光学原理实例
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d sin
……①
①式称为光栅方程。式中 是衍射角， 是入射光波的波长， k是光谱级数（k=0， 1,2) 。由光栅方程可知，若光波波 长已知。只须测出某谱线的衍射角 和光谱级数k，则可由上 式求出光栅常量。若已知光栅常量，只须测出某谱线的衍射 角 和光谱级数k，则可由上式求出该谱线的光波波长 。
实验原理：
1.自准直法测棱镜顶角 测三棱镜顶角如图所示。若 测得AB、AC两面的法线之间的 夹角θ，则因顶角A与θ互补，由 A 1800 就可求得顶角A。
2、棱脊分束法 如图所示，由准直管 射出的平行光束被棱镜的两个 折射面分成两部分，固定分光 计上的其余可动部分，转动望 远镜至T1位置，观察由棱镜的 一折射面所反射的狭缝像，使 之与竖直叉丝重合；将望远镜 再转至T2位置，观察由棱镜另 一折射面所反射的狭缝像，再 使之与竖直叉丝重合，望远镜 的两位置所对应的游标读数之 差θ ，为棱镜角A的两倍。
实验目的： 1.掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法； 2.通过实验加深对等厚干涉原理的理解。
实验仪器： 牛顿环仪 钠灯 玻璃片（连支架） 测量显微镜
平凸透镜
平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品。
平凸透镜
平板玻璃
实验原理：
当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一平玻璃板相接触 时，在透镜的凸面与平玻璃板之间将形成一空气薄膜，离接触 点等距离的地方，厚度相同。如图3-2所示，若以波长为λ的 单色平行光投射到这种装置上，则由空气薄膜上下表面反射的 光波将互相干涉，形成的干涉条纹为膜的等厚各点的轨迹，这 种干涉是一种等厚干涉，在反射方向观察时，将看到一组以接 触点为中心的暗亮相间的圆环形干涉条纹，而且中心是一暗斑， 这种干涉现象最早为牛顿所发现，故称牛顿环。 设透镜L的曲率半径为R，形成的m级干涉暗条纹的半径为rm， 不难证明： rm= m R ……①
22
21 20
19
18
环序数 xi左（mm）
环位置 xi右（mm）
环半径ri（mm）
12
11 10
9
8
数据处理要求
用逐差法处理 计算平凸透镜的曲率半径R及其标准不确定度。
注意事项： 1.测量前要先观察干涉条纹是否左右都能看到24环。 2.为了避免引进螺距差，测量时读数显微镜必须沿同一方向 移动。
c.将望远镜垂直对准平面镜（或三棱镜）的一个反射 面 ，在前后微调目镜镜筒，使小十字叉丝反射像清楚 。如 图所示。
1.应用自准直原理调望远镜适合平行光。 调节好的视场如下图所示
2.用逐次逼近法调望远镜光轴与中心转轴垂直
望远镜光轴对准 反射镜
望远镜光轴对准 反射镜的另一面
调节载物台倾斜度 调节螺钉
光路调节的要求：
1．望远镜的光轴垂直于分光计的转轴 2．准直管发射平行光 3．准直管的光轴与望远镜的光轴重合 4．准直管的光轴垂直于光栅面 5．左右两边的光谱线等高
调节方法：
1. 利用平面镜， 用自准直法和逐次逼近法调节分光计。分 光计调好后，视场如图所示
2. 取下平面镜，放上光栅后，调节载物台倾斜度调 节螺钉。调好后望远镜视场如图所示
调节望远镜倾斜度 调节螺钉
望远镜光轴与中心 转轴垂直
3.调节准直管发射平行光且光轴与望远镜光轴重合. 调节好的视场如下图所示
转动望远镜，使测量用 差丝对准狭缝几何中心
调节准直管倾斜度调节 螺钉，使测量用差丝对 准狭缝几何中心
数据记录表格 1.用自准法测棱镜顶角
2.反射法测棱镜顶角
数据处理要求 算出棱镜顶角的平均值及其标准不确定度。
光学实验
实验一 薄透镜焦距的测定 实验二 分光计的调节与棱镜顶角的测定 实验三 用牛顿环干涉仪测平凸透镜的曲率半径 实验四 用透射光栅测光栅常量与光波波长 实验五 迈克尔逊干涉仪的调节和使用 实验六 偏振现象的观察与研究
薄透镜焦距的测定
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容
数据记录表格
数据处理要求 实验注意事项 思考题
