光学实验课件PPT
合集下载
大学物理实验光学基本测量介绍课件
光学散射测量：利用光
02 的散射现象进行测量，
如激光散射仪
光学成像测量：利用光
03 的成像原理进行测量，
如显微镜、望远镜
光学光谱测量：利用光
04 的光谱特性进行测量，
如光谱仪
测量仪器介绍
光学显微镜：用于观察微观结构，如细胞、 细菌等 激光测距仪：用于测量距离，如建筑物高度、 地形等
光谱仪：用于分析物质成分，如化学物质、 生物样品等
光学测量在环境科 6 学中的应用：如大 气污染监测、水质 监测等
光学测量在工程实践中的应用
光学测量在机械 光学测量在光学 光学测量在生物
工程中的应用： 工程中的应用： 医学工程中的应
如测量零件尺寸、 如测量光学元件、 用：如测量生物
形状、位置等
光学系统、光学 组织、生物细胞、
性能等
生物分子等
01
03
光学测量在物理学 1 研究中的应用：如 光速测量、光波长 测量等
光学测量在化学研 2 究中的应用：如光 谱分析、分子结构 分析等
光学测量在生物学 3 研究中的应用：如 细胞成像、生物分 子结构分析等
光学测量在天文学 4 研究中的应用：如 恒星观测、星系观 测等
光学测量在材料科 5 学中的应用：如材 料结构分析、材料 性能测试等
05
02
04
06
光学测量在电子 工程中的应用： 如测量电路板、 芯片、电子元件 等
光学测量在材料 光学测量在航空
工程中的应用： 航天工程中的应
如测量材料性能、 用：如测量飞行
材料结构、材料 器、航天器、航
缺陷等
天系统等
光学测量在日常生活中的应用
01
视力检测：通过光学仪器测量视力，了
光的绕射观察课件
双缝干涉实验
总结词
通过双缝干涉实验，观察光在通过两个相距较近的小缝时产生的干涉现象，了解 干涉的基本原理。
详细描述
在实验中，设置两个相距较近的小缝，使光源发出的光通过这两个小缝。观察光 通过双缝后产生的干涉现象，如明暗相间的条纹。通过调整双缝的间距和光源的 波长，可以观察到不同干涉条纹的特征。
圆孔衍射实验
图像增强
利用光的绕射原理，对图像进行 增ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ处理，以提高图像的清晰度 和对比度，便于后续的图像分析
和识别。
图像去噪
通过消除光在传播过程中的噪声 和干扰，利用光的绕射原理对图 像进行去噪处理，提高图像质量。
立体视觉
通过模拟人眼双目视差原理，利 用光的绕射现象实现立体视觉成 像，为机器人视觉、自动驾驶等
领域提供技术支持。
光子晶体和光子集成电路为光的绕射研 究提供了新的平台和可能性。
VS
详细描述
光子晶体和光子集成电路是近年来发展起 来的新型光学器件，它们能够控制和引导 光的传播。通过在光子晶体和光子集成电 路中研究光的绕射现象，科学家可以探索 更多可能的应用，例如光通信、光学传感 和光计算等。
感谢您的观看
THANKS
光的干涉是指两束或多束光波 在空间相遇时，会因为相位差 异而产生加强或减弱的现象。
衍射和干涉是光波的基本特性， 对于理解光的绕射现象至关重要。
03
光的绕射实验
单缝衍射实验
总结词
通过单缝衍射实验，观察光在遇到障碍物时发生的绕射现象，了解衍射的基本 原理。
详细描述
在实验中，使用单缝作为障碍物，将光源发出的光照射到单缝上，观察光通过 单缝后产生的衍射现象。通过调整单缝的宽度和光源的波长，可以观察到不同 程度和特征的衍射条纹。
探究凸透镜成像规律完整PPT课件
凸透镜在科技领域的应用
介绍凸透镜在科技领域的应用，如显微镜、望远镜等高端光学仪器。
凸透镜成像规律总结
对凸透镜成像规律进行全面总结，包括物距、像距、焦距等关系。
总结凸透镜成像规律及其应用
针对凸透镜成像规律的知识点，布置相关练习题，帮助学生巩固所学知识。
课后练习题
要求学生撰写凸透镜成像规律实验报告，加深对实验过程和结果的理解。
小组讨论
组织学生进行小组讨论，交流各自在实验过程中的观察、操作和思考。
分享心得体会
鼓励学生分享自己在实验中的收获和感悟，如对凸透镜成像规律的理解、实验操作的注意事项等。
互相评价
引导学生对彼此的表现进行评价，包括实验操作的规范性、数据记录的准确性以及小组讨论的参与度等。
小组讨论，分享心得体会
1
2
3
分析数据
