课时教案-光学实验
高中物理教案:光学实验探究

高中物理教案:光学实验探究一、实验目的与背景二、实验原理与步骤2.1 实验原理2.2 实验步骤三、实验结果与分析3.1 实验结果展示3.2 实验结果分析四、实验结论与意义五、实验拓展与延伸六、实验安全注意事项七、参考文献一、实验目的与背景光学实验在高中物理教学中具有重要的地位,能够帮助学生更好地理解光学原理和现象。
本次光学实验的目的是通过实际操作,探究光的折射和反射规律,深入理解光的传播特性与光学仪器的使用。
二、实验原理与步骤2.1 实验原理光的折射和反射是光学中常见的现象,具有重要的理论和应用价值。
当光从一个介质传播到另一个介质时,会发生折射现象;而当光从一个介质射入到另一个介质的边界上时,会发生反射现象。
根据光的折射规律和反射规律,可以通过实验来验证它们并加深对其理解。
2.2 实验步骤(以下步骤仅为示例,具体实验步骤可以根据教师的要求进行调整)步骤一:实验器材准备准备一束白光、一块光滑的平面镜、一个玻璃棱镜、一个凸透镜、一个尺子和一张白纸。
步骤二:光的反射实验将光滑的平面镜放置在直立的木架上,调整其角度确保与地面成约90°的夹角。
将一束白光照射在镜子上,并观察光的反射现象。
可以使用尺子测量入射角和反射角并记录下来。
步骤三:光的折射实验将玻璃棱镜放在光线的传播路径上,调整入射光的方向和角度,观察光在棱镜中的折射现象。
同样,可以使用尺子测量入射角和折射角并记录下来。
步骤四:透镜成像实验将凸透镜放在白纸上,通过调整光的入射位置和方向,观察凸透镜的成像现象。
可以尝试调整凸透镜与白纸之间的距离,观察成像的变化。
三、实验结果与分析3.1 实验结果展示在实验中,可以测量光的反射角度、折射角度以及凸透镜的成像距离等。
根据实际测量结果,可以对光的折射和反射规律进行验证。
3.2 实验结果分析通过观察实验结果和测量数据,可以得出以下结论:1. 入射角等于反射角,支持光的反射规律。
2. 入射光线与法线之间的夹角越小,折射角也越小,支持光的折射规律。
高中三年级物理教案:光学实验——光的折射实验

高中三年级物理教案:光学实验——光的折射实验一级标题:引言光学实验是高中物理课程中的一项重要内容,通过实际操作,使学生更深入地了解光的特性和行为。
光的折射实验作为光学实验的一种,旨在让学生探索光传播过程中的折射现象,理解光线在不同介质中的传播规律及其实验方法。
二级标题:实验目标1. 掌握测量光线折射角的方法;2. 了解光在不同介质中传播时折射角度的变化规律;3. 理解光的折射现象与光速、入射角和介质折射率等因素的关系。
二级标题:实验器材与材料实验器材:1. 光圈;2. 折射计;3. 直尺;4. 透明物体(如玻璃板);5. 光源(如手电筒等)。
实验材料:1. 实验记录表格;2. 笔、纸等。
二级标题:实验步骤1. 将光圈放置在光源前方,使光线透过光圈后形成一束平行光;2. 将透明物体(如玻璃板)放置在平行光路径上;3. 在透明物体的一边使用折射计测量光线的入射角度;4. 记录入射角度后,将折射计移到透明物体的另一边,测量光线的折射角度;5. 重复步骤3和4,改变透明物体的倾斜角度,记录每次的入射角度和折射角度。
二级标题:实验数据记录与处理1. 将实验记录表格分为入射角、折射角两列,按照实验步骤记录每次的测量结果;2. 对于每组入射角和折射角的测量数据,计算它们的正切值;3. 绘制入射角与折射角的正切值的曲线图;4. 分析曲线图,找出实验数据中的规律和趋势。
二级标题:实验结果与分析通过对实验数据的处理与分析,我们可以得到以下结果:1. 入射角和折射角之间存在着一定的关系,即折射角的大小与入射角的大小有关。
2. 实验数据呈现出一种规律:当光线从一个介质射向另一个介质时,入射角和折射角的正切值之间的比值等于两个介质的折射率之比。
根据这一结果,我们可以推测光在不同介质中传播时的规律:光的传播路径会发生弯曲,折射角度取决于入射角度和介质的折射率。
二级标题:实验结论通过光的折射实验,我们得出以下结论:1. 光线在从一个介质射向另一个介质时会发生折射现象;2. 折射角的大小与入射角的大小有关,由它们的正切值比值等于两个介质的折射率之比所表达;3. 光的传播路径会发生弯曲,折射角度取决于入射角度和介质的折射率。
