大学物理实验(光学)
大物实验报告光学实验
一、实验目的1. 理解光学基本原理，包括光的反射、折射、干涉、衍射等。
2. 掌握光学仪器的基本操作，如平行光管、透镜、光栅等。
3. 通过实验验证光学定律，加深对光学理论的理解。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验仪器与设备1. 平行光管2. 透镜3. 光栅4. 光具座5. 读数显微镜6. 分光计7. 激光器8. 光屏9. 计算机及数据采集软件三、实验内容及步骤1. 材料的光反射比、透射比测量（1）将待测材料放置在平行光管与光屏之间。
（2）调节平行光管，使光线垂直照射到待测材料表面。
（3）观察并记录反射光和透射光的强度。
（4）根据反射光和透射光的强度，计算材料的反射比和透射比。
2. 采光系数测量（1）在室内选择一个合适的位置，安装采光系数测量仪。
（2）打开光源，调整光强，使室内光照达到正常水平。
（3）观察并记录采光系数测量仪的读数。
（4）根据测量结果，计算室内采光系数。
3. 室内照明实测（1）在室内选择多个测量点，安装照明实测仪。
（2）打开光源，调整光强，使室内光照达到正常水平。
（3）观察并记录照明实测仪的读数。
（4）根据测量结果，分析室内照明情况，提出改进建议。
4. 用平行光管测量透镜焦距（1）将平行光管、透镜和光屏依次放置在光具座上。
（2）调整平行光管和透镜，使光线经过透镜后变为平行光。
（3）观察并记录光屏上成像的位置。
（4）根据成像位置，计算透镜的焦距。
5. 傅立叶光学实验（1）将实验装置组装好，包括傅里叶透镜、光栅、光源等。
（2）调节光栅，使光束通过傅里叶透镜。
（3）观察并记录光屏上的图像。
（4）分析图像，验证傅立叶光学原理。
6. 光的干涉与衍射现象的研究（1）将实验装置组装好，包括单缝、双缝、光栅等。
（2）调节光源和光栅，观察并记录干涉和衍射现象。
（3）分析干涉和衍射现象，验证光学定律。
四、实验结果与分析1. 根据实验数据，计算出材料的反射比和透射比。
2. 根据采光系数测量结果，分析室内采光情况。
大学物理光学实验报告(二)2024
大学物理光学实验报告（二）引言概述：本文是关于大学物理光学实验报告（二）的文档。
光学实验是大学物理课程中非常重要的一部分，通过实验可以帮助学生巩固理论知识，并深入了解光学原理和现象。
本次实验主要包括室内实验和室外实验两个部分，分别探究了光的干涉、衍射以及偏振现象。
本文将从以下五个大点进行阐述。
一、双缝干涉实验在本部分中，我们首先会介绍双缝干涉实验的原理和装置。
随后，我们会详细描述实验的步骤和操作，包括测量光源到狭缝及狭缝到屏幕的距离、测量干涉条纹的间距以及改变光波长和狭缝间距对干涉条纹的影响等。
最后，我们会分析实验结果并得出结论。
二、杨氏双缝干涉实验在本部分中，我们将介绍杨氏双缝干涉实验的原理和装置。
然后，我们会描述实验过程，包括测量干涉条纹的间距、改变狭缝间距对干涉条纹的影响以及在不同光波长下观察干涉现象。
最后，我们会对实验结果进行分析和总结。
三、单缝衍射实验本部分将介绍单缝衍射实验的原理和装置。
我们会详细描述实验过程，包括测量衍射角度和衍射条纹的宽度、改变狭缝宽度对衍射现象的影响以及观察在不同波长下的衍射现象。
最后，我们会根据实验结果进行分析，并给出结论。
四、偏振实验在本部分中，我们将介绍偏振实验的原理和装置。
我们会描述实验的步骤和操作，包括观察线偏振光的特性、调节偏振片的角度以及观察偏振片对光波的影响等。
我们还会进行实验结果的分析，并得出结论。
五、室外实验在本部分中，我们将介绍室外实验的内容。
我们会详细描述实验的步骤和操作，包括观察大气衍射现象、测量太阳高度角以及利用反射现象观测物体的实际高度等。
最后，我们会对实验结果进行分析，并给出相应结论。
总结：通过本次大学物理光学实验，我们深入了解了光的干涉、衍射以及偏振现象。
我们通过双缝干涉实验、杨氏双缝干涉实验、单缝衍射实验和偏振实验探究了这些现象的原理和特性，并通过室外实验观察了大气衍射现象和反射现象等。
通过实验的操作和数据分析，我们对光学原理有了更深刻的理解，并得出了相关结论。
大学物理光学实验部分