实验过程中可能存在的误差来源包括测量误差、光线折射误差等。
误差来源
为减小误差，可以采取多次测量取平均值的方法，同时确保实验环境的光线充足且稳定，避免外部光线对实验结果的影响。
减小误差方法
误差来源及减小误差方法
04
凸透镜成像特点分析与应用
当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，通过凸透镜可以观察到放大的虚像。
凸透镜常用于制作老花镜，用于矫正远视眼的视力问题。
眼镜
利用凸透镜的放大作用，制作而成的放大镜可以放大物体，便于观察细节。
放大镜
在相机和摄像机中，凸透镜作为镜头的重要组成部分，用于聚焦和成像。
摄影摄像
凸透镜在日常生活中的应用
显微镜
望远镜
工业检测
激光技术
凸透镜在科学研究和工业生产中的应用
01
02
03
实验结果展示与讨论环节
介绍凸透镜在科技领域的应用，如显微镜、望远镜等高端光学仪器。
凸透镜成像规律总结
对凸透镜成像规律进行全面总结，包括物距、像距、焦距等关系。
总结凸透镜成像规律及其应用
针对凸透镜成像规律的知识点，布置相关练习题，帮助学生巩固所学知识。
课后练习题
要求学生撰写凸透镜成像规律实验报告，加深对实验过程和结果的理解。
小组讨论
组织学生进行小组讨论，交流各自在实验过程中的观察、操作和思考。
分享心得体会
鼓励学生分享自己在实验中的收获和感悟，如对凸透镜成像规律的理解、实验操作的注意事项等。
互相评价
引导学生对彼此的表现进行评价，包括实验操作的规范性、数据记录的准确性以及小组讨论的参与度等。
小组讨论，分享心得体会
1
2
3
分析数据
实验过程中可能存在的误差来源包括测量误差、光线折射误差等。
误差来源
为减小误差，可以采取多次测量取平均值的方法，同时确保实验环境的光线充足且稳定，避免外部光线对实验结果的影响。
减小误差方法
误差来源及减小误差方法
04
凸透镜成像特点分析与应用
当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，通过凸透镜可以观察到放大的虚像。
凸透镜常用于制作老花镜，用于矫正远视眼的视力问题。
眼镜
利用凸透镜的放大作用，制作而成的放大镜可以放大物体，便于观察细节。
放大镜
在相机和摄像机中，凸透镜作为镜头的重要组成部分，用于聚焦和成像。
摄影摄像
凸透镜在日常生活中的应用
显微镜
望远镜
工业检测
激光技术
凸透镜在科学研究和工业生产中的应用
01
02
03
实验结果展示与讨论环节
凸透镜和凹透镜课件
凸透镜和凹透镜课件
• 凸透镜和凹透镜的基本概念 • 凸透镜和凹透镜的物理特性 • 凸透镜和凹透镜的应用 • 凸透镜和凹透镜的光路图 • 凸透镜和凹透镜的实验 • 凸透镜和凹透镜的总结与思考
01
凸透镜和凹透镜的基本概念
凸透镜的定义
总结词
凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，能够将平行光线汇聚于一点 ，即焦点。
THANKS
感谢观看
远视眼镜
凹透镜也可以用于矫正远 视，通过会聚光线使物像 落在视网膜上。
望远镜
凹透镜作为望远镜的一部 分，用于会聚远方物体发 出的光线。
透镜在日常生活中的应用
阅读
使用老花镜或近视眼镜可以方便 地阅读。
观看电影和电视
投影仪和电视机的镜头都使用了凸 透镜或凹透镜。
摄影
摄影镜头是摄影设备中必不可少的 组成部分，用于捕捉美丽的瞬间。
04
凸透镜和凹透镜的光路图
凸透镜的光路图
平行光入射
平行光经过凸透镜后，会汇聚到一点 ，即焦点。
光线经过凸透镜的路径
光线经过凸透镜后，会向焦点方向偏 折，形成倒立、缩小的实像。
凹透镜的光路图
平行光入射
平行光经过凹透镜后，会发散到两个方向，即两个虚焦点。
光线经过凹透镜的路径
光线经过凹透镜后，会向虚焦点方向偏折，形成正立、放大的虚像。
总结：凸透镜和凹透镜在形状、成像规律和使用场景等方面 存在明显的差异。
凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，具有会聚光线的作用，常用 于放大镜、老花镜和远视眼镜等；而凹透镜是中间薄边缘厚 的透镜，具有发散光线的作用，常用于近视眼镜和望远镜等 。
对透镜的认识和思考