光学实验 教案

光学实验教案光学实验教案一、实验目的本实验旨在帮助学生理解光学的基本概念和原理,并通过实际操作加深对光学实验的理解。
二、实验器材和材料1. 凸透镜(不同焦距)2. 凹透镜(不同焦距)3. 平凸镜4. 实验灯源5. 尺子6. 白纸7. 光通过的物体三、实验步骤1. 安装实验器材:将灯源和凸透镜、凹透镜、平凸镜等器材按要求安装好。
2. 调节灯源位置:将灯源调至适当位置,确保灯光直射凸透镜或凹透镜。
3. 凸透镜实验:将凸透镜放置在适当位置,使光线通过凸透镜后能形成清晰的像。
记录凸透镜的焦距和物距、像距。
4. 凹透镜实验:将凹透镜放置在适当位置,使光线通过凹透镜后能形成清晰的像。
记录凹透镜的焦距和物距、像距。
5. 平凸镜实验:将平凸镜放置在适当位置,使光线通过平凸镜后能形成清晰的像。
记录平凸镜的焦距和物距、像距。
6. 观察和比较:观察记录下来的数据,比较不同凸透镜和凹透镜的焦距和物像关系,并分析光学成像的规律。
7. 结论:根据实验数据和观察结果,得出光经过凸透镜、凹透镜和平凸镜时的成像特点和规律。
四、实验思考题1. 通过凹透镜成像的特点是什么?2. 什么情况下会出现虚像?3. 镜片的焦点位置与透镜的焦点位置有什么关系?4. 光经过平凸镜时能否形成实像?五、实验小结通过本次光学实验,我深入理解了凸透镜、凹透镜和平凸镜的成像特点和规律。
在实验中,我通过观察和记录数据,发现了凸透镜和凹透镜的成像特点,并成功解答了思考题。
实验过程中,我也学会了合理调节灯源位置和相关器材,使实验能够顺利进行。
通过这次实验,我对光学的理论和实际应用有了更深入的认识和理解。
光学实验课程设计

光学实验课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握光学基本概念、原理和实验技能,培养观察、思考、分析和解决问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解光的传播、反射、折射和衍射等基本现象;(2)掌握光的干涉、衍射和偏振等特性;(3)熟悉光学实验装置和实验方法。
2.技能目标:(1)能够运用光学知识解释日常生活中的光学现象;(2)具备基本的光学实验操作能力,能独立完成光学实验;(3)学会运用科学思维方法分析光学问题,提高解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养对光学实验的兴趣,激发探索科学的热情;(2)树立实事求是、严谨治学的科学态度;(3)增强团队协作意识,提高沟通能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学基本概念、原理、实验方法和技巧。
具体安排如下:1.光的传播与反射:光的直线传播、反射定律、球面镜和凸透镜成像;2.光的折射与衍射:折射定律、衍射现象、光的色散;3.光的干涉与偏振:双缝干涉、单缝衍射、光的偏振;4.光学实验装置与操作:光学实验仪器的使用、实验方法的选取、数据处理与分析。
三、教学方法为提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:系统讲解光学基本概念、原理和实验方法;2.实验法:引导学生动手实验,培养实际操作能力;3.讨论法:分组讨论实验现象,引导学生思考问题;4.案例分析法:分析日常生活中的光学现象,提高学生运用光学知识解决实际问题的能力。
四、教学资源为实现教学目标,我们将充分利用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的光学教材,为学生提供系统、科学的学习材料;2.参考书:提供丰富的光学课外阅读材料,拓展学生知识面;3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等教学课件,提高课堂教学效果;4.实验设备:保障实验教学的顺利进行,培养学生实际操作能力。
