光學(xué)實(shí)驗(yàn)課件

光學(xué)實(shí)驗(yàn)課件第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月光學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)夸洷⊥哥R焦距的測(cè)定分光儀的調(diào)整及折射率的測(cè)定

等厚干涉現(xiàn)象的研究用透射光柵測(cè)光波波長及角色散率邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及使用第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月薄透鏡焦距的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容思考題第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)內(nèi)容共軛法測(cè)量凸透鏡焦距

自準(zhǔn)直法測(cè)量凸透鏡焦距

用物距與像距法測(cè)量凹透鏡焦距

第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題

為什么要調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)共軸？調(diào)節(jié)共軸有那些要求？怎樣調(diào)節(jié)？為什么實(shí)驗(yàn)中常用白屏作為成像的光屏？可否用黑屏、透明平玻璃、毛玻璃，為什么？為什么實(shí)物經(jīng)會(huì)聚透鏡兩次成像時(shí)，必須使物體與像屏之間的距離大于透鏡焦距的4倍？實(shí)驗(yàn)中如果選擇不當(dāng)，對(duì)的測(cè)量有何影響？在薄透鏡成像的高斯公式中，在具體應(yīng)用時(shí)其正、負(fù)號(hào)如何規(guī)定？

第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月共軛法測(cè)量凸透鏡焦距第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月自準(zhǔn)直法測(cè)凸透鏡焦距第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)儀器（光具座）第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)使之共軸。掌握測(cè)量會(huì)聚薄透鏡和發(fā)散透鏡焦距的方法。驗(yàn)證透鏡成像公式，并從感性上了解透鏡成像公式的近似性。第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月用物距與像距法測(cè)凹透鏡焦距

第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月分光儀調(diào)整及棱鏡折射率測(cè)定

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

思考題

第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月反射法測(cè)三棱鏡頂角

φR1R24第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量三棱鏡的頂角

θ1θ2φ第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)定棱鏡玻璃折射率

第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月FGY-01（JJY）型分光儀

第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解分光儀的結(jié)構(gòu)；掌握分光儀的調(diào)節(jié)和使用方法。掌握測(cè)定棱鏡頂角的方法。學(xué)會(huì)用最小偏向角測(cè)定棱鏡的折射率。第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題

分光儀由哪幾部分組成？各部分作用是什么？如何調(diào)整分光儀？分光儀底座為什么沒有水平調(diào)節(jié)裝置？調(diào)整分光儀時(shí)，若旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)，三棱鏡的三面反射回來的綠色小十字像均對(duì)準(zhǔn)分化板水平叉絲等高的位置，這時(shí)還有必要再采用二分之一逐次逼近法來調(diào)節(jié)嗎？為什么？望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)三棱鏡面時(shí)，窗口讀數(shù)是293度21分30秒，寫出這時(shí)窗口的可能讀數(shù)和望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)面時(shí)，窗口的可能讀數(shù)值。第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月等厚干涉現(xiàn)象的研究

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)

思考題第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月JXD—B型讀數(shù)顯微鏡

第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓環(huán)儀第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

觀察牛頓環(huán)產(chǎn)生的等厚干涉條紋，加深對(duì)等厚干涉現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。掌握測(cè)量平凸透鏡曲率半徑的方法。第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)原理

第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

觀察牛頓環(huán)測(cè)量牛頓環(huán)第21到第30暗環(huán)的直徑重復(fù)測(cè)量3次，記錄每一暗環(huán)位置讀數(shù)。第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理1因圓心無法確定，先測(cè)出OLn…，OL3，OL2，OL1之間的距離，再讀出OL1‘，OL2’…OLn‘，其中OL1-OL1’為k1級(jí)的圓環(huán)直徑D1。同理可得k2,

k3,…kn的圓環(huán)直徑。采用多項(xiàng)逐差法處理.第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理2第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月注意事項(xiàng)使用讀數(shù)顯微鏡時(shí)，為避免引進(jìn)螺距差，移測(cè)時(shí)必須向同一方向旋轉(zhuǎn)，中途不可倒退。調(diào)節(jié)H時(shí)，螺旋不可旋得過緊，以免接觸壓力過大引起透鏡彈性形變。實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)將牛頓環(huán)儀上的三個(gè)螺旋松開，以免牛頓環(huán)變形。第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題牛頓環(huán)干涉條紋一定會(huì)成為圓環(huán)形狀嗎？其形成的干涉條紋定域在何處？從牛頓環(huán)儀透射出到環(huán)底的光能形成干涉條紋嗎？如果能形成干涉環(huán)，則與反射光形成的條紋有何不同？實(shí)驗(yàn)中為什么要測(cè)牛頓環(huán)直徑，而不測(cè)其半徑？實(shí)驗(yàn)中為什么要測(cè)量多組數(shù)據(jù)且采用多項(xiàng)逐差法處理數(shù)據(jù)？實(shí)驗(yàn)中如果用凹透鏡代替凸透鏡，所得數(shù)據(jù)有何異同？第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月用光柵測(cè)光波波長及角色散率