总结：透镜在光学仪器、摄影和日常生活中有着广泛的应用，需要深入理解其工 作原理和特性。
• 凸透镜和凹透镜的基本概念 • 凸透镜和凹透镜的物理特性 • 凸透镜和凹透镜的应用 • 凸透镜和凹透镜的光路图 • 凸透镜和凹透镜的实验 • 凸透镜和凹透镜的总结与思考
01
凸透镜和凹透镜的基本概念
凸透镜的定义
总结词
凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，能够将平行光线汇聚于一点 ，即焦点。
THANKS
感谢观看
远视眼镜
凹透镜也可以用于矫正远 视，通过会聚光线使物像 落在视网膜上。
望远镜
凹透镜作为望远镜的一部 分，用于会聚远方物体发 出的光线。
透镜在日常生活中的应用
阅读
使用老花镜或近视眼镜可以方便 地阅读。
观看电影和电视
投影仪和电视机的镜头都使用了凸 透镜或凹透镜。
摄影
摄影镜头是摄影设备中必不可少的 组成部分，用于捕捉美丽的瞬间。
04
凸透镜和凹透镜的光路图
凸透镜的光路图
平行光入射
平行光经过凸透镜后，会汇聚到一点 ，即焦点。
光线经过凸透镜的路径
光线经过凸透镜后，会向焦点方向偏 折，形成倒立、缩小的实像。
凹透镜的光路图
平行光入射
平行光经过凹透镜后，会发散到两个方向，即两个虚焦点。
光线经过凹透镜的路径
光线经过凹透镜后，会向虚焦点方向偏折，形成正立、放大的虚像。
总结：凸透镜和凹透镜在形状、成像规律和使用场景等方面 存在明显的差异。
凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，具有会聚光线的作用，常用 于放大镜、老花镜和远视眼镜等；而凹透镜是中间薄边缘厚 的透镜，具有发散光线的作用，常用于近视眼镜和望远镜等 。
对透镜的认识和思考
总结：透镜在光学仪器、摄影和日常生活中有着广泛的应用，需要深入理解其工 作原理和特性。
《光的散射》课件
非对称散射
当介质中微小颗粒的直径远大于光的波长时，发生的散射称为非对称散射。其特点是散射强度主 要集中在某个方向上，因此会产生定向的光束。
光的散射的应用
1 2
3
天空的颜色
通过瑞利散射作用，我们能够解释天空为什么是蓝色的。这 是因为大气中的小颗粒对蓝光的散射作用强于对红光的散射 作用。
雾的形成
当大气中的水蒸气分子数量增多时，会产生米氏散射，导致 视线模糊，形成雾。
光学仪器
非对称散射在光学仪器中有重要应用，如望远镜和显微镜中 的聚光镜等，通过非对称散射来控制光束的方向和形状。
02
光的散射理论
米氏-摩雷森散射理论
总结词
米氏-摩雷森散射理论是描述光在大气中散射的物理模型，它 基于分子散射的假设，认为散射强度与波长的四次方成反比 。
详细描述
米氏-摩雷森散射理论认为，光在气体或液体中的散射主要是 由气体或液体分子引起的。这些分子会吸收和再辐射光能， 导致光的散射。根据该理论，散射强度与波长的四次方成反 比，即波长较长的光更容易被散射。
光。
几何光学散射理论
总结词
几何光学散射理论是基于几何光学的物理模型，它主要关注散射表面的几何形状和光学性质对散射的影响。
详细描述
几何光学散射理论认为，散射表面的几何形状和光学性质对光的散射有重要影响。该理论通过使用反射和折射定 律来描述光的散射行为，特别适用于描述粗糙表面和不规则颗粒的散射。在几何光学散射理论中，散射光的方向 和强度取决于入射光的角度、散射表面的几何形状以及介质的折射率。
准备实验器材：光源、光屏、测 量尺、不同颜色的滤光片、待测 介质（如牛奶、蒸馏水等）。
04
光的散射的应用
天空颜色的解释
总结词：科学解释
当介质中微小颗粒的直径远大于光的波长时，发生的散射称为非对称散射。其特点是散射强度主 要集中在某个方向上，因此会产生定向的光束。
光的散射的应用
1 2
3
天空的颜色
通过瑞利散射作用，我们能够解释天空为什么是蓝色的。这 是因为大气中的小颗粒对蓝光的散射作用强于对红光的散射 作用。
雾的形成
当大气中的水蒸气分子数量增多时，会产生米氏散射，导致 视线模糊，形成雾。
光学仪器
非对称散射在光学仪器中有重要应用，如望远镜和显微镜中 的聚光镜等，通过非对称散射来控制光束的方向和形状。
02
光的散射理论
米氏-摩雷森散射理论
总结词
米氏-摩雷森散射理论是描述光在大气中散射的物理模型，它 基于分子散射的假设，认为散射强度与波长的四次方成反比 。