0I ϕI ϕI )2( λϕπβaSin =大学物理光学实验（部分）单缝衍射一、 实验目的1.观察单缝衍射现象，了解衍射特点；2.测量单缝衍射的相对光强分布。
二、 实验仪器激光器、单缝、检流计、硅光电池等 三、 实验原理照到狭缝上的波前上每一点都起着新波源的作用，从这个波前出发，光线迭加的结果是出现平行于狭缝的明暗相间的条纹。
亮条纹从中心往两侧依次是0级、1级、2级……n 级亮条纹。
暗条纹依次是1级、2级…..n 级。
设光轴上的光强为 屏上与光轴夹角 ϕ 为的一处光强为220sin ββII = （1）1.当)0(0==ϕβ时，0I I =ϕ；称为主极大或零级亮条纹。
2.当)2,1(⋅⋅⋅⋅±±==m m πβ，即am Sin λϕ=时，0=ϕI ，出现暗条纹。
暗条纹在a m λϕ=的方向上。
主极大两侧暗条纹之间的夹角aλϕ2=∆，其余暗条纹间的间距为aλϕ=∆。
3.其他亮条纹的位置：()322/2ββββββββSin Cos Sin Sin d d -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 极大值。
取时，即 ,0I tg Sin Cos βββββ==- 可得：⋅⋅⋅±±±=πππβ47.346.243.1，，即：)3(47.3,46.2,43.1 aa a λλλϕ±±±=亮条纹的光强是极值的0.047，0.017，0.008倍………4.总结： ϕSin-2a λ -1.43a λ -a λ 0aλ1.43aλ2aλ ϕI0 -0.047 00I0 0.047 0四、 实验内容和步骤1.按夫琅和费单缝衍射实验装置设计光路。
即入射到狭缝的光束是平行光，传播到观察点的各子波的光线也是平行光。
2.激光点亮并垂直于狭缝，观察屏放到较远处D>>a.3.观察单缝衍射现象 （1）调节狭缝又宽变窄，再由窄变宽，观察衍射图像的变化，估计出衍射图像刚出现可分辨条纹时的缝宽。
大物光学实验报告
一、实验目的1. 理解光学实验的基本原理和方法；2. 掌握光学仪器的使用和调整技巧；3. 通过实验，加深对光学现象和理论的理解；4. 培养实验操作技能和科学思维能力。
二、实验仪器与材料1. 光学仪器：平行光管、透镜、滤光片、积分球、光谱仪、光纤光谱仪等；2. 光源：白光光源、激光光源等；3. 实验材料：滤光片、薄膜、光纤等；4. 其他：读数显微镜、光具座、数据记录表等。
三、实验内容及步骤1. 光的反射与折射实验（1）实验目的：观察光的反射和折射现象，验证反射定律和折射定律。
（2）实验步骤：① 调整平行光管，使其发出平行光；② 将平行光照射到平面镜上，观察反射光；③ 改变入射角，观察反射光的变化，验证反射定律；④ 将平行光照射到透镜上，观察折射光；⑤ 改变入射角，观察折射光的变化，验证折射定律。
2. 光谱分析实验（1）实验目的：了解光谱仪的原理和使用方法，测量不同种类滤光片的透过率。
（2）实验步骤：① 调整光谱仪，使其正常工作；② 将待测滤光片放入光谱仪中，观察其光谱分布；③ 记录光谱数据，计算透过率。
3. 薄膜干涉实验（1）实验目的：了解薄膜的性质与应用，观察薄膜干涉现象。
（2）实验步骤：① 调整薄膜干涉仪，使其正常工作；② 观察薄膜干涉条纹，记录条纹间距；③ 分析条纹间距与薄膜厚度、折射率的关系。
4. 光纤光谱仪实验（1）实验目的：了解光纤光谱仪的原理与使用方法。
（2）实验步骤：① 调整光纤光谱仪，使其正常工作；② 将待测光源连接到光纤光谱仪中，观察其光谱分布；③ 记录光谱数据，分析光谱特征。
四、实验结果与分析1. 光的反射与折射实验实验结果显示，当入射角逐渐增大时，反射光和折射光的角度也随之增大，符合反射定律和折射定律。
2. 光谱分析实验实验结果显示，不同种类滤光片的透过率不同，与滤光片材料有关。
3. 薄膜干涉实验实验结果显示，薄膜干涉条纹间距与薄膜厚度、折射率有关，符合薄膜干涉原理。
4. 光纤光谱仪实验实验结果显示，光纤光谱仪能够有效地测量光源的光谱分布，为光纤通信、光纤传感等领域提供技术支持。
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
大学物理光学实验教学总结
