基础光学实验实验报告
光学基础技术实验报告
一、实验目的1. 了解光学基本原理，掌握光学实验的基本方法。
2. 熟悉光学仪器和器件，提高实验操作技能。
3. 分析实验数据，培养科学思维和实验能力。
二、实验原理光学实验是研究光学现象和光学器件的基本方法。
本实验主要涉及以下光学基本原理：1. 光的直线传播：光在同一均匀介质中沿直线传播。
2. 光的反射与折射：光从一种介质射入另一种介质时，会发生反射和折射现象。
3. 光的干涉与衍射：当两束或多束相干光相遇时，会发生干涉和衍射现象。
4. 光的偏振：光波的电场振动方向和磁场振动方向垂直，称为光的偏振。
三、实验仪器与材料1. 光学仪器：激光器、分束器、透镜、狭缝、光栅、偏振片等。
2. 实验材料：干板、光栅、偏振片、滤光片等。
四、实验内容与步骤1. 光的直线传播实验（1）调整激光器，使其发出一束平行光。
（2）在激光器前方放置一个狭缝，观察光束通过狭缝后的传播情况。
（3）在狭缝后放置一个屏幕，观察光束在屏幕上的分布。
2. 光的反射与折射实验（1）调整激光器，使其发出一束光束。
（2）在光束前方放置一个透明介质（如水或玻璃），观察光束在介质中的传播情况。
（3）在透明介质前后分别放置两个屏幕，观察光束在介质中的反射和折射现象。
3. 光的干涉实验（1）调整激光器，使其发出一束光束。
（2）在光束前方放置一个分束器，将光束分成两束。
（3）调整两束光束的夹角，观察光束在屏幕上的干涉条纹。
4. 光的衍射实验（1）调整激光器，使其发出一束光束。
（2）在光束前方放置一个狭缝，观察光束通过狭缝后的衍射现象。
（3）调整狭缝宽度，观察衍射条纹的变化。
5. 光的偏振实验（1）调整激光器，使其发出一束光束。
（2）在光束前方放置一个偏振片，观察光束通过偏振片后的偏振现象。
（3）调整偏振片的角度，观察光束的透射和反射情况。
五、实验结果与分析1. 光的直线传播实验：观察到光束在狭缝后沿直线传播，并在屏幕上形成光斑。
2. 光的反射与折射实验：观察到光束在透明介质中发生反射和折射，光束在介质中的传播速度减慢。
光学实验报告
光学实验报告光学实验报告引言：光学是一门研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的科学，广泛应用于日常生活和各个领域中。
本实验旨在通过一系列光学实验，深入了解光的性质和行为，以及探索光学实验的原理和应用。
实验一：光的折射在这个实验中，我们使用了一块玻璃板和一束光线。
通过调整光线的入射角度，观察光线在玻璃板中的折射现象。
根据斯涅尔定律，我们可以计算出光线的折射角度和入射角度之间的关系。
实验结果表明，当光线从空气中进入玻璃板时，光线的折射角度会小于入射角度，而当光线从玻璃板出射时，光线的折射角度会大于入射角度。
这一现象可以解释为光在不同介质中传播速度的改变导致的。
实验二：光的干涉在这个实验中，我们使用了一束单色光和一对狭缝。
通过调整狭缝的宽度和间距，观察光的干涉现象。
根据干涉理论，当两束光线相遇时，会出现干涉条纹。
我们发现，当狭缝的宽度和间距适当时，干涉条纹会明显可见。
这一现象可以解释为光的波动性质导致的，两束光线的波峰和波谷相遇时会发生增强或抵消，形成干涉条纹。
实验三：光的衍射在这个实验中，我们使用了一束单色光和一个狭缝。
通过调整狭缝的宽度和光的波长，观察光的衍射现象。
根据衍射理论，当光通过一个狭缝时，会发生衍射现象，光线会向各个方向散射。
我们发现，当狭缝的宽度和光的波长适当时，衍射现象会明显可见。
这一现象可以解释为光的波动性质导致的，狭缝作为光的波前的一部分，会影响光的传播方向和强度。
实验四：光的偏振在这个实验中，我们使用了一束自然光和一对偏振片。
通过旋转偏振片的角度，观察光的偏振现象。
根据偏振理论，自然光中的光波是沿着各个方向振动的，而偏振片可以选择只允许某个方向的光通过。
我们发现，当两个偏振片的方向垂直时，光线会完全被吸收，当两个偏振片的方向平行时，光线会完全透过。
这一现象可以解释为光的电磁波振动方向的选择性传播。
结论：通过这些光学实验，我们深入了解了光的性质和行为。
折射实验揭示了光在不同介质中传播速度的改变导致的折射现象。