注意事项： 1. 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，以 免弄脏或损坏。 2. 汞灯的紫外光很强，不可直视，以免灼伤眼睛。 3. 光栅位置调节的两项要求逐一调节后，应再重 复检查，因为调节后一项时，可能对前一项的状况 有些破坏。 4.光栅位置调好后，在实验中不能移动。 5. 数据处理：有关表示角度误差的数值要以弧度 为单位。
注意事项 1.调节过程中，每一步调节好之后，在调节下 一步的时候，不能再破坏原来的调节。 2.注意不要将双面镜碰落，打碎。
3.调节平行光管时再开钠光灯，打开后就不要再 频繁开关。
思考题 分光计游标盘上为什么要设置两个游标？ 两个游标应如何利用？
用牛顿环干涉测透镜曲率半径
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 实验记录表格 数据处理要求 注意事项
思考题
测量像距时要根据像的清晰度来确定像的位置，应 该选择成像较大的位置，还是选择成像较小的位置？
分光计的调节及棱镜顶角的测定
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 分光计的调节 数据记录表格 数据处理要求 注意事项 思考题
实验目的： 1.了解分光计的结构，掌握分光计的调节方法。 2.掌握测量棱镜顶角的方法。
实验仪器： 迈克耳孙干涉仪 He-Ne激光器 白屏 扩束镜
分光板
补偿板 全反镜
水平调节螺丝
细调手轮 竖直调节螺丝
图5—1
图5-2
实验室中最长用的迈克耳孙干涉仪，其结构图和原理图如 图5—1和5—2所示，M1、M2是在相互垂直的两臂上放置的两个 平面反射镜，其背面各有三个调节螺旋，用来调节镜面的方位； M2是固定的，M1是由精密丝杆控制，可以沿臂轴前后移动，其 移动距离由转盘读出，仪器前方粗动手轮分度值为10-2mm，右 侧微动手轮的分度值为10-4 mm，可估读至10-5 mm，两个读数 手轮属于蜗轮蜗杆传动系统。在两臂轴相交处，有一与两臂轴 各成450的平行平面玻璃板G1，且在G1的第二平面上镀以半透 （半反射）膜，以便将入射分成振幅近乎相等的反射光1和透射 光2，故G1板又称为分光板，G2也是一平行平面玻璃板，与G1 平行放置，厚度和折射率均与G1相同。由于它补偿了1和2之间 附加的光程差，故称为补偿板。
1.凸透镜焦距的测定 ⑴物距象距法测凸透镜的焦距。（单位：cm）
测量量
物屏位置
透镜位置
象屏位置
p
p
/
f/
次数
1
2
3
⑵两次成象法测凸透镜的焦距。
次数 测量量
单位：cm
3
1
2
物屏位置
透镜Ⅰ位置
Biblioteka Baidu
透镜Ⅱ位置
象屏位置
l
d
f/
⑶自准直法测凸透镜的焦距。 物屏的位置:
从左到右移动透镜
1
透镜 位置 (cm) 旋转
3.调节载物台光栅下面正对螺钉,使光谱线等高。 调好后视场如下图所示。
实验内容:
1.测光栅常量 2.测光波波长 3.测光栅的角色散
数据记录表格
v1
3.测光栅的角色散
△ λ =2.06nm
K=±1
λ
黄=578.97nm
λ黄=576.96nm
数据处理要求: 1.测光栅常量:算出光栅常量的平均值及其标准不确定度； 2.测光波波长：算出光波波长的平均值； 3.测光栅的角色散：算出光栅的角色散的平均值。
从右到左移动透镜
5 1 2 3 4 5
2
3
4
180
o后
透镜 位置
(cm)
2.用辅助透镜测凹透镜焦距
次数
1
2
3
测量量
象屏
p / 的位置
凹透镜L的位置
象屏p
/
/的位置
P
p
/
f/
数据处理要求
自准法要求算出算出焦距的平均值及其标准不确定 度； 其它方法只要求算出焦距的平均值。
注意事项：
1、人眼对成像的清晰程度的分辨能力不是很强，因而象屏 在一小范围ΔS’移动时，人眼所见的象是同样清晰的，此范围 为景深，为了减少由此引入的误差，可由近向远和由远向近移 动白屏去探测象的位置，并取二位置的平均值为象的位置。 2、自准法中，平面镜与透镜的间距大小，从理论上讲不影 响实验结果，但为了减少光能的损失，保证像的亮度和清晰程 度，间距的取值不宜太大，最好紧贴在一起。 3、两次成像法中，间距L不要取得太大，否则将使一个象 缩得很小，以致难以确定凸透镜在哪一个位置上时成象最清晰。 4、辅助透镜法测凹透镜焦距前，光学元件还需进行同轴等 高的调节。 5、辅助透镜法测凹透镜焦距时，要用辅助透镜L的等大或 略小的实像P’作为凹透镜的虚物。
实验内容
1.调节分光计 2.用自准法测棱镜顶角 3.棱脊分束法测棱镜顶角
分光计的调节
要求: 1. 望远镜能观察平行光. 2.望远镜光轴垂直于仪器转轴. 3.准直管产生平行光且光轴与望远镜光轴重合.