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器：分光儀，平面透鏡光柵，

汞燈實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理思考題第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由顚?duì)光的干涉及衍射和光柵分光作用基本原理的理解。學(xué)會(huì)用透射光柵測(cè)定光波的波長及光柵常數(shù)和角色散率。學(xué)會(huì)利用透射光柵演示復(fù)色光譜。

第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)原理第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

按實(shí)驗(yàn)三，調(diào)好分光儀。光柵位置的調(diào)節(jié)及光譜觀察測(cè)定衍射角第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理

以汞燈綠譜線的波長（=546.1納米）為已知，將步驟3中所測(cè)綠譜線的衍射角代入（5—7—1）式，并取，求出光柵常數(shù)，然后由其它譜線衍射角和求得的光柵常數(shù)算出相應(yīng)的波長。與公認(rèn)值比較，計(jì)算其測(cè)量誤差。將汞燈各譜線的衍射角代入（5—7—2）式中，計(jì)算出光柵相應(yīng)于各譜線的第一級(jí)角色散率。第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題本實(shí)驗(yàn)對(duì)分光儀的調(diào)整有何特殊要求？如何調(diào)節(jié)才能滿足測(cè)量要求？分析光柵和棱鏡分光的主要區(qū)別。如果光波波長都是未知的，能否用光柵測(cè)其波長？第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及使用

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器：邁克爾遜干涉儀（WSM-100），激光器，鈉光燈，毛玻璃屏，擴(kuò)束鏡。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)思考題第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私膺~克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)和干涉花樣的形成原理。學(xué)會(huì)邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用方法。觀察等傾干涉條紋，測(cè)量He-Ne激光的波長。觀察等厚干涉條紋，測(cè)量鈉光的雙線波長差。第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量激光的波長（１）邁克爾遜干涉儀的手輪操作和讀數(shù)練習(xí)（２）經(jīng)上述調(diào)節(jié)后，讀出動(dòng)鏡M1所在的相對(duì)位置，此為“0”位置，然后沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)手輪，仔細(xì)觀察屏上的干涉條紋“涌出”或“陷入”的個(gè)數(shù)。每隔100個(gè)條紋，記錄一次動(dòng)鏡M1的位置。共記500條條紋，讀6個(gè)位置的讀數(shù)，填入自擬的表格中。（３）由（5―12―5）計(jì)算出激光的波長。取其平均值與公認(rèn)值（632.8納米）比較，并計(jì)算其相對(duì)誤差。第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量鈉光雙線波長差（１）以鈉光為光源，使之照射到毛玻璃屏上，形成均勻的擴(kuò)束光源。在毛玻璃屏與分光鏡P1之間放一叉線（或指針）。在E處沿EP1M1的方向進(jìn)行觀察。（２）把圓形干涉條紋調(diào)好后，緩慢移動(dòng)M1鏡，使視場(chǎng)中心的可見度最小，記下鏡M1的位置d1再沿原來方向移動(dòng)M1鏡，直到可見度最小，記下M1鏡的位置d2。（３）按上述步驟重復(fù)三次，求得Δd。第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)

第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月邁克爾遜干涉儀的調(diào)整第39頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月用邁克爾遜干涉儀測(cè)激光波長原理第40頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月用邁克爾遜干涉儀測(cè)量鈉光的雙線波長差

第41頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月注意事項(xiàng)在調(diào)節(jié)和測(cè)量過程中，一定要非常細(xì)心和耐心，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)要緩慢、均勻。為了防止引進(jìn)螺距差，每項(xiàng)測(cè)量時(shí)必須沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，途中不能倒退。在用激光器測(cè)波長時(shí)，M1鏡的位置應(yīng)保持在30—60毫米范圍內(nèi)。為了測(cè)量讀數(shù)