工程光学基础实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握光学基本原理和实验方法；2. 学习使用光学仪器，观察光学现象；3. 分析光学实验数据，提高实验技能。
二、实验仪器与设备1. 光具座；2. 平面镜；3. 凸透镜；4. 薄透镜；5. 光屏；6. 光具箱；7. 刻度尺；8. 毫米尺；9. 精密水准仪；10. 光学显微镜；11. 光电传感器；12. 数据采集器。
三、实验原理1. 几何光学：利用光学仪器观察光的传播、反射、折射等现象，研究光与物质之间的相互作用。
2. 物理光学：研究光的波动性质，包括光的干涉、衍射、偏振等现象。
四、实验内容与步骤1. 观察平面镜成像现象：将平面镜放置在光具座上，调整光源和光屏，观察物体在平面镜中的成像。
2. 观察凸透镜成像现象：将凸透镜放置在光具座上，调整光源和光屏，观察物体在凸透镜中的成像。
3. 观察薄透镜成像现象：将薄透镜放置在光具座上，调整光源和光屏，观察物体在薄透镜中的成像。
4. 光的干涉现象：利用干涉仪观察光的干涉条纹，研究光的波长、相位等信息。
5. 光的衍射现象：利用衍射光栅观察光的衍射条纹，研究光的波长、衍射角等信息。
6. 光的偏振现象：利用偏振片观察光的偏振现象，研究光的偏振方向和强度。
7. 光电传感器实验：将光电传感器连接到数据采集器，观察光强度与光电传感器输出电压之间的关系。
五、实验数据与结果分析1. 观察平面镜成像现象：实验结果显示，物体在平面镜中的成像与物体本身位置关于平面镜对称。
2. 观察凸透镜成像现象：实验结果显示，物体在凸透镜中的成像为实像或虚像，成像位置与物体位置、透镜焦距有关。
3. 观察薄透镜成像现象：实验结果显示，物体在薄透镜中的成像为实像或虚像，成像位置与物体位置、透镜焦距有关。
4. 光的干涉现象：实验结果显示，干涉条纹间距与光的波长、干涉仪间距有关。
5. 光的衍射现象：实验结果显示，衍射条纹间距与光的波长、衍射光栅间距有关。
6. 光的偏振现象：实验结果显示，光的偏振方向与光的传播方向有关。
光学基础实验报告
光学基础实验报告光学基础实验报告实验1：⾃组望远镜和显微镜⼀、实验⽬的1.了解透镜成像规律，掌握望远镜系统的成像原理。
2.根据⼏何光学原理、透镜成像规律和试验参数要求，设计望远镜的光路，提出光学元件的选⽤⽅案，并通过光路调整，达到望远镜的实验要求，从⽽掌握望远镜技术。
⼆、实验原理1.望远镜的结构和成像原理望远镜由物镜L1和⽬镜L2组成。
⽬镜将⽆穷远物体发出光会聚于像⽅焦平⾯成⼀倒⽴实像，实像同时位于⽬镜的物⽅焦平⾯内侧，经过⽬镜放⼤实像。
通过调节物镜和⽬镜相对位置，使中间实像落在⽬镜⽬镜物⽅焦⾯上。
另在⽬镜物焦⽅⾯附有叉丝或标尺分化格。
物像位置要求：⾸先调节⽬镜⾄能清晰看到叉丝，后调整⽬镜筒与物镜间距离即对被观察物调焦。
望远镜成像视⾓放⼤率要求：定义视⾓放⼤率M 为眼睛通过仪器观察物像对⼈眼张⾓ω’的正切与眼睛直接观察物体时物体对眼睛的张⾓ω的正切之⽐M=ωωtan 'tan 。
要求M>1。
2.望远镜主要有两种情况：⼀种是具有正光焦度⽬镜，即⽬镜2L 是会聚透镜的系统，称为开普勒望远镜；另⼀种是具有负光焦度⽬镜，即⽬镜2L 是发散透镜的系统，称为伽利略望远镜。
对于开普勒望远镜，有M=ωωtan 'tan =-''21f f公式中的负号表⽰开普勒望远镜成倒像。
若要使M 的绝对值⼤于1，应有1f >2f 。
对于伽利略望远镜，视⾓放⼤率为正值，成正像。
此外，由于光的衍射效应，制造望远镜时，还必须满⾜：M=d D式中D 为物镜的孔径，d 为⽬镜的孔径，否则视⾓虽放⼤，但不能分辨物体的细节。
三、思考题1.根据透镜成像规律，怎样⽤最简单⽅法区别凹透镜和凸透镜？答：（1）将这个透镜靠近被观察物，如果物的像被放⼤的，说明该透镜为凸透镜；（2）将这个透镜放在阳光下或灯光下适当移动，如果出现⼩光斑的，说明该透镜为凸透镜．2.望远镜和显微镜有哪些相同之处？从⽤途、结构、视⾓放⼤率以及调焦等⼏个⽅⾯⽐较它们的相异之处。
关于光学的实验报告
一、实验目的1. 了解光学仪器的基本构造和使用方法。
2. 掌握光学基本实验原理和实验操作技能。
3. 通过实验验证光学基本定律，加深对光学知识的理解。