方法:
a.调节目镜调焦手轮看清测量用叉丝； 如图所示。
b.调节载物台三螺钉的螺距相等(如:都是3个或4个螺距)
因此只要精确测定两个环的半径，由两个半径的平方 差值就可准确地算出透镜的曲率半径R，即
R=
rm 2 rm1 ……④ (m2 m1 )
2 2
实验内容： 1.将仪器按图3-5所示装置好，调节仪器看清环纹。 2.用测量显微镜测量干涉环的半径。
实验记录表格
环序数 xi左（mm） 环位置 xi右（mm） 环半径ri（mm）
1 1 1 / p/ p f
（1-1）
故
pp/ f/ p p/
（1-2）
一、测定会聚透镜焦距的方法 1、测量物距与像距求焦距 光路如图1-1所示，通过测定物距和像距，利用（1-2）式即 可算出焦距f /。 2、由透镜两次成像求焦距 光路如图1-2所示
l d f 4l
2 /
2
3、自准法测焦距
实验目的 1、学会调节光学系统使之共轴，并了解视差原理 的实际应用； 2、掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
实验 仪器 光具座 会聚透镜（两块） 发散透镜 物屏 白屏 平面反射镜 光源
光具座的实验装置图
实验原理
如图1-1所示，设透镜的像方焦距为f / ,物距为P，对应的像距 为P/，则透镜成像的高斯公式为
上式表明：当λ已知时，只要测出第m级干涉暗条纹的半径， 即可算出透镜的曲率半径R。但由于两接触镜面之间难免附着尘 埃，并且在接触时难免发生弹性形变，难以判断环纹的干涉级 数m，测量时可测量两个距中心较远的两个暗环的半径例如测出 第m1个暗环的半径和m2个暗环的半径（这里的m1和m2为环序数， 不一定是干涉级数）因而①应修正为： 2 rm =（m+j）R λ ……② 式中m为环序数，（m+j）为干涉级数（j为干涉级修正值），于 是 2 2 rm2 rm1 =[（m2+j）－（m1+j）]Rλ=（m2－m1）R λ……③ 上式表明，任意两环的半径的平方差和干涉级数以及环序数 无关，而与两个环的序数之差（m2－m1）有关。
实验仪器： 分光计 三棱镜 平面镜 钠光灯
分光计结构图
分光计的结构
1. 狭缝装置；2.狭缝装置锁紧螺丝； 3. 准直管； 4. 制动架; 5. 载物台；6. 载物台水平调节螺丝； 7. 载物台锁紧螺丝;8.望远镜;9.望远镜锁紧螺丝; 10.阿贝式自准直目镜;11.目镜视度调节手轮; 12. 望远镜光轴倾斜度调节螺丝；13.望远镜光轴水平 调节螺丝；14.支臂;15.望远镜微调螺丝;16.望远镜 微调螺丝; 17.转盘与度盘止动螺钉;18.制动(一); 19.底座；20.转座;21.度盘;22.游标;23.立柱; 25.游标盘止动螺钉;26.准直管光轴水平调节螺丝； 27.准直管光轴倾斜度调节螺丝；28.狭缝宽度调节手轮;
思考题 1.当狭缝太窄、太宽时，将会出现什么现象？为什么？ 2.在用自准法调整光栅方位时,可以同时看到两个一强一 弱的十字反射像,它们是如何生成的?调整时应如何处理?
