1666年牛顿提出的“微粒说” ●1678年惠更斯的“波动说” ●1871年麦克斯韦的电磁场提出后,光的电磁波 ●1905年爱因斯坦提出了“光子”说 ●现代物理学认为光具有波、粒二象性:既有波动性,又有粒子性。 ●一般除研究光与物质相互作用,须考虑光的粒子性外,其它情况均可以将光看成是电磁波。 ●可见光的波长范围:380-760nm

微波光学实验 实验报告

近代物理实验报告 指导教师:得分: 实验时间:2009 年11 月23 日,第十三周,周一,第5-8 节 实验者:班级材料0705 学号200767025 姓名童凌炜 同组者:班级材料0705 学号200767007 姓名车宏龙 实验地点:综合楼503 实验条件:室内温度℃,相对湿度%,室内气压 实验题目:微波光学实验 实验仪器:(注明规格和型号) 微波分光仪,反射用金属板,玻璃板,单缝衍射板 实验目的: 1.了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验. 2.验证反射规律 3.利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长 4.测量并验证单缝衍射的规律 5.利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数 实验原理简述: 1.反射实验 电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。 2.迈克尔孙干涉实验 在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作 用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B 两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置 处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干 波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇 数倍,则干涉减弱。 3.单缝衍射实验 如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最 宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小 值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增

大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为 Φ=arcsin(3/2*λ/a ),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。 4. 微波布拉格衍射实验 当X 射线投射到晶体时,将发生晶体表面平面点阵散射和晶体内部平面点阵的散射,散射线相互干涉产生衍射条纹,对于同一层散射线,当满足散射线与晶面见尖叫等于掠射角θ时,在这个方向上的散射线,其光程差为0,于是相干结果产生极大,对于不同层散射线,当他们的光程差等于波长的整数倍时,则在这个方向上的散射线相互加强形成极大,设相邻晶面间距为d,则由他们散射出来的X 射线之间的光程差为CD+BD=2dsin θ,当满足 2dsin θ=K λ,K=1,2,3…时,就产生干涉极大.这就是布拉格公式,其中θ称为掠射角,λ为X 射线波长.利用此公式,可在d 已测时,测定晶面间距;也可在d 已知时,测量波长λ,由公式还可知,只有在 <2d 时,才会产生极大衍射 实验步骤简述: 1. 反射实验 1.1 将微波分光仪发射臂调在主分度盘180°位置,接收臂调为0°位置. 1.2 开启三厘米固态信号发射器电源,这时微安表上将有指示,调节衰减器使微安表指示满刻度. 1.3 将金属板放在分度小平台上,小分度盘调至0°位置,此时金属板法线应与发射臂在同一直线上, 1.4 转动分度小平台,每转动一个角度后,再转动接收臂,使接收臂和发射臂处于金属板的同义词,并使接收指示最大,记下此时接收臂的角度. 1.5 由此,确定反射角,验证反射定律,实验中入射角在允许范围内任取8个数值,测量微波的反射角并记录. 2. 迈克尔孙干涉实验 2.1 将发射臂和接收臂分别置于90°位置,玻璃反射板置于分度小平台上并调在45°位置,将两块金属板分别作为可动反射镜和固定反射镜. 2.2两金属板法线分别在与发射臂接收臂一致,实验时,将可动金属板B 移动到导轨左端,从这里开始使金属板缓慢向右移动,依次记录微安表出现的的极大值时金属板在标尺上的位置. 2.3 若金属板移动距离为L,极大值出现的次数为n+1则,L )2 ( λn ,λ=2L/n 这便是微波的波长,再令金属板反向移动,重复上面操作,最后求出两次所得微波波长的平均值. 3. 单缝衍射实验 3.1 预先调整好单缝衍射板的宽度(70mm),该板固定在支座上,并一起放到分度小平台上,单缝衍射板要和发射喇叭保持垂直, 3.2 然后从衍射角0°开始,在单缝的两侧使衍射角每改变1°,读一次表头读数,并记录.