二、实验仪器1. 平行光管2. 透镜3. 光具座4. 分划板5. 白光光源6. 积分球7. 滤光片8. 光谱仪9. 光纤光谱仪三、实验内容实验一：平行光管测量透镜焦距1. 实验原理：平行光管通过调节分划板使其成像于无穷远，再利用透镜的成像规律测量焦距。
2. 实验步骤：a. 将平行光管放置在光具座上，调节光源使光线平行。
b. 将分划板调节到物镜的焦平面上，观察分划板的像。
c. 将待测透镜放置在光具座上，调整位置使分划板的像清晰。
d. 利用读数显微镜测量透镜的焦距。
实验二：测量不同种类滤光片的透过率1. 实验原理：利用积分球和光谱仪测量不同种类滤光片的透过率。
2. 实验步骤：a. 将光源放置在积分球中，使光线均匀分布。
b. 将不同种类的滤光片依次放置在积分球的出口处。
c. 利用光谱仪测量透过滤光片的光谱。
d. 计算滤光片的透过率。
实验三：了解薄膜的性质与应用1. 实验原理：利用干涉现象观察薄膜的厚度和折射率。
2. 实验步骤：a. 将薄膜样品放置在光具座上，调节光源使光线垂直照射薄膜。
b. 观察干涉条纹，记录条纹间距。
c. 根据干涉条纹间距计算薄膜的厚度和折射率。
实验四：了解光纤光谱仪的原理与使用方法1. 实验原理：光纤光谱仪利用光纤传输光信号，通过光谱仪分析光信号的光谱。
2. 实验步骤：a. 将光纤光谱仪连接到光源和探测器。
b. 调节光源，使光信号通过光纤传输。
c. 利用光谱仪分析光信号的光谱。
四、实验结果与分析1. 平行光管测量透镜焦距：测量结果与理论值基本一致，说明实验操作正确。
2. 测量不同种类滤光片的透过率：测量结果与滤光片规格书上的数据基本一致，说明实验操作正确。
3. 了解薄膜的性质与应用：通过实验观察到干涉条纹，计算出薄膜的厚度和折射率，说明实验操作正确。
光学实验基本光路调整实验报告
课程名称：应用光学
实验项目名称：基本光路调整实验
图3.1 自准直法原理图
平行光束的检测：
如图1.2所示，为了获得宽准直光束，细激光束经过显微镜物镜扩束，随后经过空间滤波器滤波，再经过准直透镜准直，最后遇到一块透明的平行平晶(平行度较好的平板玻璃)，该平行平晶的面法线与光轴有一定夹角，使准直光线经过平行平晶的反射在导轨外用白屏观察到。
由于相干性，平行平晶前后两个表面反射的光会由于半波损失或者在平行平晶中多经过的光程差导致两个光有光程差从而形成干涉条纹。
平行平晶与导轨夹角较小时，干涉条纹近似呈同心圆环；夹角较大时，条纹变成弯曲状或近似的直线状。
平行平晶越厚、光束的发散角（或会聚角）越大，则条纹越密；减小光束发散角(会聚角)，条纹变稀少。
光束接近准直时，条纹几乎消失。
显然，条纹疏密的程度取决于平晶的平行度及光束的准直度。
图3.2 平行平晶法光路图
图5.1 实验现象一图5.2 实验现象二
图5.3 实验现象三图5.4 实验现象四。
光学试验的实验报告
一、实验目的1. 了解光学试验的基本原理和方法。
2. 掌握光学仪器的基本操作和调试技巧。
3. 培养实验操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理光学试验是研究光与物质相互作用的一种实验方法。
通过观察光的行为，我们可以了解物质的性质、结构以及光学特性。
本实验主要涉及以下光学原理：1. 光的反射与折射2. 光的干涉与衍射3. 光的偏振三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光学平台、光具座、光源、反射镜、透镜、滤光片、偏振片、光栅、干涉仪等。
2. 实验材料：待测样品、光学元件、光电池、光敏电阻等。
四、实验步骤1. 光的反射与折射实验（1）将光源、透镜、反射镜和待测样品依次放置在光学平台上，调整光源方向，使光线垂直照射到待测样品上。
（2）观察反射光线与入射光线的夹角，记录数据。
（3）调整透镜与待测样品的距离，观察折射光线的方向，记录数据。
2. 光的干涉与衍射实验（1）将光源、光栅、透镜和光电池依次放置在光学平台上，调整光源方向，使光线垂直照射到光栅上。
（2）观察光电池上的光强分布，记录数据。
（3）调整透镜与光电池的距离，观察衍射光线的方向，记录数据。
3. 光的偏振实验（1）将光源、偏振片、透镜和光电池依次放置在光学平台上，调整光源方向，使光线垂直照射到偏振片上。