详细描述
米氏-摩雷森散射理论认为，光在气体或液体中的散射主要是 由气体或液体分子引起的。这些分子会吸收和再辐射光能， 导致光的散射。根据该理论，散射强度与波长的四次方成反 比，即波长较长的光更容易被散射。
光。
几何光学散射理论
总结词
几何光学散射理论是基于几何光学的物理模型，它主要关注散射表面的几何形状和光学性质对散射的影响。
详细描述
几何光学散射理论认为，散射表面的几何形状和光学性质对光的散射有重要影响。该理论通过使用反射和折射定 律来描述光的散射行为，特别适用于描述粗糙表面和不规则颗粒的散射。在几何光学散射理论中，散射光的方向 和强度取决于入射光的角度、散射表面的几何形状以及介质的折射率。
准备实验器材：光源、光屏、测 量尺、不同颜色的滤光片、待测 介质（如牛奶、蒸馏水等）。
04
光的散射的应用
天空颜色的解释
总结词：科学解释
小学光的折射ppt课件
03
斯涅尔定律
斯涅尔定律是折射定律的一种表述方式，它指出入射角和折射角之间的
关系，即入射角和折射角正弦之比等于两个介质折射率之比。
光的折射率与介质
真空中的光速
在真空中，光速是恒定的 ，约为3.0×10^8米/秒。
介质中的光速
在介质中，光速会变慢， 且与介质折射率有关，折 射率越大，光速越小。
常见介质的折射率
学生疑问收集
01
02
03
04
为什么在水中看物体感 觉离得更近？
为什么折射时会产生色 散现象？
折射在生活中有哪些应 用？
折射与反射有什么区别 ？
教师点评与总结
学生对于光的折射现 象有了基本的了解， 但在实际应用方面还 需加强。
下节课我们将学习光 的反射，希望大家做 好预习工作。
建议学生在日常生活 中多观察光的折射现 象，加深理解。
潜水员在水下利用声纳技术进行通讯 ，实际上是通过控制声波的折射来传 递信息。
02
光的折射原理
光的折射定律
01 02
折射定律
当光线从一种介质斜射入另一种介质时，光线会发生偏折，偏折的方向 遵循折射定律，即折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内，入射 角大于折射角。
折射率
折射率是描述介质对光线折射能力的物理量，不同介质具有不同的折射 率。
根据测量数据，分析入射角和折 射角的关系，理解光的折射规律
。
结论归纳
总结光的折射规律，理解光在不同 介质中传播速度的变化。
应用举例
结合生活中的实例，如水中物体的 倒影、眼镜的矫正等，解释光的折 射现象的应用。
04
光的折射的应用
光学仪器
望远镜
利用光的折射原理，将远处的物 体放大呈现在观察者眼前。
工程光学实验PPT课件
后将成为一束平行光。若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反 射回去，反射光再次通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上，其会 聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。 • 三、实验仪器
• 1、带有毛玻璃的白炽灯光源S • 2、品字形物屏P： SZ-14 • 3、凸透镜L： f=190mm(f=150mm) • 4、二维调整架： SZ-07 • 5、平面反射镜M • 二维调整架： SZ-07 • 7、通用底座： SZ-04 • 8、二维底座： SZ-02 • 9、通用底座： SZ-04
• 光学表面上如有灰尘，用实验室专备的干燥脱脂棉轻轻拭去或 用橡皮球吹掉。
• 光学表面上若有轻微的污痕或指印，用清洁的镜头纸轻轻拂去， 但不要加压擦拭，
• 更不准用手帕、普通纸片、衣服等擦拭。若表面有较严重的污 痕或指印，应由实验室人员用丙酮或酒精清洗。所有镀膜面均 不能接触或擦拭。
• 防止唾液或其溶液溅落在光学表面上。
F1经Lo后成一放大实像F’1，然后再用目镜Le作为放大镜观察 这个中间像F’1，F’1应成像在Le的第一焦点Fe之内，经过目镜 后在明视距离处成一放大的虚像F’’1。 • 三、实验仪器 • 1、带有毛玻璃的白炽灯光源S • 2、1/10mm分划板F1
•
mx=(像宽/实宽)÷20 （20为测微目镜的放大倍数）