大学物理光学实验教学总结引言：光学实验是大学物理的重要组成部分，通过实验可以帮助学生加深对光学理论的理解，提高实验操作和数据处理能力。
本文将从实验目的、实验内容、实验装置和实验结果等方面对大学物理光学实验进行总结和分析。
一、实验目的光学实验的目的是通过实验探究光的特性及其相关现象，验证光学定律和理论模型。
常见的光学实验目的包括测量光的干涉、衍射、偏振等现象，研究光的横向和纵向特性，理解光的传播规律和光的波粒二象性等。
二、实验内容在大学物理光学实验中，常见的实验内容包括以下几个方面：1. 光的干涉实验：通过干涉实验，可以研究光的干涉现象和干涉条纹的形成原理，例如杨氏双缝干涉实验和牛顿环干涉实验等。
2. 光的衍射实验：衍射实验可以研究光的衍射现象和衍射的特性，例如杨氏单缝衍射实验和费涅耳衍射实验等。
3. 光的偏振实验：通过偏振实验，可以理解光的偏振现象和偏振的特性，例如偏振片的使用和马吕斯定律的验证等。
4. 光的光栅实验：光栅实验可以研究光的光栅衍射现象和光的光栅分光仪的原理及应用等。
5. 光的干涉与衍射的应用实验：通过应用实验，可以通过光的干涉和衍射来研究相关的应用现象，例如菲涅耳透镜和拉曼光谱仪等。
三、实验装置大学物理光学实验中常见的实验装置包括光源、光学元件和光学仪器等。
1. 光源：常见的光源包括白光灯、激光器、光电二极管等。
根据实验需要和研究对象的特性，可以选择合适的光源。
2. 光学元件：光学元件包括透镜、棱镜、吸收片、偏振片等。
透镜用于调节光线的传播方向和聚焦程度，棱镜可以使光线发生折射和反射，吸收片用于吸收或衰减光的强度，偏振片用于调整光线的偏振状态。
3. 光学仪器：光学仪器包括干涉仪、衍射仪、光栅仪、透镜仪等。
这些仪器可以用于测量光的干涉条纹、衍射图样、光的光栅衍射等实验结果。
四、实验结果在大学物理光学实验中，通过实验装置和仪器的使用，可以得到一系列实验结果，包括干涉条纹图样、衍射图样、光的偏振状态等。
大学光学物理演示实验报告
大学光学物理演示实验报告大学光学物理演示实验报告引言：光学物理是一门研究光的性质和行为的学科，通过实验演示可以更加直观地了解光的特性。
本报告将介绍我参与的大学光学物理演示实验，通过实验的设计和结果分析，探讨光学物理的基本原理和应用。
实验一：光的折射现象实验目的：通过实验观察和测量光的折射现象，探究光在不同介质中传播的规律。
实验原理：光在不同介质中传播时会发生折射现象，其折射角与入射角之间有一定的关系，即折射定律。
折射定律可以用数学公式n1sinθ1=n2sinθ2表示，其中n1和n2分别为两个介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
实验步骤：1. 准备一个光源、一个半透明介质（如玻璃板）和一个光屏。
2. 将光源放置在一侧，使光线通过半透明介质射向光屏。
3. 在光屏上观察到的光线方向，并测量入射角和折射角。
4. 重复实验多次，记录数据并计算折射率。
实验结果：通过实验测量得到的数据，可以计算出不同介质的折射率。
例如，当光线从空气射向玻璃时，折射率为1.5左右。
实验分析：通过实验观察和测量，我们可以发现光在不同介质中传播时，会发生折射现象。
而折射现象的发生是由光在不同介质中传播速度的改变导致的。
根据折射定律，我们可以计算出不同介质的折射率，从而进一步了解光在不同介质中的传播规律。
实验二：光的干涉现象实验目的：通过实验观察和测量光的干涉现象，探究光的波动性和干涉规律。
实验原理：光的干涉是指两束或多束光波相遇时产生的干涉现象。
干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种情况。
构造干涉是指光波叠加相长，形成明暗条纹；破坏干涉是指光波叠加相消，形成暗纹。
实验步骤：1. 准备一个光源、一个狭缝装置和一个干涉屏。
2. 将光源放置在一侧，使光线通过狭缝装置射向干涉屏。
3. 在干涉屏上观察到的干涉条纹，并测量条纹间距。
4. 通过调整狭缝宽度或改变光源颜色，观察干涉条纹的变化。
实验结果：通过实验观察到的干涉条纹，可以测量出条纹间距。
大学物理光实验报告
大学物理光实验报告大学物理光实验报告引言光学实验是大学物理实验中重要的一部分，通过实践操作，学生可以更好地理解光的性质和现象。