迈克耳逊干涉仪的调节和使用
实验目的
实验仪器
实验原理 实验内容 数据记录表格 数据处理要求
注意事项 思考题
实验目的：
1.掌握迈克耳逊干涉仪的调节； 2.用迈克耳逊干涉仪测激光的光波波长。
3.干涉环两侧的环序数不要数错。 4.防止实验装置受震引起干涉环的变化。 5.测量时显微镜的＋字准线，必须对准牛顿暗条纹的心。 6.读数显微镜调焦时，镜筒只能由下向上调节，以免碰伤物 镜或被观察物。
用透射光栅测定光波波长
实验目的 实验仪器 实验原理 光路调节的要求 实验内容 数据记录表格 数据处理要求 注意事项
光路如图1-3所示
f xp xL
二、发散透镜焦距的 测定
辅助透镜成像求焦距
光路如图1-4所示，通过测定物距和像距，利用（1-2）式 即可算出焦距f /。
实验内容
1、共轴调节 2、物距像距法测凸透镜焦距 3、两次成像法测凸透镜焦距 4、自准直法测凸透镜焦距 5、辅助透镜法测凹透镜焦距
数据记录表格
思考题
实验目的： 1.加深对光栅分光原理的理解； 2.用透射光栅测定光波波长； 3.熟悉分光计的使用方法。
实验仪器： 分光计 平面透射光栅 汞灯
实验原理：
如图4-1所示，设s为位于透镜L1物方焦面上细长 狭缝光源，G为光栅，光栅上相邻狭缝对应点的间距d 称为光栅常量。自L1射出的平行光垂直的照射在光栅G 上。透镜L2将与光栅法线成θ 角的衍射光汇聚于其象 方焦面上的点，则产生衍射亮条纹的条件为：
……①
①式称为光栅方程。式中 是衍射角， 是入射光波的波长， k是光谱级数（k=0， 1,2) 。由光栅方程可知，若光波波 长已知。只须测出某谱线的衍射角 和光谱级数k，则可由上 式求出光栅常量。若已知光栅常量，只须测出某谱线的衍射 角 和光谱级数k，则可由上式求出该谱线的光波波长 。
实验原理：
1.自准直法测棱镜顶角 测三棱镜顶角如图所示。若 测得AB、AC两面的法线之间的 夹角θ，则因顶角A与θ互补，由 A 1800 就可求得顶角A。
2、棱脊分束法 如图所示，由准直管 射出的平行光束被棱镜的两个 折射面分成两部分，固定分光 计上的其余可动部分，转动望 远镜至T1位置，观察由棱镜的 一折射面所反射的狭缝像，使 之与竖直叉丝重合；将望远镜 再转至T2位置，观察由棱镜另 一折射面所反射的狭缝像，再 使之与竖直叉丝重合，望远镜 的两位置所对应的游标读数之 差θ ，为棱镜角A的两倍。
实验目的： 1.掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法； 2.通过实验加深对等厚干涉原理的理解。
实验仪器： 牛顿环仪 钠灯 玻璃片（连支架） 测量显微镜
平凸透镜
平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品。
平凸透镜
平板玻璃
实验原理：
当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一平玻璃板相接触 时，在透镜的凸面与平玻璃板之间将形成一空气薄膜，离接触 点等距离的地方，厚度相同。如图3-2所示，若以波长为λ的 单色平行光投射到这种装置上，则由空气薄膜上下表面反射的 光波将互相干涉，形成的干涉条纹为膜的等厚各点的轨迹，这 种干涉是一种等厚干涉，在反射方向观察时，将看到一组以接 触点为中心的暗亮相间的圆环形干涉条纹，而且中心是一暗斑， 这种干涉现象最早为牛顿所发现，故称牛顿环。 设透镜L的曲率半径为R，形成的m级干涉暗条纹的半径为rm， 不难证明： rm= m R ……①
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21 20