• 像距改变量：s=(a1-a2)+(b2-b1)
• 被测目镜焦距：fe=s/(m2-m1)
• 实验四 自组显微镜
返回
• 一、实验目的 • 了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量它的
放大率的一种方法。
• 二、实验原理 • 物镜Lo的焦距fo很短，将F1放在它前面距离略大于fo的位置，
2 F 3 4 Le 5
• 1、带有毛玻璃的白炽灯光源S • 2、品字形物屏P： SZ-14 • 3、凸透镜L： f=190mm(f=150mm) • 4、二维调整架： SZ-07 • 5、平面反射镜M • 二维调整架： SZ-07 • 7、通用底座： SZ-04 • 8、二维底座： SZ-02 • 9、通用底座： SZ-04
• 光学表面上如有灰尘，用实验室专备的干燥脱脂棉轻轻拭去或 用橡皮球吹掉。
• 光学表面上若有轻微的污痕或指印，用清洁的镜头纸轻轻拂去， 但不要加压擦拭，
• 更不准用手帕、普通纸片、衣服等擦拭。若表面有较严重的污 痕或指印，应由实验室人员用丙酮或酒精清洗。所有镀膜面均 不能接触或擦拭。
• 防止唾液或其溶液溅落在光学表面上。
F1经Lo后成一放大实像F’1，然后再用目镜Le作为放大镜观察 这个中间像F’1，F’1应成像在Le的第一焦点Fe之内，经过目镜 后在明视距离处成一放大的虚像F’’1。 • 三、实验仪器 • 1、带有毛玻璃的白炽灯光源S • 2、1/10mm分划板F1
•
mx=(像宽/实宽)÷20 （20为测微目镜的放大倍数）
• 像距改变量：s=(a1-a2)+(b2-b1)
• 被测目镜焦距：fe=s/(m2-m1)
• 实验四 自组显微镜
返回
• 一、实验目的 • 了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节、使用和测量它的
放大率的一种方法。
• 二、实验原理 • 物镜Lo的焦距fo很短，将F1放在它前面距离略大于fo的位置，
2 F 3 4 Le 5
《晶体光学实验》PPT课件
14
四、实验报告要求：
1．记录所观察的矿物边缘、糙面的特征; 2．根据贝克线移动方向，判断矿物突起 正负和等级； 2．描述白云母的闪突起现象。
15
实验报告 一、突起等级的观察
薄 片
矿物名称
边缘 糙面 特征 特征
号
44 石 榴 石
3 普通辉石
52 普通角闪石
突起 高低
与相邻物质比较折射率
相邻物 下降物台时贝
二、实验内容：
1．比较石榴子石、辉石、角闪石、石英、长石 的边缘、糙面特征及突起高低，确定它们的突起等 级及突起正负；
2．观察方解石及白云母的闪突起现象。
12
三、实验指导：
1．观察矿物的突起、糙面时，一定要用中～低 倍镜，把要观察的矿片置于视域中心，比较矿片与 相邻物质突起相对高低时应将其接触线置于视域中 心。
找一个具清晰解理缝的白云母观察并描述白云母的解理缝与下偏光振动方向pp平行时和垂直时边缘和解理缝的粗细糙面的明显程度以及突起等级的变化确定白云母的突起类型
晶体光学 实验三
突起及闪突起的观察
1
2
3
4
5
6
7
8
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
10
11
一、目的要求：
1．认识贝克线，学会利用贝克线移动规律确定 两相邻物质折射率的相对大小和突起的相对高低；
2．观察突起等级，认识不同突起等级的特征； 3．认识闪突起的特征
四、实验报告要求：
1．记录所观察的矿物边缘、糙面的特征; 2．根据贝克线移动方向，判断矿物突起 正负和等级； 2．描述白云母的闪突起现象。
15
实验报告 一、突起等级的观察
薄 片
矿物名称
边缘 糙面 特征 特征
号
44 石 榴 石
3 普通辉石
52 普通角闪石
突起 高低
与相邻物质比较折射率
相邻物 下降物台时贝
二、实验内容：
1．比较石榴子石、辉石、角闪石、石英、长石 的边缘、糙面特征及突起高低，确定它们的突起等 级及突起正负；
2．观察方解石及白云母的闪突起现象。
12
三、实验指导：
1．观察矿物的突起、糙面时，一定要用中～低 倍镜，把要观察的矿片置于视域中心，比较矿片与 相邻物质突起相对高低时应将其接触线置于视域中 心。