五、教学评估为全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用以下评估方式:1.平时表现:考察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况,占总评的20%;2.作业:布置适量的作业,检查学生对光学知识的理解和应用能力,占总评的30%;3.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力,占总评的20%;4.考试成绩:期末进行闭卷考试,测试学生对本课程知识的掌握程度,占总评的30%。
光学实验教案研究光的色散与棱镜的折射实验

光学实验教案研究光的色散与棱镜的折射实验一、实验目的通过本实验,我们旨在研究光的色散现象以及棱镜在折射中的作用原理,加深对这些光学现象的理解。
同时,通过实验操作,培养学生的实验观察能力、思维能力和动手操作能力。
二、实验原理1. 色散现象:光在介质中传播时,不同波长的光因其折射率的差异而发生偏折,即产生色散现象。
常见的色散现象包括光的分光和光的色散,其中光的分光是指光在透明介质中的折射现象,而光的色散则指光在介质中通过折射产生不同颜色的现象。
2. 棱镜的折射:棱镜是一种透明的光学器件,其形状通常为三角形,在光线入射时,根据入射角和折射率的关系,光线将在棱镜内发生折射现象。
棱镜折射实验通过改变入射角度,观察光线在棱镜内的偏折现象,可以揭示出折射定律的应用和棱镜的折射特性。
三、实验材料与仪器1. 红、黄、绿、蓝等颜色的LED灯2. 光屏3. 棱镜4. 直尺5. 三脚架6. 光源电路四、实验步骤与方法1. 调试实验仪器:先将三脚架架设好,并固定好光屏和光源。
确保实验装置的稳定性和准确性。
2. 研究光的色散现象:a. 打开红色LED灯,使其射出光线。
b. 将光线射向棱镜,并调整角度使光线在棱镜上方发生折射。
c. 观察光线在棱镜上的折射偏移。
d. 依次使用黄、绿、蓝等颜色的LED灯进行同样的实验操作,记录观察结果。
3. 研究棱镜的折射现象:a. 将白光源对准棱镜,调整光线入射角度使其射入棱镜。
b. 观察光线在棱镜内的折射现象。
c. 测量入射角和折射角,计算折射率。
d. 重复上述步骤,记录多组数据进行比较和分析。
五、实验注意事项1. 实验过程中,要注意实验仪器的稳定性和准确性,确保数据的可靠性。
2. 实验操作时,要轻拿轻放,避免对实验装置和仪器的损坏。
3. 注意保持实验环境的安静和黑暗,以便更好地观察光线的色散和折射现象。
六、预期结果与分析1. 在研究光的色散现象时,我们预期观察到不同颜色的光线在通过棱镜时发生折射,产生不同程度的偏折现象,从而形成不同颜色的光谱。
光学实验操作 教案

光学实验操作教案篇 1一、教学目标1. 使学生熟悉常见的光学实验器材,如凸透镜、凹透镜、平面镜、三棱镜等。
2. 让学生熟练掌握基本的光学实验操作步骤,如测量焦距、探究光的折射规律等。
3. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神,提高学生解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点(1)常见光学实验器材的正确使用方法。
(2)重要光学实验的操作流程和注意事项。
2. 教学难点(1)理解光的折射、反射等复杂光学现象的原理。
(2)准确分析实验数据,得出科学结论。
三、教学方法1. 讲授法:讲解光学实验的基础知识和操作要点。
2. 演示法:教师亲自演示实验过程,让学生直观感受。
3. 实践法:学生分组进行实验操作,亲身体验。
4. 讨论法:组织学生交流讨论,分享经验和见解。
四、教学过程(一)导入(5 分钟)通过展示一些神奇的光学现象的图片或视频,如彩虹、海市蜃楼等,引发学生的兴趣,提问:“这些美丽的光学现象是如何产生的呢?”从而引出本节课的主题——光学实验操作。
(二)知识讲解(15 分钟)1. 介绍常见的光学实验器材,展示实物并讲解其用途和特点。
2. 讲解基本的光学实验操作步骤,强调操作规范和安全注意事项。
