光学实验理论PPT课件

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3、测量（参照 P18）
4、归整（参照 P18 ）
三、实验后的数据处理
1、列表法 将所有的直接测量数据（原始数据）、
间接测量数据、平均值、误差及误差平 均值及标准不确定度等都填在表格中。
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如长度测量：
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2、作图法 优点：直观、简洁、适合一些函数关
系复杂和未知函数关系的间接测量量的数
分光计的结构
详见 P9图 0-2-5。实物图及原理图：
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中心轴
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Байду номын сангаас
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调节：
目的：通过调节，使得三个平面：读 值平面、待测平面与光束平面平行，此 时三个平面已与分光计中心轴垂直。
读值平面：读值平面就是刻度盘和游标 内盘旋转形成的平面，固定且与分光计 中心轴垂直。
读值平面
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光束平面：入射光、反射光、折射光 都必须在同一平面内。
二、实验安排和实验进度
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本周三将分组名单发给我。
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绪论 光学实验基础知识
一 、常用光学仪器
1、光具座
（1）调节要求：
各光学元件共轴且等高；
光束满足傍轴条件（光束傍轴、物象傍 轴）。
共轴与等高
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共轴：各元件主光轴共线： 等高：共轴的主光轴与导轨平行：
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（2）调节：粗调；细调。
粗调：将导轨上所有元件靠拢，靠目测 调节，令其初步共轴和等高。
鼓轮周边刻度100格，每转一圈能使分
划板移动1mm。已知鼓轮转动格数即可知
分划板移动长度（估算到10分之1格）
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注意事项：
测量时应始终保持鼓轮朝同一方向转 动，避免中途改变鼓轮的转动方向，以 免造成螺距误差（详见 P7）。
x5 x4 x3 x2 x1
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3、分光计
分光计是一种可精密测量角度的光学仪 器。几何光学中，主要用于测量：棱镜顶 角、光束的偏向角等。在波动光学中，主 要用于观察和测量：光谱、光谱线的波长 等。
手动鼓轮13
视场中看到的清晰的分划板上的 毫米刻度与分度板上的十字叉丝：
0 2468
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调节步骤：
上下调节目镜，清晰地见到毫米刻度 和十字叉丝；
调节物镜与待测像的距离，使之清晰
地成像在分度板上（像与十字叉丝无视 差）
转动目镜镜筒，使得毫米刻度的标尺方 向与待测长度方向平行，以便测量；
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0 2468
细调：
目标:在物象屏距离大于四倍焦距时， 移动透镜所得的两次成像（大像和小像） 中心应重合。
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调节：
1
透镜在 1位时成大像。若大像偏离中 心时，调节物位置或透镜位置（高低、 左右），使大像位于像屏中心；
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调节：
1
2
再把透镜移到 2位，此时成小像。若 小像偏离像屏中心，可调节像屏，使小 像位于像屏中心。
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以上两步反复调节，即可实现共轴与 等高。
1
2
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2、测微目镜 作用：装在各种显微镜、望远镜上，测 量经物镜所成的中间像（实像）的大小。
显微镜成像原理图：
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中间像
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测微目镜原理图（详图见 P7图 0-2-2）
可上下移动
目镜组
带十字叉丝 的分度板
带刻度的固定 分划板
接物镜
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可左右移动
观察平面：准直管与转动的望远镜形 成的平面，要求望远镜
与中心轴垂直。
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调节分粗调和细调两步。
粗调：
调节望远镜目镜，使能看清十字叉丝。 用望远镜观察远处物体，并调节物镜使 远处物体和十字叉丝都清晰。此时望远 镜已能粗略观察平行光。
通过目测，调节望远镜轴和载物平台， 使之尽量与中心轴垂直。此步骤要求尽 量细致准确。
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此时望远镜已适合观察平行光，不得 再改变其调焦状态。
用逐步逼近法（二分之一调节法）进行 调节，使得望远镜光轴与中心轴垂直。
目的：最终要使经反射镜两个反射面反
射进入望远镜的绿色“小十字叉丝”反射 像都与调整用十字叉丝重合。
方法：当两者不重合时，分别调节载物
平台螺丝及望远镜倾斜调整螺丝，各使两
者之间距离减小原距离的一半。
据处理。
u2
R Dk2 Dkm2 u
u
4m v uRv
R u2 u1
v2 v1
四个点必须在曲线上找。 u 1
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v1
v 2 v 31
作图规则和步骤：
（1）取合适的作图比例，尽量不使有效数字 由于作图而改变。
（2） 用细铅笔画出的交叉点来表示实验点。
（3） 画出的曲线或直线使实验点均匀分布在 曲线或直线两侧。为什么？
（4） 需要计算的点必须在曲线或直线上找。 为什么？
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3、数据处理的要求
原始数据纪录；数据处理（间接测量量 的计算、作图、误差处理等）；结果分析； 回答思考题。
不许伪造、随意涂改或抄袭原始数据； 原始数据用钢笔纪录；图表要用铅笔、尺、 曲线板等工具完成；最后应对实验精度的 提高和减小误差等方面进行讨论。
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细调：
将平面反射镜置于载物平台上，详见 P12图0-2-9a。如此放置只需调节一颗螺
丝即可（如图中的 b1或 b 2 ）
应用自准直原理调节望远镜适合观察平 行光：
点亮“小十字叉丝”照明灯。
将望远镜垂直对准反射镜面，直到看到
绿色的“小十字叉丝”反射像，调节物镜，
使得该反射像与测量用十字叉丝间无视差。
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对反射镜的两个反射面所成的绿色叉 丝像反复用此法进行调节，直至使其与 调整用十字叉丝完全重合。
调节准直管使之产生平行光，并使其光 轴与望远镜光轴重合：
照亮准直管狭缝，前后调节狭缝，使从 望远镜中能看到清晰的狭缝像，且与测 量叉丝之间无视差。此时准直管出射的 已是平行光。
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调节准直管的倾斜螺丝，使得狭缝像 的中心位于测量叉丝的交点处。此时望 远镜和准直管的光轴已平行，并近似重 合。至此，整个调节过程结束。
问题：为何上述讲近似重合，而不是完 全重合？
答：因目测限制，在满足近轴条件时，
近似重合与完全重合的观察结果是一样的。 故观测者无法分辨之。
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二、实验规范
1、实验前写好预习报告（写在专用实验 纸上），包括：
实验名称、实验目的、实验仪器、实验
原理（文字和光路图）、实验步骤、原始 数据记录表格。
——请老师检查。 2、布置和调整光路（参照P18）
光学实验
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关于本学期光学实验 一、实验内容
*实验一 薄透镜焦距的测定 *实验三 1、分光计的调节及棱镜角的 测定；2、分光计测棱镜折射率 *实验五 显微镜；
实验六 单色仪的定标；
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实验七 用双棱镜干涉测光波波长
*实验八 牛顿环测平凸透镜的曲率半径
*实验九 用透射光栅测光波波长
*实验十四 1、迈克尔逊干涉的调节及 测氦氖激光波长；2、迈克耳逊干涉仪测 钠双线的波长差