找一个具清晰解理缝的白云母观察并描述白云母的解理缝与下偏光振动方向pp平行时和垂直时边缘和解理缝的粗细糙面的明显程度以及突起等级的变化确定白云母的突起类型
晶体光学 实验三
突起及闪突起的观察
1
2
3
4
5
6
7
8
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
10
11
一、目的要求：
1．认识贝克线，学会利用贝克线移动规律确定 两相邻物质折射率的相对大小和突起的相对高低；
2．观察突起等级，认识不同突起等级的特征； 3．认识闪突起的特征
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
深对等厚干涉现象的认识。 • 掌握测量平凸透镜曲率半径的方法。
实验原理
r r d 2R h 2R
2 2
入射光
C
r2 2d 2 R 2 rk2 (2k 1) R 2 2 2 r rk2 k R R k k
R
•
实验完毕应将牛顿环仪上的三个螺旋松开， 以免牛顿环变形。
思考题
• 牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形状吗？其形成的 干涉条纹定域在何处？ • 从牛顿环仪透射出到环底的光能形成干涉条纹吗？ 如果能形成干涉环，则与反射光形成的条纹有何不 同？ • 实验中为什么要测牛顿环直径，而不测其半径？ • 实验中为什么要测量多组数据且采用多项逐差法处 理数据？ • 实验中如果用凹透镜代替凸透镜，所得数据有何异 同？
用光栅测光波波长及角色散率
• 实验目的 • 实验仪器：分光仪，平面透镜光栅， 汞灯 • 实验原理 • 实验内容 • 数据处理 • 思考题
实验目的
• 加深对光的干涉及衍射和光栅分光作用基
本原理的理解。
• 学会用透射光栅测定光波的波长及光栅常
数和角色散率。
• 学会利用透射光栅演示复色光谱。
实验原理
L1
Q
L2 p1 P1
p2
S0
P2
图５— 1 — 4
1 1 1 u v f
分光仪调整及棱镜折射率测定
• 实验目的
• 实验仪器 • 实验原理
• 实验内容
• 思考题
反射法测三棱镜顶角
平行光管
载物平台
R1
法线
C
B
R2
法线
望远镜
13
4
法线
望远镜
三棱镜
φ
R1
C
A
2
R2
B
(a)
(b )
2
数据处理2
Dk2 因: R 4k 得 : D 4aR
2 a
D 4bR
2 a
两式相减得: D D R 4b a
2 b 2 a
注意事项
• 使用读数显微镜时，为避免引进螺距差，移
测时必须向同一方向旋转，中途不可倒退。
•
调节 H 时，螺旋不可旋得过紧，以免接触压
力过大引起透镜弹性形变。
D2 d 2 f ' 4D
自准直法测凸透镜焦距
L
MPຫໍສະໝຸດ f'图5 — 1 — 3
1 1 1 u v f
实验仪器（光具座）
实验目的
• 学会调节光学系统使之共轴。 • 掌握测量会聚薄透镜和发散透镜焦距的方法。
• 验证透镜成像公式，并从感性上了解透镜成
像公式的近似性。
用物距与像距法测凹透镜焦距
L1
S
b
d
G
L2
P
d sin k ( K 1,2, , n) d k D d d cos
实验内容
• 按实验三，调好分光
a1
90 光栅 光栅
仪。
• 光栅位置的调节及光
谱观察
• 测定衍射角
a2
a3
数据处理
• 以汞灯绿谱线的波长（=546.1纳米）为已知，将步骤 3 中所测绿谱线的衍射角代入（ 5—7—1）式，并取， 求出光栅常数，然后由其它谱线衍射角和求得的光栅 常数算出相应的波长。 • 与公认值比较，计算其测量误差。 • 将汞灯各谱线的衍射角代入（ 5—7—2 ）式中，计算 出光栅相应于各谱线的第一级角色散率。
• 望远镜对准三棱镜面时，窗口读数是293度21分30秒，
写出这时窗口的可能读数和望远镜对准面时，窗口 的可能读数值。
等厚干涉现象的研究
• 实验目的 • 实验仪器 • 数据处理 • 注意事项
• 实验原理
• 实验内容
• 思考题
JXD —B型读数显微镜
牛顿环仪
实验目的
• 观察牛顿环产生的等厚干涉条纹，加
2
测定棱镜玻璃折射率
sin min 2 sin i1 n sin i2 sin 2
min 1 2
C
A
i1
i2 i3 i4