2017中考光学提高题

2017中考光学提高题 一、选择题 1. 在没有其他光照的情况下,舞台追舞灯发出的红光照在穿白色上衣、蓝色裙子的演 员身上,观众看到她 ( ) A.全身呈蓝色 B.全身红色 C.上衣呈红色,裙子呈蓝色 D.上衣呈红色,裙子呈黑色 2. 人在水中看岸上的东西要变得高大,图1中描述这一现象的四幅光路图中正确的是 ( ) 3.下列现象中由于光的折射产生的是( ) A .用光亮的金属勺的背面照脸看到的像 B .平静湖面上看到岸边景物的倒像 C .太阳光通过三棱镜发生色散 D .日食和月食现象 4.关于平面镜成像,下列说法中正确的是( ) A .人靠近镜面时,像不变,像到镜面距离变小,人看像时视角变大。 B .人靠近镜面时,像变大,像到镜面距离变小,人看像时视角变大。 C .人远离镜面时,像变小,像到镜面距离变大,人看像时视角变小。 D .人远离镜面时,像不变,像到镜面距离变大,人看像时视角不变。 5.在“研究凸透镜成像”实验中,当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图2所示时,恰 好在屏上能看到烛焰缩小的像,由此可判断凸透镜的焦距( ) A .小于9厘米 B .大于9厘米 C .等于9厘米 D .大于9厘米而小于18厘米 6.如图3所示,水平桌面上斜放着一个平面镜,桌上有一个小球向镜面滚去。要想使 平面镜中小球的像沿着竖直方向落下,则镜面与桌面间的夹角应为( ) A .300 B.450 C .600 D .900 7.光线由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,图4所示是几种可能的光路 图,O 点是半圆形玻璃砖的圆心,指出哪些情况是不可能发生的( ) ( ) 图2 图3 图4 图5

工程光学实验教材

工程光学实验教材

实验一自组望远镜 (测量实验) 一、实验目的 了解望远镜的基本原理和结构,并掌握其调节、使用和测量它的放大率的方法。 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,如图五所示。 三、实验仪器 1、带有毛玻璃的白炽灯光源S 2、毫米尺F L=7mm 3、二维调整架:SZ-07 4、物镜Lo:f o=225mm 5、二维调整架:SZ-07 6、测微目镜Le:(去掉其物镜头的读数显微镜) 7、读数显微镜架: SZ-38 8、滑座:TH70 9、滑座:TH70Y 10、滑座:TH70Y 11、滑座:TH70 12、白屏:SZ-13 四、仪器实物图及原理图

图四 五、实验步骤 1、把全部器件按图四的顺序摆放在导轨上,毫米尺竖直放置,靠拢后目测调至共轴,把 标尺放在毫米尺一侧。 2、把F和Le的间距调至最大,沿导轨前后移动Lo,使一只眼睛通过Le看到清晰的完 整毫米尺上的刻线。 3、再用另一只眼睛看标尺,读出测微目镜看到的像在标尺上的尺寸。 六、数据处理 毫米尺尺寸AB;像在标尺上的尺寸A"B" 望远镜放大倍率M= A"B"/AB 七、实验结果: 1、数据:毫米尺尺寸AB=2mm;像在标尺上的尺寸A''B''=101cm 所以,望远镜放大倍率M=A''B''/AB=10/2=5倍 2、观察到的现象:

八、遇到的问题及心得体会: 1、开始实验时,由于各个仪器的间距摆放不合理,导致得不到想要的实验结果,最后看了实验册,重新摆放仪器; 2、移动透镜的速度过快,使得我们看不到实验现象,也就没法组成望远镜,最后经过老师的指导,我们缓慢移动透镜; 3、由于不知道会看到什么样的实验现象,以至于我们看到了微小的现象,以为不是我们想要的实验结果,再次导致没有做出来; 4、最终在老师的一再指导下,我们终于自组成功望远镜,且通过观察我们得到规律: 凸透镜成像规律:物距大于二倍焦距时成缩小实像。

工程光学(1)_实验讲义

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。①激光器发出的光束有极强的方向性,即光束的发散角很小;②激光的单色性好,或者说相干性好,其相干长度可以达十米甚至数百米;③激光器的输出功率密度大,即能量高度集中。所以激光光源是一种单色性和方向性都好的强光源,已应用于许多科技及生产领域

傅里叶光学实验报告

实验原理:(略) 实验仪器: 光具座、氦氖激光器、白色像屏、作为物的一维、二维光栅、白色像屏、傅立叶透镜、小透镜 实验内容与数据分析 1.测小透镜的焦距f 1 (付里叶透镜f 2=45.0CM ) 光路:激光器→望远镜(倒置)(出射应是平行光)→小透镜→屏 操作及测量方法:打开氦氖激光器,在光具座上依次放上扩束镜,小透镜和光屏,调节各光学元件的相对位置是激光沿其主轴方向射入,将小透镜固定,调节光屏的前后位置,观察光斑的会聚情况,当屏上亮斑达到最小时,即屏处于小透镜的焦点位置,测量出此时屏与小透镜的距离,即为小透镜的焦距。 112.1913.2011.67 12.3533 f cm ++= = 0.7780cm σ= = 1.320.5929 p A p t t cm μ=== 0.68P = 0.0210.00673 B p B p t k cm C μ?==?= 0.68P = 0.59cm μ== 0.68P = 1(12.350.59)f cm =± 0.68P =