本次实验旨在探究光的折射、反射以及干涉现象，并通过实验数据和理论分析来验证相关定律。
实验一：光的折射光的折射现象是指光线从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的光密度不同，光线的传播方向发生改变的现象。
我们在实验中使用了一块玻璃板和一束光线，通过改变入射角度，观察光线的折射现象。
实验结果显示，当光线从空气射入玻璃板时，光线发生了折射，且折射角度小于入射角度。
通过测量入射角度和折射角度的数值，我们可以使用斯涅尔定律来计算光的折射率。
实验数据与理论计算结果相符，验证了斯涅尔定律的准确性。
实验二：光的反射光的反射现象是指光线从一种介质射入另一种介质时，在介质表面发生反射的现象。
我们在实验中使用了一面镜子和一束光线，观察光线的反射现象。
实验结果显示，光线在射入镜子表面时发生了反射，并且反射角等于入射角。
通过测量入射角度和反射角度的数值，我们可以验证光的反射定律。
实验数据与理论预期相符，进一步验证了光的反射定律的准确性。
实验三：光的干涉光的干涉现象是指两束或多束光线相遇时，由于光的波动性质而产生的干涉条纹的现象。
我们在实验中使用了一束激光和一块薄膜，观察光的干涉现象。
实验结果显示，当激光穿过薄膜时，出现了明暗相间的干涉条纹。
通过调整薄膜的厚度，我们观察到干涉条纹的变化。
根据干涉条纹的间距和薄膜的厚度，我们可以计算出光的波长。
实验数据与理论计算结果相符，验证了光的干涉现象及其相关定律。
结论通过本次实验，我们深入了解了光的折射、反射和干涉现象，并通过实验数据和理论分析验证了相关定律的准确性。
光学实验不仅增加了我们对光学原理的理解，还培养了我们的实验操作能力和科学思维能力。
在今后的学习和研究中，我们将更加深入地探索光学领域，为科学的发展做出贡献。
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反射像
4、载物台——放置平面镜等光学元件用。它套于游 标盘上，可绕主轴转动。
• 旋紧螺钉7和放松螺钉25，可使载物台随同游标盘 转动；
• 旋紧螺钉7和25，调节螺钉24则可进行转动微调； • 放松螺钉7，可单独转动和升降载物台； • 台面下三螺钉6可调节台面的倾斜度（水平）。
图25-5
• 物镜调焦
平面镜
使能看清从小镜反射回来的绿色像，
并与分划板上的十字叉线无视差，这 6c
时物镜和目镜的焦平面与分划板重合，
望远镜就能接收平行光。
6b
6a
（调整方法：自准直法。其中小镜要
按指导书P150图9所示来放置。）
望
远
镜
注意：从望远镜中能同时
大学物理实验(光学)
大学物理实验
实验7 分光计的调节与使用
实验8光迈学克实尔验逊原干理涉介仪绍的调整和使用
实验16 用分光计研究光栅光谱 实验17 等厚干涉实验
【实验项目】
课本
P145
实验26 分光计的调节与使用 实验26 分光计的调节与使用
【实验目的】
1、了解分光计的结构，学习调整分光计 2、掌握利用分光计测量三棱镜顶角的方法 3、测量玻璃的折射率
• 分光计调整的关键是调好望远镜，
其他的调整则以望远镜为准。
2、平行光管发出平行光。
旋松螺钉2，沿轴向移动狭缝筒使望远镜中的像清晰无视差， 调仰角螺钉27使水平狭缝与测量水平线重合，调节狭缝像垂 直、清晰、无视差。
3、望远镜、平行光管的光轴垂直于仪器公共轴。
目的：保证望远镜或载物台转过的角度与仪器读数
读数示例：
32030/+15/=32045/
游标
320 对准
刻度盘
注意： 在测量过程中，由于望远镜可能位于任何方位，故 必须注意望远镜转动过程中是否越过了刻度的零点。 如越过了刻度的零点，则按下式计算望远镜转角。
36o0 21
例如当望远镜有位置Ⅰ转到Ⅱ时，双游标的读数 分别如下表所示。
游标1读数测得望远镜转角为
准直平行光管
3、望远镜——观测用。由目镜系统和物镜组成。
反射小
（ 平面镜 返
回载
页 ）
物 台
物 观察物镜清 分划 叉丝像清
镜
晰调节
板 晰调节
无 视
阿贝自准直望远镜 阿贝棱镜 目镜 差
40
• 目镜上有照明装置。 • 旋松螺钉9，目镜筒可沿轴向移动
和绕轴转动。
• 筒的仰角由螺钉12调节，望远镜 光轴水平方位由螺钉13调节。
