光学实验基础知识 PPT

测量方法：
焦距测量：物距像距法、二次成像法、自准直法、辅助透镜 法
折射率测量：最小偏向角法、掠入射法
光波波长测量：双棱镜干涉法、迈克尔逊干涉法、透射光栅 法
溶液浓度测量：旋光法 偏振光分析、单色仪定标
加深理论—掌握方法—观察现象—分析现象
（二）常用光学仪器的使用 常用仪器:光具座、测微目镜、望远镜、分光计、 干涉仪、摄谱仪等。
科技领域发展，如天文、化学、生物、医学等。 光学实验技术：观察基本光学现象，学习和掌握
光学实验的基本知识和基本方法，培养基本的光 学实验技能。 光学实验：仪器精密，调节复杂，只有在了解仪 器结构性能基础上建立清晰的物理图像，才能选 择有效而准确的调节方法，判断仪器是否处于正 常的工作状态。 理论联系实际：在光学实验过程中，仪器的调节 和检验，实验现象的观察、分析等都离不开理论 的指导。
5、 如发现光学元器件的工作面有灰尘，要 用专用的干燥脱脂棉轻轻擦拭或用橡皮球吹 去，绝对不能用嘴去吹；
6 、若发现光学表面上已被轻微污染或有较 轻的印记，可以用清洁的镜头纸轻轻拂去， 擦试时不能加太大的压力以免光学表面被划 伤，更不能用普通纸、手帕、毛巾或衣物等 进行擦拭；
7、 进行光学实验时尽量避免说话，防止口 水、唾液或其它液体溅落到光学面，造成光 学面的化学损伤；
二、光学实验的特点
与理论密切结合
频率极高的电磁波，1014数量级，光学现象不直观，只 能观察一定时间内的平均效果。靠理论的支撑才能把握住 实验现象。
仪器调节要求高
仪器精密，必须严格调节，才能保证精度。迈克尔逊干涉 仪精度可达10-4mm。
实验能力要求高
实验技能、理论基础、判断能力。 另外取得较好的实验效果，有光学实验须在低照度环境下 进行， 因此，要小心谨慎， 安全操作，防止事故， 要避免 光学元件跌落损坏，仪器读数失误，并注意保护视力。
阿贝目镜
高斯目镜
（二）三棱镜分光光路
复色光→棱镜 →单色光 同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。（针
对钠光波长589.3nm而言）
i1
i1′
δ
i2
i2′
偏向角：出射光与入射光的夹角。 最小偏向角：光路对称时，出射光与入射光的夹角。
（三）光栅分光光路
分光原理：光栅方程 dsinθ=kλ
各级谱线分布于零级像两侧。 零级像：k=0, θ=0的位置，所有波长的光重叠在
四、光学实验的观测方法
主观观察法和客观测量法
1、眼睛直接观察的方法，称为主观观察方法
2、用光电探测器来进行客观测量，常用光电管、 光敏电阻和光电池等
视差: 人们观察远近不同的物体A和物体B 时，常 会发生视觉差异的现象。利用视差进行如下判断:
(1)被观察的物与像，或像与像是否重合
(2) 如果未重合，那么哪个离观测者近一些， 这 对于指导仪器的调节，确定像的位置很有帮助。
一起。
六、基本光学仪器的使用
（一）光具座
双杆式和平直导轨式 长度为1-2m，刻有
毫米标尺。 滑块支架。
将各种光学元件（透镜、面镜等等）组合成 特定的光学系统，运用这些光学系统成像时，要 想获得优良的像，必须保持光束的同心结构，即 要求该光学系统符合或接近理想光学系统的条件， 这样，物方空间的任一物点，经过该系统成像时， 在像方空间必有唯一的共轭像点存在，而且符合 各种理论计算公式。为此，在光具座上调节光学 系统，必须满足以下几点。
1.光具座水平 调节光具座底角的水平调节螺钉(借助水平尺)，
一、光学实验的主要内容
光学实验课， 学习的重点是学习和掌握光学实验的 基本知识、基本方法以及培养基本实验技能，研究 一些基本的光学现象，加强对经典光学理论的理解， 提高对实验方法和技术的认识镜的焦距、基点、曲率半径，介质 折射率、溶液浓度、光波波长、光栅常量等。
光学实验基础知识
杨鹏 物理与电子工程学院
主要内容
一、光学实验的内容 二、光学实验特点 三、光学实验遵循的原则 四、光学实验的观测方法 五、光学实验基本光路 六、光学实验常用仪器 七、实验数据处理
课程背景
光学：物理学经典学科，发展迅速。 经典光学理论和实验方法：促进科技进步。 新的研究成果和实验技术：促进光学学科及其他
三、光学实验遵循的原则
1、必须在熟悉仪器的性能与使用方法之后 才能进行使用与操作；
2、轻拿轻放，勿使仪器或光学元器件受到 冲击、碰撞和震动，特别注意不能从手中 滑落；
3 、不使用时要及时将光学元件放回包装盒 内，长期闲置不用应该将其放入干燥皿中 保存；
4、 手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作 面”，如果必须拿光学元器件时只能拿它的 非工作的“磨砂面”，例如透镜的外圆磨砂 面，棱镜的上下底面，柱面镜的上下磨砂面， 否则因人手的“汗迹”会腐蚀光学面造成永 久的损坏；
8 、在对光学仪器或光学系统进行调整时， 要耐心细致，边调整，边观察，动作要轻、 柔、慢，切忌粗鲁与盲目操作；
9、 千万要注意在做实验的过程中观察与分 析实验过程与现象，尤其是出现与预期现 象反常的特殊现象，应及时将现象记录或 存储下来，向指导教师请教或分析；
10、 使用完仪器设备后应当及时整理，放 回原处或加罩防护，防止灰尘污染。
五、基本光路
（一）自准直光路
1.
OOO′
f′
分划板
透镜
平面镜
在物体自身的平面上产生物体的实像，所以称为自准直光路。
2.
O′
y′ O y
O
分划板
α α
f′
透镜
α α
平面镜
3.
O′
α
y′
2α
2α
OO
y
α
f′
分划板
透镜
平面镜
物平面与反射镜平面相对位置影响实像的位置， 例如：分光计的调节就是利用自准直光路实现光轴与 主轴的垂直。 应用：自准直目镜。
了解仪器的构造原理及正常使用状态，调节到 正常使用状态的方法，操作要求，注意事项， 并具有较好的操作技能。
（三）学习分析光学实验中的基本光路
自准直光路、分光光路、助视放大光路、恒偏向光路。
（四）继续学习分析误差的方法和提高对实验数据 的处理能力
提高对实验数据的处理能力和实验结果误差原因的分析 水平，正确表达和评价实验结果，分析误差产生的原因 以及减小实验误差。