2.利用弗朗和费衍射测光栅的的光栅常数 光路:激光器→光栅→屏(此光路满足远场近似) 在屏上会观察到间距相等的k 级衍射图样,用锥子扎孔或用笔描点,测出衍射图样的间距,再根据sin d k θλ=测出光栅常数d (1)利用夫琅和费衍射测一维光栅常数; 衍射图样见原始数据; 数据列表: sin || i k Lk d x λλ θ= ≈ 取第一组数据进行分析: 2105 13 43.0910******* 4.00106.810d m ----????==?? 210 523 43.0910******* 3.871014.110d m ----????==?? 2105 33 43.0910******* 3.95106.910d m ----????==?? 210 543 43.0910******* 4.191013.010 d m ----????==?? 554.00 3.87 3.95 4.19 10 4.0025104 d m m --+++= ?=? 61.3610d m σ-=? 忽略b 类不确定度:

光学实验中考专题

光学专题复习——平面镜成像和凸透镜成像 姓名:___________________ 一.历年平面镜杭州中考题 (10年)36.(4分)右图为一辆轿车的俯视示意图。O点为司机眼部所在位置, 司机在右侧的后视镜AB(看作平面镜)中能看到车尾c点。 (12年)35.(6分)自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜,夜间骑车时,在车灯照射下,能把光 线按原来方向返回。反光镜结构如右图所示,两手面镜相互垂直,当一条光线AB人射到其中一平面镜,(1)作出所有反射光线的光路图。(2)证明经过两次反射后的反射光线会逆向射回。 (14年)34.(7分)右图为发光点S和竖直放置的平面镜的位置情况。根据光的 反射定律完成下列两小题:(1)在图中用光路图作出发光点S的像点S'(2)推导证明S′点和S点到平面镜距离相等. 二、平面镜成像实验: 某同学做“平面镜成像的特点”实验时,将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面,再取两段等长的蜡烛A 和B一前一后竖放在直尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,用眼睛进行观察,如图所示.在此实验中: 1.直尺的作用是便于比较物与像______________关系; 2. 实验中要求蜡烛A和蜡烛B ,目的是为了比较______________关系; 3.移去蜡烛B,并在像A'的位置上放一光屏,则光屏上_______接收到蜡烛A的烛焰 的像(填“能”或“不能”).这说明平面镜成的是_______像. 4.实验中应选择___________来研究平面镜成像特点(填“平面镜”或“平板玻璃”) 目的是为了_________________________________, 5.观察像时,细心的同学会发现两个几乎重叠的像,这是__________________造成的;所以应选择较______的玻璃做实验。如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择________mm厚的玻璃板做实验效果好; 6.如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动,那么像的大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。 7.为便于观察,该实验最好在_______环境中进行(选填“较明亮”或“较黑暗”);此外,采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛像的同时.也能观察到_____________,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题 8.点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像完全重合为止,这时发现像与物的大小_______;进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现,像和物的连线与玻璃板_______.像和物到玻璃板的距离_______.将蜡烛逐渐远离玻璃板时.它的像(填“变大”、“变小”或“不变”). 9.在探究活动中对玻璃板放置的要求是如果玻璃板没有放正,将对实验产生什么影

光学实验报告

建筑物理 ——光学实验报告 实验一:材料的光反射比、透射比测量实验二:采光系数测量 实验三:室内照明实测 实验小组成员: 指导老师: 日星期二3月12年2013日期: 实验一、材料的光反射比和光透射比测量

一、实验目的与要求 室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏,因此,在试验现场采光实测时,有必要对室内各表面材料的光反射比,采光口中透光材料的过透射比进行实测。 通过实验,了解材料的光学性质,对光反射比、透射比有一巨象的数值概念,掌握测量方法和注意事项。 二、实验原理和试验方法 (一)、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法 光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法,直接测量法是指用样板比较和光反射比仪直接得出光反射比;间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。下面是间接测量法。 1.实验原理 (1)用照度计测量: P是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值,根据光反射比的定义:光反射比即: φφP=P/因为测量时将使用同一照度计,其受光面积相等, 且,所以对于定向反射的表面,我们可以用上述代入式,整理后得: P=EE P/对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。 可知只要测出材料表面入射光照度E和材料反射光照度Ep,即可计算出其反射比。 (2)用照度计和亮度计测量 用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度E和亮度L后按下式计算 πL/EP= 2;被测表面的亮度,cd/m式中:L---E—被测表面的照度,lx 。 2.测量内容 要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次,然后取其平均值。 3.测量方法 ①将照度计电源(POWER)开关拨至“ON”,检查电池,如果仪器显示窗出现“BATT”字样,则需要换电池; ②将光接收器盖取下,将其光敏表面放在待测处,再将量程(RANGE)开关拨至适当位置,例如,拨在×1挡,测量的仪器显示值乘以量程因子即为测量结果。另有一种自动量程照度计,数字显示中的小数点随照度的大小不同而自动移位,只需将所显示的数字乘以量程因子即为测量结果(单位:lx)。有的照度计为自动量程,直接读取照度计数字即为测量结果。 ③在稳定光源下,将光接收器背面紧贴被测表面,测其入射照度E;然后将光接收器感光面对准被测表面的同一位置,逐渐平移光接收器平行离开测点,照度值逐渐增大并趋于稳定(约300mm左右),读;ρ,即可计算出光反射比Ep取反射照度值 ④测量时尽量缩短入射照度和反光照度间的时间间隔,并尽可能的保持周围光环境的一致性。