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环序数 xi左（mm）
环位置 xi右（mm）
环半径ri（mm）
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11 10
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数据处理要求
用逐差法处理 计算平凸透镜的曲率半径R及其标准不确定度。
注意事项： 1.测量前要先观察干涉条纹是否左右都能看到24环。 2.为了避免引进螺距差，测量时读数显微镜必须沿同一方向 移动。
c.将望远镜垂直对准平面镜（或三棱镜）的一个反射 面 ，在前后微调目镜镜筒，使小十字叉丝反射像清楚 。如 图所示。
1.应用自准直原理调望远镜适合平行光。 调节好的视场如下图所示
2.用逐次逼近法调望远镜光轴与中心转轴垂直
望远镜光轴对准 反射镜
望远镜光轴对准 反射镜的另一面
调节载物台倾斜度 调节螺钉
光路调节的要求：
1．望远镜的光轴垂直于分光计的转轴 2．准直管发射平行光 3．准直管的光轴与望远镜的光轴重合 4．准直管的光轴垂直于光栅面 5．左右两边的光谱线等高
调节方法：
1. 利用平面镜， 用自准直法和逐次逼近法调节分光计。分 光计调好后，视场如图所示
2. 取下平面镜，放上光栅后，调节载物台倾斜度调 节螺钉。调好后望远镜视场如图所示
调节望远镜倾斜度 调节螺钉
望远镜光轴与中心 转轴垂直
3.调节准直管发射平行光且光轴与望远镜光轴重合. 调节好的视场如下图所示
转动望远镜，使测量用 差丝对准狭缝几何中心
调节准直管倾斜度调节 螺钉，使测量用差丝对 准狭缝几何中心
数据记录表格 1.用自准法测棱镜顶角
2.反射法测棱镜顶角
数据处理要求 算出棱镜顶角的平均值及其标准不确定度。
光学实验
实验一 薄透镜焦距的测定 实验二 分光计的调节与棱镜顶角的测定 实验三 用牛顿环干涉仪测平凸透镜的曲率半径 实验四 用透射光栅测光栅常量与光波波长 实验五 迈克尔逊干涉仪的调节和使用 实验六 偏振现象的观察与研究
薄透镜焦距的测定
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容
数据记录表格
数据处理要求 实验注意事项 思考题
注意事项： 1. 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，以 免弄脏或损坏。 2. 汞灯的紫外光很强，不可直视，以免灼伤眼睛。 3. 光栅位置调节的两项要求逐一调节后，应再重 复检查，因为调节后一项时，可能对前一项的状况 有些破坏。 4.光栅位置调好后，在实验中不能移动。 5. 数据处理：有关表示角度误差的数值要以弧度 为单位。
注意事项 1.调节过程中，每一步调节好之后，在调节下 一步的时候，不能再破坏原来的调节。 2.注意不要将双面镜碰落，打碎。
3.调节平行光管时再开钠光灯，打开后就不要再 频繁开关。
思考题 分光计游标盘上为什么要设置两个游标？ 两个游标应如何利用？
用牛顿环干涉测透镜曲率半径
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 实验记录表格 数据处理要求 注意事项
思考题
测量像距时要根据像的清晰度来确定像的位置，应 该选择成像较大的位置，还是选择成像较小的位置？
分光计的调节及棱镜顶角的测定