1、望远镜对平行光聚焦（即望远调焦于无穷远）
粗调 : 将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调 成水平，并与中心轴垂直。
（这一步粗调很重要，是以下细调的前提，也是细 调成功的保证）
精细调节: ①望远镜适合接收观察平行光的调整
•目镜调焦 : 使能看清分划板上的十字叉线和绿色十
字窗；
调整用的准线
L
L
测量用的准线
【实验仪器】
分光计（JJY型）、平面镜、三棱 镜、钠光灯汞灯 与电源
28狭缝 1 2 狭 宽度调 狭 缝装 节手轮 缝 置锁
装 紧螺 27平行 置 钉 光管光 轴仰角 调节螺
钉
26平行光管光轴水 平方位调节螺钉
25游标盘止动螺钉
24 游 标 盘 微 调 23立柱 螺 钉
3 平 行 光
5 4载物 载 台制 物 动架 台
5、读数圆盘——读数装置。由可绕主轴转动的刻度 盘和游标盘组成。
• 刻度盘刻有720等分刻线，最小分度值为半度(30分)。
• 在游标盘对径方向设有两个角游标。它们各有30 个分格对应度盘上29个分度值，所以游标上每分 度为1分，这样小于半度可利用游标读数。
• 设置两个游标是为了消除刻度盘和游标盘的圆心 与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。测 量时分别读出两个游标的读数，取其平均值。
• 设一角开度始时两后游，标两尺游读标数尺为读数1 和为 12，和在望2， 远则镜按转下过
式计算：
1 2(21 2 1 )
读数方法：与游标卡尺相似，这里读出的是角度。
● 以角游标零线为准，读出刻度盘上的度值，再找游 标上与刻度盘刚好重合的刻线为所求之分值。
● 若游标零线落在半度刻线之外，则读数应加上30分。
装置所测得的角度一致。
【实验内容及步骤】
返回46页,实验41 测光栅的实验内容
一、调整分光计
调整分光计，要求达到：
（1）望远镜对平行光聚焦。 （2）平行光管发出平行光。 （3）望远镜、平行光管的光轴垂直于仪器公共轴。 （4）在调整达到上述三点要求后，在载物台上放置
并调整测量用的三棱镜，使其两光学侧面平行于 分光计光轴。
2A
A 1 2
图4-26-2 反射法侧三棱镜顶
角原理图
二、分光计的使用调整 （P147-151）
调整最终要求：
1、望远镜对平行光聚焦（即望远调焦于无穷远）。
望远镜能接收平行光的判定标志（右图） A、B面反射像 （1）目镜、物镜调焦使分划板十字叉丝、绿色十字反射像清
晰无视差。
（2）用“各半调节法”调节载物台螺钉6、望远镜仰角螺钉 12，使载物台面和望远镜水平，其标志是连同载物台旋转 游标盘，反光镜A、B两面所反射的绿色十字像都能位于分 划板的准线 上。
6载 物台 调平 螺钉
7载 8 物台 望 锁紧 远 螺钉 镜
9目 镜锁 紧螺
钉
10阿 贝式 目镜
管
11 目 镜 调 焦
手
轮
12望远镜
光轴仰角
14
调节螺钉
支 臂
13望远镜光 轴水平方位
调节螺钉
16望远镜 15望远镜 止动螺钉 微调螺钉
21 22游 刻 20
19
17转座与度盘止动螺钉
标盘 度 转
底
18望远镜止动架
12111 o59 9
游标2读数测得望远镜转角为
236 o0 2 1 11 o579
1 212110598
【实验原理】
一、三棱镜顶角的测量原理
反射法侧三棱镜顶角
平
如 图 4-26-2 所 示 ，
行 光
一束平行光由顶角方
管
向射入，在两光学面
上分成两束反射光。
测出两束反射光线之
A
间的夹角，则可得
到顶角A为
盘座
座
分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物 台和读数圆盘五部分组成。
1、底座——中心有一竖轴，称为仪器的中心轴或 主轴。度盘和游标盘套在中心轴上，可绕中心 轴转动。
2、平行光管——作为产生平行光束的光源。
管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝 的圆筒。旋松螺钉2， 狭缝 狭缝像清晰调节
狭缝圆筒可沿轴向移动 螺钉2 和绕轴转动。管的水平 方位角由螺钉26调节， 仰角由螺钉27调节，狭 缝宽度由手轮28调节。 螺钉27