2020年各省市中考光学部分实验试题汇编

2020年个省市中考光学部分实验试题汇编(含解析) 1.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将透镜固定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示: (1)实验时要首先应调节凸透镜、光屏和蜡烛的高度,使它们的中心大致同一高度,点燃蜡烛应在调整高度之(选填“前”或“后”); (2)实验中将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,该像是的(选填“放大”、“等大”或“缩小”); (3)将蜡烛从光具座上10cm向35cm刻度线移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应(选填“远离”或“靠近”)透镜; (4)实验时,蜡烛越烧越短,将会看到屏上的像向(选填“上”或“下”)移动; (5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光屏上像的形状(选填“变”或“不变”)。2.下面是小玲“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)点燃蜡烛,调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在。 (2)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,此时光屏上出现了烛焰清晰倒立等大的实像,则此凸透镜的焦距为。 (3)保持蜡烛和透镜位置不变,小光将自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间的合适位置,只将光屏向(填“左”或“右”)移动,可在光屏上再次得到烛焰清晰的像。 (4)小光移开近视镜,只将蜡烛向(填“左”或“右”)移动,可以在光屏上得到烛焰清晰倒立的实像,生活中的(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的。 (5)把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度线处,眼睛在(选填“透镜左侧”、“透镜右侧”)可观察到蜡烛的像。 3.在“探究凸透镜成像规律的实验”中,如图所示:

工程光学Ι复习要点--基本概念汇总

工程光学Ι复习要点 基本概念汇总 一、四大定律;光路可逆;全反射; 二、光轴;符号规则;如射角;孔径角;视场角;物距;像距;物高;像高; 近轴光线;近轴区域;共轭关系;垂轴放大率;轴向方法率;角放大率;拉赫不变量; 三、基点基面(焦点、主点、节点、焦面、主面);焦距;光焦度;牛顿公 式;高斯公式;焦物距;焦像距;等效光组(组合光组);

四、平面镜;双面镜;反射棱镜;折射棱镜;光楔;主截面;屋脊棱镜;等 效空气层;偏向角;色散; 五、孔径光阑;入瞳;出瞳;视场光阑;入窗;出窗;孔径角;孔径高度; 视场角;视场高度(物高、像高);渐晕;渐晕系数(线渐晕);渐晕光阑; 场镜;景深;焦深;理想像;清晰像; 六、像差;球差;彗差;像散场曲;畸变;位置色差;倍率色差;二级光谱; 色球差;像差曲线;子午面;弧矢面;

七、近视;远视;近点;远点;屈光度;分辨力;视放大率;有效放大率; 数值孔径;相对孔径;光圈数(F数);出瞳距; 系统工作原理汇总 远摄系统;反远距系统;望远系统;焦距测量系统;物方远心光路;像方远心光路;景深产生的原理;焦深产生的原理;人眼成像系统(正常、近视、远视);近视眼校正系统;远视眼校正系统;放大镜工作原理;显微镜工作原理;望远镜工作原理;目镜视度调节原理;临界照明;克拉照明;照相系统的调焦原理

方法汇总 全反射;单球面成像;共轴球面成像;反射球面成像(反射镜成像);理想光组成像;薄透镜成像;组合光组、厚透镜成像及焦距主面计算;透镜组成像;平行平板成像;光楔的偏向角计算;孔径光阑的判断;入瞳、出瞳的计算;入窗、出窗的计算;视场大小的判断和计算;渐晕光阑的计算;棱镜大小的计算;景深、焦深的计算;视放大率的计算(放大镜、显微镜、望远镜);有效放大率的计算;出瞳距的计算;通光口径的计算(物镜、目镜、分划板、棱镜、场镜) 作图汇总 作图求像;棱镜展开;棱镜坐标的判断;各种系统工作原理的光路图;