B
FGY-01（JJY）型分光仪
实验目的
• 了解分光仪的结构；掌握分光仪的调节
和使用方法。
光学实验目录
• 薄透镜焦距的测定 • 分光仪的调整及折射率的测定 • 等厚干涉现象的研究 • 用透射光栅测光波波长及角色散率
• 迈克尔逊干涉仪的调整及使用
薄透镜焦距的测定
• 实验目的 • 实验仪器
• 实验原理
• 实验内容 • 思考题
实验内容
• 共轭法测量凸透镜焦距 • 自准直法测量凸透镜焦距
• 用物距与像距法测量凹透镜焦距
• 掌握测定棱镜顶角的方法。
• 学会用最小偏向角测定棱镜的折射率。
思考题
• 分光仪由哪几部分组成？各部分作用是什么？ • 如何调整分光仪？
• 分光仪底座为什么没有水平调节装置？
• 调整分光仪时，若旋转载物平台，三棱镜的三面反 射回来的绿色小十字像均对准分化板水平叉丝等高 的位置，这时还有必要再采用二分之一逐次逼近法 来调节吗？为什么？
2A 1A 2B 1B
4
测量三棱镜的顶角
望远镜
θ2
望远镜
A φ
θ1
C
O
B
三棱镜
2A 1A 2B 1B
2
(1A 1B ) 1 2 ( 2A 2B ) 2 2
O'
2 1
180
2A 1A 2B 1B
A
1
A'
r
O
B
2
d
B'
实验内容
• 观察牛顿环
• 测量牛顿环第21到第30暗环的直径
• 重复测量3次，记录每一暗环位置读数。
数据处理1
• 因圆心无法确定，先测 出OLn…，OL3，OL2，
' L'4L'3 L'2 L1
L1 L2L3 L4
OL1之间的距离，再读出
OL1‘，OL2’… OLn‘，其 中OL1- OL1’为 k1 级的圆 环直径D1。同理可得k2, k3, … kn的圆环直径。 采 用多项逐差法处理.
思考题
• 为什么要调节光学系统共轴？调节共轴有那些要求？ 怎样调节？ • 为什么实验中常用白屏作为成像的光屏？可否用黑 屏、透明平玻璃、毛玻璃，为什么？ • 为什么实物经会聚透镜两次成像时，必须使物体与
像屏之间的距离大于透镜焦距的 4 倍？实验中如果
选择不当，对的测量有何影响？ • 在薄透镜成像的高斯公式中，在具体应用时其正、 负号如何规定？
共轭法测量凸透镜焦距
L
(b )
v
Q
O
F'
(a)
Q
p
u
P
v' u
o
u' v
S0
v
图5 — 1 —（ 1 a）
L
图５— 1 －１ (b)
p
Q S0
X1
d
D
X2
P
v'
D u v, d v u, 1 1 1 '。 u v f
图５— 1 — 2
Dd v , 2
Dd u 2
实验原理
r r d 2R h 2R
2 2
入射光
C
r2 2d 2 R 2 rk2 (2k 1) R 2 2 2 r rk2 k R R k k
R
•
实验完毕应将牛顿环仪上的三个螺旋松开， 以免牛顿环变形。
思考题
• 牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形状吗？其形成的 干涉条纹定域在何处？ • 从牛顿环仪透射出到环底的光能形成干涉条纹吗？ 如果能形成干涉环，则与反射光形成的条纹有何不 同？ • 实验中为什么要测牛顿环直径，而不测其半径？ • 实验中为什么要测量多组数据且采用多项逐差法处 理数据？ • 实验中如果用凹透镜代替凸透镜，所得数据有何异 同？
用光栅测光波波长及角色散率
• 实验目的 • 实验仪器：分光仪，平面透镜光栅， 汞灯 • 实验原理 • 实验内容 • 数据处理 • 思考题
实验目的
• 加深对光的干涉及衍射和光栅分光作用基
本原理的理解。
• 学会用透射光栅测定光波的波长及光栅常
数和角色散率。
• 学会利用透射光栅演示复色光谱。
实验原理
L1
Q
L2 p1 P1
p2
S0
P2
图５— 1 — 4
1 1 1 u v f
分光仪调整及棱镜折射率测定
• 实验目的
• 实验仪器 • 实验原理
• 实验内容
• 思考题
反射法测三棱镜顶角
平行光管
载物平台
R1
法线
C
B
R2
法线
望远镜
13
4
法线
望远镜
三棱镜
φ
R1
C
A
2
R2
B
(a)
(b )
2
数据处理2
Dk2 因: R 4k 得 : D 4aR
2 a
D 4bR
2 a
两式相减得: D D R 4b a
2 b 2 a
注意事项