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 分光计的调节 数据记录表格 数据处理要求 注意事项 思考题
实验目的： 1.了解分光计的结构，掌握分光计的调节方法。 2.掌握测量棱镜顶角的方法。
实验仪器： 迈克耳孙干涉仪 He-Ne激光器 白屏 扩束镜
分光板
补偿板 全反镜
水平调节螺丝
细调手轮 竖直调节螺丝
图5—1
图5-2
实验室中最长用的迈克耳孙干涉仪，其结构图和原理图如 图5—1和5—2所示，M1、M2是在相互垂直的两臂上放置的两个 平面反射镜，其背面各有三个调节螺旋，用来调节镜面的方位； M2是固定的，M1是由精密丝杆控制，可以沿臂轴前后移动，其 移动距离由转盘读出，仪器前方粗动手轮分度值为10-2mm，右 侧微动手轮的分度值为10-4 mm，可估读至10-5 mm，两个读数 手轮属于蜗轮蜗杆传动系统。在两臂轴相交处，有一与两臂轴 各成450的平行平面玻璃板G1，且在G1的第二平面上镀以半透 （半反射）膜，以便将入射分成振幅近乎相等的反射光1和透射 光2，故G1板又称为分光板，G2也是一平行平面玻璃板，与G1 平行放置，厚度和折射率均与G1相同。由于它补偿了1和2之间 附加的光程差，故称为补偿板。
1.凸透镜焦距的测定 ⑴物距象距法测凸透镜的焦距。（单位：cm）
测量量
物屏位置
透镜位置
象屏位置
p
p
/
f/
次数
1
2
3
⑵两次成象法测凸透镜的焦距。
次数 测量量
单位：cm
3
1
2
物屏位置
透镜Ⅰ位置
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透镜Ⅱ位置
象屏位置
l
d
f/
⑶自准直法测凸透镜的焦距。 物屏的位置:
从左到右移动透镜
1
透镜 位置 (cm) 旋转
3.调节载物台光栅下面正对螺钉,使光谱线等高。 调好后视场如下图所示。
实验内容:
1.测光栅常量 2.测光波波长 3.测光栅的角色散
数据记录表格
v1
3.测光栅的角色散
△ λ =2.06nm
K=±1
λ
黄=578.97nm
λ黄=576.96nm
数据处理要求: 1.测光栅常量:算出光栅常量的平均值及其标准不确定度； 2.测光波波长：算出光波波长的平均值； 3.测光栅的角色散：算出光栅的角色散的平均值。
从右到左移动透镜
5 1 2 3 4 5
2
3
4
180
o后
透镜 位置
(cm)
2.用辅助透镜测凹透镜焦距
次数
1
2
3
测量量
象屏
p / 的位置
凹透镜L的位置
象屏p
/
/的位置
P
p
/
f/
数据处理要求
自准法要求算出算出焦距的平均值及其标准不确定 度； 其它方法只要求算出焦距的平均值。
注意事项：
1、人眼对成像的清晰程度的分辨能力不是很强，因而象屏 在一小范围ΔS’移动时，人眼所见的象是同样清晰的，此范围 为景深，为了减少由此引入的误差，可由近向远和由远向近移 动白屏去探测象的位置，并取二位置的平均值为象的位置。 2、自准法中，平面镜与透镜的间距大小，从理论上讲不影 响实验结果，但为了减少光能的损失，保证像的亮度和清晰程 度，间距的取值不宜太大，最好紧贴在一起。 3、两次成像法中，间距L不要取得太大，否则将使一个象 缩得很小，以致难以确定凸透镜在哪一个位置上时成象最清晰。 4、辅助透镜法测凹透镜焦距前，光学元件还需进行同轴等 高的调节。 5、辅助透镜法测凹透镜焦距时，要用辅助透镜L的等大或 略小的实像P’作为凹透镜的虚物。
实验内容
1.调节分光计 2.用自准法测棱镜顶角 3.棱脊分束法测棱镜顶角
分光计的调节
要求: 1. 望远镜能观察平行光. 2.望远镜光轴垂直于仪器转轴. 3.准直管产生平行光且光轴与望远镜光轴重合.