（2）观察光电池上的光强分布，记录数据。
（3）旋转偏振片，观察光电池上的光强变化，记录数据。
五、实验结果与分析1. 光的反射与折射实验根据实验数据，计算出待测样品的折射率，并与理论值进行比较，分析误差原因。
2. 光的干涉与衍射实验根据实验数据，计算出光栅的衍射级数，并与理论值进行比较，分析误差原因。
3. 光的偏振实验根据实验数据，计算出偏振片的偏振角度，并与理论值进行比较，分析误差原因。
六、实验总结通过本次光学试验，我们了解了光学试验的基本原理和方法，掌握了光学仪器的基本操作和调试技巧。
在实验过程中，我们学会了如何观察光的行为，分析物质的性质和结构。
同时，我们也认识到实验过程中误差的来源，为今后进行更精确的实验奠定了基础。
光学基础实验实验报告
基础光学实验一、实验仪器从基础光学轨道系统，红光激光器及光圈支架，光传感器与转动传感器，科学工作室500或750接口，datastudio软件系统二、实验简介利用传感器扫描激光衍射斑点，可标度各个衍射单缝之间光强与距离变化的具体规律。
同样可采集干涉双缝或多缝的光强分布规律。
与理论值相对比，并比较干涉和衍射模式的异同。
理论基础衍射：当光通过单缝后发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出asinθ=m' λ（m'=1,2,3,....）（1）其中a是狭缝宽度，θ为衍射角度，λ是光的波长。
下图所以为激光实际衍射图案，光强与位置关系可由计算机采集得到。
衍射θ角是指从单缝中心到第一级小，则数。
m'为衍射分布级双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大的角度由下式给出：dsinθ=mλ（m=1,2,3,....）（2）其中d是狭缝间距，θ为从中心到第m级最大的夹角，λ是光的波长，m为级数（0为中心最高，1为第一级的最大，2为第二级的最大...从中心向外计数）。
如下图所示，为双缝干涉的各级光强包络与狭缝的具体关系。
三、实验预备1.将单缝盘安装到光圈支架上，单缝盘可在光圈支架上旋转，将光圈支架的螺丝拧紧，使单缝盘在使用过程中不能转动。
要选择所需的狭缝，秩序旋转光栅片中所需的狭缝到单缝盘中心即可。
2、将采集数据的光传感器与转动传感器安装在光学轨道的另一侧，并调整方向。
3、将激光器只对准狭缝，主义光栅盘侧靠近激光器大约几厘米的距离，打开激光器（切勿直视激光）。
调整光栅盘与激光器。
4、自左向右和向上向下的调节激光束的位置，直至光束的中心通过狭缝，一旦这个位置确定，请勿在实验过程中调整激光束。
5、初始光传感器增益开关为×10，根据光强适时调整。
并根据右图正确讲转动传感器及光传感器接入科学工作室500.6、打开datastudio软件，并设置文件名。
四、实验内容 a、单缝衍射1、旋转单缝光栅，使激光光束通过设置为0.16毫米的单缝。
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基
础
光
学
实
验
姓名：许达学号：2120903018
应物21班
一．实验仪器
基础光学轨道系统，基础光学组合狭缝及偏振片，红光激光器及光圈支架，光传感器与转动传感器，科学工作室500或750接口，DataStudio软件系统
二．实验目的
1.通过该实验让学生了解并会运用实验器材，同时学会用计算机分析和处理实验数据。
2.通过该实验让学生了解基本的光学现象，并掌握其物理机制。
三．实验原理
单缝衍射：当光通过单缝发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出asinθ=mλ(m=1,2,3……），其中a是狭缝宽度，θ为衍射角度，λ是光波波长。
双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大值的角度由下式给出dsinθ=mλ(m=1,2,3……),其中d是狭缝间距，θ为从中心到第m级最大的夹角，λ是光波波长，m为级数。
光的偏振：通过第一偏振器后偏振电场为E0，以一定的角度β穿过第二偏振器，则场强变化为E0cosβ,由于光强正比于场强的平方，则，第二偏振器透过的光强为I=I0cos2β.