(三)实验演示(10 分钟)教师亲自演示一个简单的光学实验,如凸透镜成像实验,边操作边讲解每个步骤的要点和注意事项,让学生仔细观察实验现象。
(四)小组竞赛(20 分钟)1. 学生分组,每组领取相同的实验器材和任务。
2. 任务为完成特定的光学实验,如探究光的反射定律。
3. 教师巡回指导,观察各小组的操作情况。
(五)案例分析(15 分钟)1. 展示一些错误操作导致实验失败的案例,如测量焦距时读数不准确等。
2. 引导学生分析错误原因,讨论如何避免类似错误。
(六)互动交流(15 分钟)1. 组织学生分享自己在实验操作中遇到的困难以及解决方法。
2. 提出问题:“在实验过程中,如何保证数据的准确性?”让学生讨论,每组推选代表发言。
初中光学教案实验

初中光学教案实验实验目的:1. 了解光的折射现象,掌握折射定律。
2. 学会使用折射仪进行实验操作。
3. 培养观察和分析问题的能力。
实验原理:1. 光从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变,称为光的折射。
2. 折射定律:入射光线、折射光线和法线在同一平面内;入射角和折射角之间满足正弦定理。
实验器材:1. 折射仪2. 玻璃试管3. 水4. 白色卡片5. 直尺6. 太阳光实验步骤:1. 组装折射仪:将玻璃试管倾斜放置,使一端放入水中,另一端露出水面。
2. 调整折射仪:使折射仪的透镜与玻璃试管垂直,并调整透镜的位置,使太阳光通过透镜射入玻璃试管。
3. 观察折射现象:观察太阳光从空气进入水中的折射现象,记录入射角和折射角。
4. 测量折射角:使用直尺测量入射角和折射角的大小。
5. 分析折射规律:根据实验数据,分析入射角和折射角之间的关系,验证正弦定理。
6. 讨论实验结果:讨论光的折射现象在日常生活中的应用,如眼镜、水底看起来浅等。
实验注意事项:1. 确保折射仪的透镜与玻璃试管垂直,以避免实验误差。
2. 测量入射角和折射角时,要准确读取直尺上的数值。
3. 实验过程中,避免用手直接触摸玻璃试管,以免影响折射光线。
实验结果分析:1. 实验数据表明,光从空气进入水中时,折射角小于入射角。
2. 实验数据符合正弦定理,即 sin i / sin r = n(n为两种介质的折射率)。
实验总结:1. 光的折射现象是光从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变。
2. 折射定律可以用来描述入射角和折射角之间的关系。
3. 折射现象在日常生活中有着广泛的应用,如眼镜、水底看起来浅等。
实验拓展:1. 尝试使用其他透明介质进行实验,观察折射现象。
2. 研究光从一种介质进入另一种介质时,入射角和折射角之间的关系。
通过本实验,学生可以深入了解光的折射现象,掌握折射定律,并能够运用所学知识分析日常生活中的折射现象。
同时,实验培养了学生的观察、操作和分析问题的能力。
小学物理教案:简单的光学实验

小学物理教案:简单的光学实验一、引言光学是物理学中的一个重要分支,它研究光的传播、反射、折射、干涉等现象。
在小学物理教学中,进行一些简单的光学实验对学生的认知和学习光学知识,培养学生的实验操作能力都具有重要意义。
本文将介绍几个适合小学生的简单光学实验,以帮助教师们更好地教授和组织实验。
二、实验一:白光的折射实验目的:观察白光经过玻璃棱镜时的折射现象,并了解折射是光传播中的一种重要现象。
实验原理:白光由多种不同波长的光组成,在经过玻璃棱镜时,每种颜色的光由于波长不同而发生不同程度的折射。
实验材料:白光源、玻璃棱镜、白纸、蜡烛等。
实验步骤:1. 将玻璃棱镜直立放在白纸上,确保光线可以正常通过。
2. 在棱镜一侧放置一个蜡烛,点燃它并调整位置,使光线依次通过蜡烛和棱镜。
3. 观察折射后的光线在白纸上形成的颜色条带。
实验二:反射的奥秘实验目的:通过实验让学生了解反射现象,并观察反射光线的路径。
实验原理:当光线遇到光滑的表面时,会发生反射,光线会按照入射角等于反射角的规律发生反射。
实验材料:镜子、手电筒等。
实验步骤:1. 将镜子竖直放置在桌子上。