中考光学实验专题训练及答案

中考光学实验专题训练及答案 1、为了探究光反射时的规律,小明进行了如图3所示的实验。 ⑴请在图中标出反射角的度数。 ⑵小明想探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,他应如何操 作? ⑶如果让光线逆着OF 的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE 方向射出,这表明: 2、小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直 架在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A 和B ,点燃玻璃板前的蜡烛A ,进行观察,如图4所示,在此实验中: (1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是__________. (2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物________关系. (3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系. (4)移去后面的蜡烛B ,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上__________ 接收到蜡烛烛焰的像(填“能”或“不能”).所以平面镜所成的像是__________像(填“虚”或“实”). 图3 图4

(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像__________ (填“变大”、“变小”或“不 变”). 3、某实验小组在探究光的折射规律时,将光从空气分别射入水和玻璃,测得数 据如下表: 分析表格中的数据,你肯定能得出一些规律。请写出一 条:。 4、在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。 图4 (1)实验时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________。 (2)所用凸透镜的焦距为10 cm。某同学的实验数据如下表。 ①分析1、2、3次实验的数据可知_______、______、_____。 ②在第5次实验中,从_______一侧透过透镜看到在_______一侧放大的像。

工程光学实验报告

工程光学实验报告 最小偏向角法测棱镜折射率 1.测量原理 从几何光学可知,棱镜的玻璃折射率n与棱镜顶角A及最小偏向角之间有如下的关系: 在不同波长的单色光照明下,在分光仪上测得A和,即可利用上式求得 不同波长的玻璃折射率。 2.实验仪器设备 ①分光仪:利用光的反射、折射、衍射和干涉原理进行角度测量的仪器。它主要由下列几个部分组成:自准直望远镜,平行光管,载物台,度盘和游标盘。望远镜通过支臂与度盘固定在一起,组成仪器的照准部。它与游标盘和棱镜台可分别绕度盘的垂直轴旋转,转过的角度由游标盘和度盘读出(游标精度为1’,度盘每格值为30’),每次读数要在对径方向上二个游标上读数,然后取其平均值,这样可消除度盘的偏心误差,且要在度盘的三个不同位置上读数,以消除度盘的刻度误差,轴的晃动误差等,仪器上各运动部分备有锁紧、微动和调整装置的螺钉。 ②光源: a.用钠光灯作照明光源测量D光折射率,钠光谱线λ=0.6328μ。

b.自准直望远镜照明光源为6.3伏白炽灯及变压器。 3.实验步骤 第一步:调整: ①接上光源b; ②目镜调焦; ③望远镜调焦,用自准直法将目镜分划板正确地调焦在物镜焦面上,即使望远镜物镜对无穷远调焦; a.粗调望远镜光轴,使其位置适中(通过上、下、左、右调节螺钉); b.棱镜台上放一平行平板玻璃,工作面正对望远镜,观察目镜分划板上 十字丝与反射回来的像是否同时清晰,若不同时清晰,则移动目镜镜管,直至同时清晰为目。 ④使望远镜瞄准轴与度盘轴相互垂直; 当用平行平板使望远镜调焦无穷远时,则锁紧螺钉6,使棱镜台与游标盘连在一起,通过目镜观察分划板上十字丝和其反射像水平线是否精确对称,若不对称则用半修法校正(即不对称量由望远镜和棱镜台各负责校正一半),它可通过调整螺钉达到,然后将棱镜台连同游标盘带平行平板转过去180

(完整版)光学中考经典试题.doc

任课教师学科物理授课时间 学生年级备注 教学内容:光学综合复习 一、教学目标 1、光的传播 2、反射定律 3、投射与透镜 4、凸透镜成像 5、近视与远视矫正 二、教学重点 平面镜成像、凸透镜成像实验。 三、教学难点 凸透镜成像 教学过程 1、下列说法不正确的是() A.只有红色的物体才会发出红外线B.红外线具有热效应 C.紫外线最显著的性质是它能使荧光物质发光D.过量的紫外线照射对人体有害 2、如右图所示, A 为信号源, B 为接收器, A、B 间有一真空区域。当信号源 A 分别发射出次声波、可见光、红外线和紫外线信号时,接收器 B 不能接收到的信号是:() A.可见光B.红外线 C.次声波D.紫外线 3、红外线和紫外线的应用非常广泛。下列仪器中,属于利用紫外线工作的是() A.电视遥控器B.医用“B超”机C.验钞机D.夜视仪 4、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是: A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像,是光的直线传播的应用 B.图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正近视眼,是利用了凹透镜的会聚的作用