四．实验内容及过程
单缝衍射
单缝衍射光强分布图
如果设单缝与接收屏的距离为s,中央极强到光强极小点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得a=smλ/c.又在此次实验中，s=750mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得a=0.4875m/c,又由图可知：当m=1时，c=(88-82)/2=3mm,推得a=0.1625mm;
当m=2时，c=(91-79)/2=6mm,推得a=0.1625mm;
当m=3时，c=(94-76)/2=9mm,推得a=0.1625mm;
当m=4时，c=(96-74)/2=11mm,推得a=0.1773mm;
得到a的平均值0.1662mm,误差E=3.9%。
双缝干涉
双缝干涉光强分布图
双缝间距如果设双缝与接收屏的距离为s,中央极强到单侧极强点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得d=smλ/c.又在此次实验中，s=650mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得d=0.4225m/c，由图可知：当m=1时，c=(75-72)/2=1.5mm,推得d=0.2817mm;
当m=2时，c=(76-70)/2=3mm,推得d=0.2817mm;
当m=3时，c=(78-68)/2=5mm,推得d=0.2535mm;
当m=4时，c=(80-66)/2=7mm,推得d=0.2414mm;
当m=5时，c=(81-65)/2=8mm,推得d=0.2641mm;
由此推得双缝间距d的平均值0.2645mm,误差E=5.8%。
双缝宽度如果设双缝与接收屏的距离为s,主级包络极大值
到第一级包络光强极小点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得a=smλ/c.又在此次实验中，s=650mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得a=0.4225m/c,又由图可知：
当m=1时，c=(85-62)/2=11.5mm,推得a=0.0367mm;
当m=2时，c=(95-70)/2=22.5mm,推得a=0.0376mm;
得到双缝宽度a=0.0372mm,误差E=7.0%。
光的偏振
Y=13cos2(x+50)拟合
Y=13cos3(x+50)拟合
Y=13cos4(x+50)拟合
由上面的图可知，三次拟合明显不能拟合光强变化曲线，而四次拟合能大致反映出光强变化的趋势，但是仍然不能精确刻画出光强的数值变化，而二次拟合不仅能反映出光强变化的趋势，而且能精确的刻画出光强数值的变化。
所以，二次拟合最匹配第二偏振片透过光强的变化规律，即验证了第二偏振片透过光强公式I=I0cos2β。
五．实验结果
0.16mm单缝衍射实验单缝缝宽测得值a=0.1662mm.误差3.9%。
0.25mm,0.04mm双缝干涉实验双缝间距测得值d=0.2645mm,误差5.8%;双缝缝宽测得值a=0.0372mm,误差7.0%。
光的偏振实验中，二次拟合最匹配透过光强的变化规律，即验证了第二偏振片透过的光强度为I=I0cos2β。
六．实验结果误差分析和建议
实验误差：误差可能来源于实验仪器的测量精度，距离的测量和读取，激光光波波长的不稳定，实验操作不规范，外界光的干扰。
实验建议：提高实验器材的精度以及操作人员的技术，采用稳定性更高的激光发射器，更加彻底的隔绝外界光。
七．实验感受及收获
在实验开始，由于我不会用计算机做实验和处理数据，耗费了一段时间，但是在老师的帮助下和自己的摸索，我慢慢学会了用计算机做实验和处理数据。
另外，由于要获得一个对称性好的光强曲线需要多次尝试和测量，这也让我体会到了做实验需要很大的耐心，对我这
样的初级实验者是一个很好的体验和收获。
对于实验本身而言，我觉得要想获得精确的实验结果，不仅需要实验人员良好的技术和耐心，实验器材本身的精准程度也很必要。