2. 打开手电筒,将光线照射到镜子上。
3. 观察镜子中反射的光线路径,找出入射角与反射角相等的规律。
二、实验三:光的干涉实验目的:通过实验了解光的干涉现象,并观察干涉现象对光线的干涉。
实验原理:当两束具有相同频率和相同振幅的光线相遇时,根据其相位差的不同,会出现增强或减弱的现象,称为光的干涉。
实验材料:激光笔、毛玻璃等。
实验步骤:1. 将毛玻璃放在激光笔光线的路径上。
2. 打开激光笔,观察光线通过毛玻璃后的干涉现象。
3. 探索改变激光笔的位置和角度对干涉现象的影响。
三、教学方法与注意事项1. 引导学生观察和探索:让学生自己观察实验现象、提出问题,并通过实验操作来解决问题,培养他们的观察能力和实验操作能力。
2. 理论与实践相结合:在进行实验之前,可以引入相关的理论知识,并让学生验证理论是否正确,加深学生对光学知识的理解。
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光学实验教案 实验一 分光计的调节【实验目的】了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法;【仪器和用具】分光计,三棱镜。
【实验原理】分光计是一种能精确测量上述角度的典型光学仪器,经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。
由于该装置比较精密,控制部件较多而且操作复杂,所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整,方能获得较高精度的测量结果。
图26-3是JJY型分光计的结构图,它主要由自准直望远镜、平行光管、载物台和读数装置组成。
现分别介绍如下:图26-3 JJY型分光计结构图缝装置;2.狭缝装置锁紧螺丝;3.平行光管;4.止动架(二);5.载调节螺丝(共3只);7.载物台和游标盘间锁紧螺丝;8.望远镜螺丝;10.阿贝式自准目镜;11.目镜调焦手轮;12.望远镜光轴倾13.望远镜光轴左右偏斜度调节螺丝;14.望远镜微动螺丝;15.望盘间锁紧螺丝;16.望远镜止动螺丝(另侧);17.止动架(一);18.底座;刻度盘;21.游标盘;22.游标盘微动螺丝;23.游标盘止动螺丝轴左右偏斜度调节螺丝;25.平行光管光轴倾斜调节螺丝;26.螺丝)自准直望远镜。
所示,它由目镜、全反射棱镜、叉丝分划板和物镜等组成。
目镜、全反射镜和叉丝分划板以及物镜分别装在可以前后移动的3个套筒中。
分划板上刻有双十字叉丝和透光小“十”字刻线,即十字窗口,它和调节用叉丝相对于测量用叉丝对称。
图26-5中画出了视场中看到的分划板像。
照明灯泡发出的光经棱镜反射后,由十字窗口射出,以便进行自准调节。
(2)平行光管。
平行光管的作用是产生平行光,如图26-3中3所示,它的右端装有消色差的复合物镜,另一端是套筒,套筒末端有一宽度可调的狭缝装置。
前后移动套筒可改变狭缝和物镜之间的距离。
当狭缝位于物镜的焦平面时,从狭缝入射的光束经物镜后成为平行光束。
整个平行光管与分光计的底座连接在一起,是不能转动的。
(3)载物平台。
载物台是用来放置平面镜、棱镜、光栅等光学元件的。
它下面有三个调节螺丝,用来调节载物台的倾斜,使载物台上的元件达到测量状态的要求。
载物台和游标盘一起可绕仪器轴旋转。
载物台还可沿轴向升降,以适应不同高度的待测元件。
(4)读数装置。
读数装置有内外两层盘,外盘为刻度盘(简称度盘),它通过螺丝15锁紧后,可和望远镜相连,并能随望远镜一起绕轴转动。
度盘面和读数平面调到相互平行,而且共轴。
【实验步骤与内容】1.分光计的调整(1)在进行调整前,应先熟悉所使用的分光计中各调节螺丝的位置:①目镜调焦(看清分划板准线)手轮。
②望远镜调焦(看清物体)调节手轮(或螺丝)。
③调节望远镜高低倾斜度的螺丝。
④控制望远镜(连同刻度盘)转动的制动螺丝。
⑤调整载物台水平状态的螺丝。
⑥控制载物台转动的制动螺丝。
⑦调整平行光管上狭缝宽度的螺丝。
⑧调整平行光管高低倾斜度的螺丝。
⑨平行光管调焦的狭缝套筒制动螺丝。
(2)目测粗调。