方法:
a.调节目镜调焦手轮看清测量用叉丝； 如图所示。
b.调节载物台三螺钉的螺距相等(如:都是3个或4个螺距)
因此只要精确测定两个环的半径，由两个半径的平方 差值就可准确地算出透镜的曲率半径R，即
R=
rm 2 rm1 ……④ (m2 m1 )
2 2
实验内容： 1.将仪器按图3-5所示装置好，调节仪器看清环纹。 2.用测量显微镜测量干涉环的半径。
实验记录表格
环序数 xi左（mm） 环位置 xi右（mm） 环半径ri（mm）
1 1 1 / p/ p f
（1-1）
故
pp/ f/ p p/
（1-2）
一、测定会聚透镜焦距的方法 1、测量物距与像距求焦距 光路如图1-1所示，通过测定物距和像距，利用（1-2）式即 可算出焦距f /。 2、由透镜两次成像求焦距 光路如图1-2所示
l d f 4l
2 /
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3、自准法测焦距
实验目的 1、学会调节光学系统使之共轴，并了解视差原理 的实际应用； 2、掌握薄透镜焦距的常用测定方法。
实验 仪器 光具座 会聚透镜（两块） 发散透镜 物屏 白屏 平面反射镜 光源
光具座的实验装置图
实验原理
如图1-1所示，设透镜的像方焦距为f / ,物距为P，对应的像距 为P/，则透镜成像的高斯公式为
上式表明：当λ已知时，只要测出第m级干涉暗条纹的半径， 即可算出透镜的曲率半径R。但由于两接触镜面之间难免附着尘 埃，并且在接触时难免发生弹性形变，难以判断环纹的干涉级 数m，测量时可测量两个距中心较远的两个暗环的半径例如测出 第m1个暗环的半径和m2个暗环的半径（这里的m1和m2为环序数， 不一定是干涉级数）因而①应修正为： 2 rm =（m+j）R λ ……② 式中m为环序数，（m+j）为干涉级数（j为干涉级修正值），于 是 2 2 rm2 rm1 =[（m2+j）－（m1+j）]Rλ=（m2－m1）R λ……③ 上式表明，任意两环的半径的平方差和干涉级数以及环序数 无关，而与两个环的序数之差（m2－m1）有关。
实验仪器： 分光计 三棱镜 平面镜 钠光灯
分光计结构图
分光计的结构
1. 狭缝装置；2.狭缝装置锁紧螺丝； 3. 准直管； 4. 制动架; 5. 载物台；6. 载物台水平调节螺丝； 7. 载物台锁紧螺丝;8.望远镜;9.望远镜锁紧螺丝; 10.阿贝式自准直目镜;11.目镜视度调节手轮; 12. 望远镜光轴倾斜度调节螺丝；13.望远镜光轴水平 调节螺丝；14.支臂;15.望远镜微调螺丝;16.望远镜 微调螺丝; 17.转盘与度盘止动螺钉;18.制动(一); 19.底座；20.转座;21.度盘;22.游标;23.立柱; 25.游标盘止动螺钉;26.准直管光轴水平调节螺丝； 27.准直管光轴倾斜度调节螺丝；28.狭缝宽度调节手轮;
思考题 1.当狭缝太窄、太宽时，将会出现什么现象？为什么？ 2.在用自准法调整光栅方位时,可以同时看到两个一强一 弱的十字反射像,它们是如何生成的?调整时应如何处理?
迈克耳逊干涉仪的调节和使用
实验目的
实验仪器
实验原理 实验内容 数据记录表格 数据处理要求
注意事项 思考题
实验目的：
1.掌握迈克耳逊干涉仪的调节； 2.用迈克耳逊干涉仪测激光的光波波长。
3.干涉环两侧的环序数不要数错。 4.防止实验装置受震引起干涉环的变化。 5.测量时显微镜的＋字准线，必须对准牛顿暗条纹的心。 6.读数显微镜调焦时，镜筒只能由下向上调节，以免碰伤物 镜或被观察物。
用透射光栅测定光波波长
实验目的 实验仪器 实验原理 光路调节的要求 实验内容 数据记录表格 数据处理要求 注意事项
光路如图1-3所示
f xp xL
二、发散透镜焦距的 测定
辅助透镜成像求焦距
光路如图1-4所示，通过测定物距和像距，利用（1-2）式 即可算出焦距f /。
实验内容
1、共轴调节 2、物距像距法测凸透镜焦距 3、两次成像法测凸透镜焦距 4、自准直法测凸透镜焦距 5、辅助透镜法测凹透镜焦距
数据记录表格
思考题
实验目的： 1.加深对光栅分光原理的理解； 2.用透射光栅测定光波波长； 3.熟悉分光计的使用方法。
实验仪器： 分光计 平面透射光栅 汞灯
实验原理：
如图4-1所示，设s为位于透镜L1物方焦面上细长 狭缝光源，G为光栅，光栅上相邻狭缝对应点的间距d 称为光栅常量。自L1射出的平行光垂直的照射在光栅G 上。透镜L2将与光栅法线成θ 角的衍射光汇聚于其象 方焦面上的点，则产生衍射亮条纹的条件为：