• 使用读数显微镜时，为避免引进螺距差，移
测时必须向同一方向旋转，中途不可倒退。
•
调节 H 时，螺旋不可旋得过紧，以免接触压
力过大引起透镜弹性形变。
D2 d 2 f ' 4D
自准直法测凸透镜焦距
L
MPຫໍສະໝຸດ f'图5 — 1 — 3
1 1 1 u v f
实验仪器（光具座）
实验目的
• 学会调节光学系统使之共轴。 • 掌握测量会聚薄透镜和发散透镜焦距的方法。
• 验证透镜成像公式，并从感性上了解透镜成
像公式的近似性。
用物距与像距法测凹透镜焦距
L1
S
b
d
G
L2
P
d sin k ( K 1,2, , n) d k D d d cos
实验内容
• 按实验三，调好分光
a1
90 光栅 光栅
仪。
• 光栅位置的调节及光
谱观察
• 测定衍射角
a2
a3
数据处理
• 以汞灯绿谱线的波长（=546.1纳米）为已知，将步骤 3 中所测绿谱线的衍射角代入（ 5—7—1）式，并取， 求出光栅常数，然后由其它谱线衍射角和求得的光栅 常数算出相应的波长。 • 与公认值比较，计算其测量误差。 • 将汞灯各谱线的衍射角代入（ 5—7—2 ）式中，计算 出光栅相应于各谱线的第一级角色散率。
• 望远镜对准三棱镜面时，窗口读数是293度21分30秒，
写出这时窗口的可能读数和望远镜对准面时，窗口 的可能读数值。
等厚干涉现象的研究
• 实验目的 • 实验仪器 • 数据处理 • 注意事项
• 实验原理
• 实验内容
• 思考题
JXD —B型读数显微镜
牛顿环仪
实验目的
• 观察牛顿环产生的等厚干涉条纹，加
2
测定棱镜玻璃折射率
sin min 2 sin i1 n sin i2 sin 2
min 1 2
C
A
i1
i2 i3 i4
B
FGY-01（JJY）型分光仪
实验目的
• 了解分光仪的结构；掌握分光仪的调节
和使用方法。
光学实验目录
• 薄透镜焦距的测定 • 分光仪的调整及折射率的测定 • 等厚干涉现象的研究 • 用透射光栅测光波波长及角色散率
• 迈克尔逊干涉仪的调整及使用
薄透镜焦距的测定
• 实验目的 • 实验仪器
• 实验原理
• 实验内容 • 思考题
实验内容
• 共轭法测量凸透镜焦距 • 自准直法测量凸透镜焦距
• 用物距与像距法测量凹透镜焦距
• 掌握测定棱镜顶角的方法。
• 学会用最小偏向角测定棱镜的折射率。
思考题
• 分光仪由哪几部分组成？各部分作用是什么？ • 如何调整分光仪？
• 分光仪底座为什么没有水平调节装置？
• 调整分光仪时，若旋转载物平台，三棱镜的三面反 射回来的绿色小十字像均对准分化板水平叉丝等高 的位置，这时还有必要再采用二分之一逐次逼近法 来调节吗？为什么？
2A 1A 2B 1B
4
测量三棱镜的顶角
望远镜
θ2
望远镜
A φ
θ1
C
O
B
三棱镜
2A 1A 2B 1B
2
(1A 1B ) 1 2 ( 2A 2B ) 2 2
O'
2 1
180
2A 1A 2B 1B
A
1
A'
r
O
B
2
d
B'
实验内容
• 观察牛顿环
• 测量牛顿环第21到第30暗环的直径
• 重复测量3次，记录每一暗环位置读数。
数据处理1
• 因圆心无法确定，先测 出OLn…，OL3，OL2，
' L'4L'3 L'2 L1
L1 L2L3 L4
OL1之间的距离，再读出
OL1‘，OL2’… OLn‘，其 中OL1- OL1’为 k1 级的圆 环直径D1。同理可得k2, k3, … kn的圆环直径。 采 用多项逐差法处理.
思考题
• 为什么要调节光学系统共轴？调节共轴有那些要求？ 怎样调节？ • 为什么实验中常用白屏作为成像的光屏？可否用黑 屏、透明平玻璃、毛玻璃，为什么？ • 为什么实物经会聚透镜两次成像时，必须使物体与
像屏之间的距离大于透镜焦距的 4 倍？实验中如果
选择不当，对的测量有何影响？ • 在薄透镜成像的高斯公式中，在具体应用时其正、 负号如何规定？
共轭法测量凸透镜焦距
L
(b )
v
Q
O
F'
(a)
Q
p
u
P
v' u
o
u' v
S0
v
图5 — 1 —（ 1 a）
L
图５— 1 －１ (b)
p
Q S0
X1
d
D
X2
P
v'
D u v, d v u, 1 1 1 '。 u v f
图５— 1 — 2
Dd v , 2
Dd u 2