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。
(3)用自准法调整望远镜,使其聚焦于无穷远,具体调节如下:图26-8三棱镜或平面镜的放置面的俯仰,并转动载物台让反射光返回望远镜中,镜后,再经平面镜反射,由物划板与目镜的距离使从目镜中既能看清准线,又能看清亮十字的反射像。
注意使准线与亮十字的反射像之间无视差,如有视差,则需反复调节,予以消除。
如果没有视差,说明望远镜已聚焦于无穷远。
(4)调整望远镜光轴,使之与分光计的中心轴垂直:平行光管与望远镜的光轴各代表入射光和出射光的方向。
为了测准角度,必须分别使它们的光轴与刻度盘平行。
刻度盘在制造时已垂直于分光计的中心轴。
因此,当望远镜与分光计的中心轴垂直时,就达到了与刻度盘平行的要求。
具体调整方法为:①平面镜仍竖直置于载物台上,使望远镜分别对准平面镜前后两镜面,利用自准法可以分别观察到两个亮十字的反射像。
②如果望远镜的光轴与分光计的中心轴相垂直,而且平面镜反射面又与中心轴平行,则转动载物台时,从望远镜中可以两次观察到由平面镜前后两个面反射回来的亮十字像与分划板准线的上部十字线完全重合,如图26-9(c)所示。
③若望远镜光轴与分光计中心轴不垂直,平面镜反射面也不与中心轴相平行,则转动载物台时,从望远镜中观察到的两个亮十字反射像必然不会同时与分划板准线的上部十字线重合,而是一个偏低,一个偏高,甚至只能看到一个。
④这时应先粗调:即先从望远镜外面目测,调节到从望远镜外侧能观察到两个亮十字像。
然后再细调:从望远镜视场中观察,当无论以平面镜的哪一个反射面对准望远镜,均能观察到亮十字像。
⑤但如果从望远镜中看到准线与亮十字像不重合,它们的交点在高低方面相差一段距离如图26-9(a)所示。
此时调整望远镜高低倾斜螺丝使差距减小为h/2,如图26-9(b)所示。
再调节载物台下的水平调节螺丝,消除另一半距离,使准线的上部十字线与亮十字线重合,如图26-9(c)所示。
⑥再将载物台旋转180o,使望远镜对着平面镜的另一面,采用同样的方法调节。
⑦如此反复调整,直至转动载物台时,从平面镜前后两表面反射回来的亮十字像都能与分划板准线的上部十字线重合为止。
这时望远镜光轴和分光计的中心轴相垂直,常称这种方法为逐次逼近各半调整法。
板的中央十字线上、下平分,如图26-10(a)所示。
这时平行光管的光轴已与分光计中心轴相垂直。
再把狭缝转至铅直位置,并需保持狭缝像最清晰而且无视差,位置如图26-10(b)所示。
至此分光计已全部调整好,使用时必须注意分光计上除刻度圆盘制动螺丝及其微调螺丝外,其它螺丝不能任意转动,否则将破坏分光计的工作条件,需要重新调节。
思考题(1)本实验对分光计的调整有何特殊要求?如何调节才能满足测量要求?【注意事项】:1、望远镜、平行光管上的镜头,三棱镜、平面镜的镜面不能用手摸、揩。
如发现有尘埃时,应该用镜头纸轻轻揩擦。
三棱镜、平面镜不准磕碰或跌落,以免损坏。
2、分光计是较精密的光学仪器,要加倍爱护,不应在制动螺丝锁紧时强行转动望远镜,也不要随意拧动狭缝。
3、在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否锁紧,若未锁紧,取得的数据会不可靠。
4、测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝,以便提高工作效率和测量准确度。
5、在游标读数过程中,由于望远镜可能位于任何方位,故应注意望远镜转动过程中是否过了刻度的零点。
6、调整时应调整好一个方向,这时已调好部分的螺丝不能再随便拧动,否则会造成前功尽弃。
7、望远镜的调整是一个重点。
首先转动目镜手轮看清分划板上的十字线,而后伸缩目镜筒看清亮十字。
实验2 用牛顿环干涉测透镜曲率半径【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;【仪器和用具】牛顿环、钠光灯、读数显微镜(带45°反光玻璃片)【实验原理】将一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放置在平板玻璃上,在透镜凸面和平玻璃板之间就形成很薄的空气层,其厚度从中心到边缘逐渐增加,离接触点等距离的地方,厚度相同。