C.图丙中,太阳光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光 D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 5、如图所示,对下列光学现象的描述或解释,正确的是( ) A.“手影”是由光的折射形成的B.“海市蜃楼”是由光的反射形成的 C.小女孩在平而镜中看到的是自己的虚像D.在漫反射中,不是每条光线都遵循光的反射定律 6、如图所示是十字路口处安装的监控摄像头,它可以拍下违 章行驶的汽车照片, A、 B 是一辆汽车经过十字路口时, 先后拍下的两张照片,下列说法正确的是() A.摄像头成像的原理与电影放映机原理相同 B.可以看出汽车此时是靠近摄像头 C.照片中车的外表很清晰,但几乎看不见车内的人,这是因为车内没有光 D.夜晚,为了帮助司机开车看清仪表,车内的灯应亮着 7、下列有关光现象的解释,错误的是() A.小孔成像是光的折射现象 B.雨后彩虹是太阳光传播中被空气中的水滴色散而产生的 C.在太阳光下我们看到红色的玫瑰花是因为它反射太阳光中的红色光 D.电视机遥控器是通过发出红外线实现电视机遥控的 8、下列关于光现象的描述中,正确的是() A.立竿见影是由于光的反射形成的 B.“潭清疑水浅”与“池水映明月”的形成原因是一样的 C.初三学生李凡照毕业照时成的像与平时照镜子所成的像都是实像 D.雨过天晴后天空中出现的彩虹是光的色散现象

(完整word版)郁道银主编_工程光学(知识点)

1 、波面:点光源发出的光波向四周传播时,某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面,简称波面。 2 、几何光学的四大基本定律 1 )光的直线传播定律:在各向同性的均匀介质中,光是沿着直线传播的。 2 )光的独立传播定律:不同光源发出的光在空间某点相遇时,彼此互不影响,各光束独立传播。 3 )反射定律和折射定律(全反射): 全反射:当光线从光密介质向光疏介质入射,入射角大于临界角时,入射到介质上的光会被全部反射回原来的介质中,而没有折射光产生。sinI m =n ’/n ,其中I m 为临界角。 3 、费马原理 光从一点传播到另一点,其间无论经历多少次折射和反射,其光程为极值。 4 、马吕斯定律 光线束在各向同性的均匀介质中传播时,始终保持着与波面正交,并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。 5 、完善成像条件(3种表述) 1)、入射波面为球面波时,出射波面也为球面波; 2)、入射光束为同心光束时,出射光束也为同心光束; 3)、物点A 1及其像点A k ’之间任意二条光路的光程相等。 6 、单个折射面的成像公式(定义、公式、意义) r n n l n l n -= -''' r l l 21'1=+ ( 反射球面,n n -=' ) 7 、垂轴放大率成像特性: β>0,成正像,虚实相反;β<0,成倒像,虚实相同。|β|>1,放大;|β|<1,缩小。 注:前一个系统形成的实像,若实际光线不可到达,则为下一系统的虚物。 若实际光线可到达,则为下一系统的实物。 8 、理想光学系统两焦距之间的关系 n n f f ''-= 9 、解析法求像方法为何?(牛顿公式、高斯公式) 1)牛顿公式: 2)高斯公式: ' 11'1f l l =-

光学实验报告 (一步彩虹全息)

光学设计性实验报告(一步彩虹全息) 姓名: 学号: 学院:物理学院

一步彩虹全息 摘要彩虹全息是用激光记录全息图, 是用白光再现单色或彩色像的一种全息技术。彩虹全息术的关键之处是在成像光路( 即记录光路) 中加入一狭缝, 这样在干板上也会留下狭缝的像。本文研究了一步彩虹全息图的记录和再现景象的基本原理、一步彩虹全息图与普通全息图的区别和联系、一步彩虹全息的实验光路图,探讨了拍摄一步彩虹全息图的技术要求和注意事项,指出了一步彩虹全息图的制作要点, 得出了影响拍摄效果的佳狭缝宽度、最佳狭缝位置及曝光时间对彩虹全息图再现像的影响。 关键词:一步彩虹全息;狭缝;再现 1 光学实验必须要严密,尽可能地减少实验所产生的误差; 2 实验仪器 防震全息台激光器分束镜成像透镜狭缝干板架光学元件架若干干板备件盒洗像设备一套线绳辅助棒扩束镜2个反射镜2个 3 实验原理 3.1 像面全息图 像面全息图的拍摄是用成像系统使物体成像在全息底板上,在引入一束与之相干的参考光束,即成像面全息图,它可用白光再现。再现象点的位置随波长而变化,其变化量取决于物体到全息平面的距离。 像面全息图的像(或物)位于全息图平面上,再现像也位于全息图上,只是看起来颜色有变化。因此在白光照射下,会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。 3.2 彩虹全息的本质 彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像,使观察者通过狭缝像来看物体的像,以实现白光再现单色像。若观察者的眼睛在狭缝像附近沿垂直于狭缝的方向移动,将看到颜色按波长顺序变化的再现像。若观察者的眼睛位于狭缝像后方适当位置, 由于狭缝对视场的限制, 通过某一波长所对应的狭缝只能看到再现像的某一条带, 其色彩与该波长对应, 并且狭缝像在空间是连