如图1所示。
若以波长为的平行单色光垂直入射时,由空气薄膜上下两表面反射的两束光在透镜凸表面附近相遇发生等厚干涉,其干涉图样是以接触点O为中心的一系列明暗交替的同心圆环(中心处是一个暗斑)。
这些圆形干涉条纹是牛顿当年在制作天文望远镜时,偶然将一个望远镜物镜放在平板玻璃上发现的,故称为牛顿环。
图(17-1在干涉条纹上,光程差相等处,是以接触点间的同心圆。
设透镜的曲率半径为空气膜厚度为d 。
由图中的几何关系可得:222)(d R r R k -+=由此得dR r d k -=22因 R »d (R 为几米,d 为几分之一厘米),Rr d k 22≈状和位置。
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,甚至损坏透镜。
【实验内容与步骤】1. 调整测量装置(1) 借助室内灯光,用眼睛直接观察牛顿环,调节框上的螺旋使干涉环呈圆形,并位于透镜的中心,但要注意不能拧紧螺旋。
(2) 将仪器按图(17-3)所示装置好,直接使用单色扩展光源钠光灯照明,由光源S 发出的光照射到45°玻璃片G 上,使一部分光由G 反射进入牛顿环仪,调节玻璃片G ,使显微镜视场中亮度最大。
(3) 调节读数显微镜M 的目镜,使目镜中看到的叉丝最为清晰,将读数显微镜对准牛顿环仪的中心,从下向上移动镜筒,对干涉条纹进行调焦,使看到的环纹尽可能清晰,并与显微镜的测量叉丝之间无视差。
测量时,显微镜的叉丝最好调节成其中一根叉丝与显微镜的移动方向相垂直,移动时始终保持这根叉丝与干涉环纹相切,这样便于观察测量。
2. 观察干涉条纹的分布特征各级条纹的粗细是否一致,条纹间隔有无变化?观察牛顿环中心是亮斑还是暗斑?若是亮斑,如何解释?用擦镜纸仔细地将接触的两个表面擦图(17-3) 牛顿干净,可使中心呈暗斑。
3. 测量牛顿环的直径(1)粗调仪器,移动牛顿环装置,使十字准线(叉丝)的交点与牛顿环中心重合。
(2)放松目镜紧固螺丝(该螺丝应始终对准槽口),转动目镜使十字准线中的一条线与标尺平行,即与镜筒移动方向平行。
(3)转动读数显微镜读数鼓轮,镜筒将沿着标尺平行移动,检查十字准线中竖线与干涉环的切点是否与十字准线交点重合,若不重合,按步骤(1)、(2)再仔细调节(检查左右两侧测量区域)。
(4)转动读数鼓轮,观察十字准线从中央缓慢向左(或向右)移至(m+1)环。
注意不宜太小,一般取大于3。
建议采集)(n m m 牛顿环第11圈到第20-30圈范围内的各暗环的直径数据(靠近中心的几圈因形变较大不宜采集),(5)然后反方向自(m+1)环向右(或向左)移动,当十字准线竖线与第m 环外侧相切时,记录读数显微镜上的位置读数。
图(17-4)中某一条竖直的虚图(17-4) 在测微目镜【实验目的】1.继续熟悉分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法;2.加深对光的衍射以及光栅分光作用的基本原理的理解;3.学会用透射光栅测定光的波长、光栅常数以及角色散的方法。
【仪器和用具】分光计,三棱镜,平面透射光栅,汞灯。
【实验原理】载物台是用来放置平面镜、棱镜、光栅等光学元件的。
它下面有三个调节螺丝,用来调节载物台的倾斜,使载物台上的元件达到测量状态的要求。
载物台和游标盘一起可绕仪器轴旋转。
载物台还可沿轴向升降,以适应不同高度的待测元件。
读数装置有内外两层盘,外盘为刻度盘(简称度盘),它通过螺丝15锁紧后,可和望远镜相连,并能随望远镜一起绕轴转动。
度盘上有把圆周等分为720份的刻线,格值为30′。
内层为游标盘,游标上刻有30等份刻线,角宽为14.5°,格值为28′,因此精度为1′。
圆游标的读数规则与游标卡尺的读数规则相同,如图26-6所示,读数为116°13′。
色亮十字像始终和分划板均匀照板图26-11光栅的位置内容数据及处理角A:调节0°刻度线在望右游左游标读数5、在游标读数过程中,由于望远镜可能位于任何方位,故应注意望远镜转动过程中是否过了刻度的零点。