2020中考物理考前突击重点专题训练 光学实验探究题

专题训练光学实验探究题 1.(2019·宜昌)小明同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图1所示)。 (1)平面M所选的器材是(选填:平面镜、玻璃板)。小明把蜡烛A点燃放在M前面,再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置,当某支蜡烛放在后面时,从前面看那支蜡烛好像也被点燃了一样。此时,后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是:。小明测量两侧蜡烛到平面M的距离;再让蜡烛A远离M,则后面的蜡烛要(选填:远离、靠近)M才能再次看上去像被点燃了一样。 (2)多次观察及测量距离之后,小明同学得到初步结论是:平面镜所成的像与物关于平面镜。 (3)如图2甲所示,一枚硬币放在竖直的平面镜前,硬币的像在a处;将平面镜平移至图2乙所示的位置时,硬币的成像情况是(选填字母代号)。 A.硬币成像在a处 B.硬币成像在b处 C.硬币成像在c处 D.硬币无法通过平面镜成像 2.(2019·吉林)在探究光的反射规律实验中,平而镜放在水平桌面上,纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面,如图所示,使一束光贴着纸板沿EO入射,经平面镜反射后沿OF射出。 (1)在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光EO的径迹,这是因为光在纸板上发生了________反射; (2)多次改变入射角的大小进行实验,可以得出结论:反射角________入射角; (3)如果让光沿FO方向入射,反射光将沿OE方向射出。这表明,在反射现象中,

光路是________的。 3.(2019·玉林)为了探究“光折射时的特点”,如图所示: (1)让光束沿AO射入杯中时,光束进入水中后折射光线会向_____方向偏折;当入射角增大时,折射角_____。 (2)当一束光射入杯中时,会在杯底形成光斑。保持入射光束的方向不变,逐渐往杯中加水,观察到杯底的光斑向_____(选填“左”或“右”)移动。 (3)把一枚硬币放入杯底,看到硬币的位置比它实际的位置要偏_____(选填“高”或“低”)。 4.(2019·枣庄)如图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图。 甲乙 (1)实验时,不采用平面镜面采用透明薄玻璃板,不仅能观察到蜡烛的像,也便于。 (2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像,取一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。在比较物与像的大小关系时,蜡烛B替代的是(选填“蜡烛A的像”或“蜡烛B的像”),看到蜡烛是由光的(填“反射”或“折射”)形成的。 (3)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上(选填“能”或“不能)呈现蜡烛A的像。 (4)实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上,而是如图乙所示倾斜,蜡烛A的像应是图中的(选填“A1”、“A2”或“A3”)。 5.(2019·苏州)在“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板ABCD,能绕垂直于CD的ON轴翻转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。

工程光学实验指导

实验一物镜焦距、截距的测定 一、实验目的 掌握用定焦距平行光管法测量光学系统焦距、截距的方法 二、实验内容 掌握测量方法,做好测量前的准备工作,测量给定的照相物镜、望远物镜和显微物镜的象方焦距和截距、物方焦距和截距。 三、实验原理 测量焦距的方法很多,其中的定焦距平行光管法、(即放大率法)测量范围大,测量精度高,相对误差一般在1%以下,是目前常用的方法,其测量原理如图1-1。 图1-1焦距截距的测定原理图 其中O 是平行光管物镜,L 是被测透镜,y0 是位于平行光管物镜焦平面上的一对刻线的间隔距离。y0 经过平行光管物镜后成像在无限远处,再经过被测透镜L 后,在它的焦平面上得到y0 的像y`。这种方法的原理就是通过测量像y`的大小,然后计算出被测透镜的焦距。 从图1-1 看出下面两个关系式,用作图成像的方法很容易得出: w=w` (1-1) 这就是用定焦距平行光管法测定焦距所用的公式,其中f0`是平行光管物镜的焦距,是已知的。Y0 是位于平行光管物镜焦平面处的分划板上的一对刻线的间隔距离,它的大小也是事先已知的。Y`是这对刻线y0 经过被测透镜后所成的像,如果能测量出此像y`的大小,那么就很容易用公式(1-1)计算出被测透镜的焦距f`。 利用本公式及方法,可以测量正负透镜、望远物镜、照相物镜、放映物镜,各种目镜的焦距。应当注意要正确选择测量显微镜的物镜,使之与被测光学系统相匹配。如测负焦距系统使要选择长工作距的显微物镜。这是因显微物镜的倍率不同,故(1-1)式变化如下 (1-2) 式中:β――――――测量显微镜放大倍数 四、实验设备 焦距仪、待测物镜(照相物镜、照相物镜、显微物镜) 焦距仪结构示意如图1-2,它包括一个平行光管、一个透镜夹持器、一个带有目镜的读数显微镜和把它们连在一起的一根带有长度刻尺的导轨组成。

工程光学习题解答 第十二章 光的衍射

第十二章 光的衍射 1. 波长为500nm 的平行光垂直照射在宽度为0.025mm 的单缝上,以焦距为50cm 的会 聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察,求(1)衍射图样中央亮纹的半宽度;(2)第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离;(3)第一亮纹和第二亮纹的强度。 解:(1)零强度点有sin (1,2, 3....................)a n n θλ==±±± ∴中央亮纹的角半宽度为0a λ θ?= ∴亮纹半宽度29 0035010500100.010.02510 r f f m a λ θ---???=??===? (2)第一亮纹,有1sin 4.493a π αθλ = ?= 9 13 4.493 4.493500100.02863.140.02510rad a λθπ--??∴= ==?? 2 1150100.02860.014314.3r f m mm θ-∴=?=??== 同理224.6r mm = (3)衍射光强2 0sin I I αα?? = ??? ,其中sin a παθλ= 当sin a n θλ=时为暗纹,tg αα=为亮纹 ∴对应 级数 α 0 I I 0 0 1 1 4.493 0.04718 2 7.725 0.01694 . . . . . . . . . 2. 平行光斜入射到单缝上,证明:(1)单缝夫琅和费衍射强度公式为 2 0sin[(sin sin )](sin sin )a i I I a i πθλπθλ?? -??=????-?? 式中,0I 是中央亮纹中心强度;a 是缝宽;θ是衍射角,i 是入射角(见图12-50) (2)中央亮纹的角半宽度为cos a i λ θ?=

大学物理光学实验报告材料

实验十:光栅衍射 一、实验目的 1.观察光线通过光栅后的衍射光谱。 2.学会用光栅衍射测定光波波长的方法。 3.学会用光栅衍射原理测定光栅常数。 4.进一步熟悉分光计的调整和使用方法。 二、实验仪器 分光计 光栅 钠光灯 平面反射镜 三、实验原理 光栅是有大量的等间隔、等宽度的狭缝平行放置组成的一种光学元件。设狭缝宽度(透光部分)为a ,不透光部分为b ,则a b +为光栅常数。 设单色光垂直照射到光栅上,光透过各个狭缝后,向各个方向发生衍射,衍射光经过透镜后会聚后相互干涉,在焦平面上形成一系列的被相当宽的暗区分开的明亮条纹。 衍射光线与光栅平面的夹角称为衍射角。设衍射角为θ的一束衍射光经透镜会聚到观察屏的点。在P 点出现明条纹还是暗条纹决定于这束衍射光的光程差。 由于光栅是等宽、等间距,任意两个相邻缝的衍射光的光程差是相等的,两个相邻狭缝的衍射光的光程差为()sin a b θ+,如果光程差为波长的整数倍,在P 点就出现明条纹,即 ()sin a b k θλ+=± (0,1,2,)k = 这就是光栅方程。 从上式可知,只要测出某一级的衍射角,就可计算出波长。 四、实验步骤 1、调整分光计。 使望远镜、平行光管和载物台都处于水平状态, 平行光管发出平行光。 2、安置光栅 将光栅放在载物台上,让钠光垂直照射到光栅上 。 可以看到一条明亮而且很细的零级光谱,左右转动望远 镜观察第一、二级衍射条纹。 3.测定光栅衍射的第一、二级衍射条纹的衍射角θ,并记录。 五、数据记录 ()

'111[()θθθ=-(右边读数)+'11()θθ-(右边读数)]/4 '222[()θθθ=-(右边读数)+'22()θθ-(右边读数)]/4 六、数据处理 将上表中的1θ、2θ分别代入光栅方程()sin a b k θλ+=计算出6个波长,(1 300 a b mm += ) 1λ= 2λ= 3λ= 4λ= 5λ= 6λ= 计算平均波长:λ= 绝对误差:λ?= (取平均波长与6个波长的差中的最大者) 相对误差:100%E λλ λ ?= ?= 结果表示:()nm λλλ=±?= nm 。 七、思考题

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