大学物理光学实验
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。
物理光学的实验
物理光学的实验物理光学是研究光的性质和行为的一门学科，通过实验可以直观地观察和验证光的一些基本原理和现象。
本文将介绍几个常见的物理光学实验，包括狭缝衍射、干涉实验和偏振实验。
一、狭缝衍射实验狭缝衍射实验是研究光的衍射现象的重要手段之一。
在实验中，我们通常使用光源、狭缝和屏幕进行观察和测量。
实验材料和装置：1. 光源：一束单色光，如激光光源或钠灯。
2. 狭缝：可以是单缝或双缝，宽度可调。
3. 屏幕：用于接收和观察衍射光的位置和形状。
实验步骤：1. 将光源放置在一定的距离上，并将光线通过狭缝。
2. 在一定的距离上放置屏幕，观察观察衍射光的位置和形状。
实验结果和分析：当光线通过狭缝后，会发生衍射现象。
在屏幕上形成一系列明暗相间的衍射条纹，这些条纹是由光的波动性引起的。
我们可以通过测量条纹的位置和宽度来确定狭缝的宽度和衍射的特性。
二、干涉实验干涉实验是研究光的干涉现象的重要实验之一。
通过干涉实验可以观察到由两个或多个光源产生的干涉条纹。
实验材料和装置：1. 光源：使用单色光源。
2. 分光镜：将光源分成两束平行光线。
3. 反射镜或透镜：可以改变光线的路径和方向。
4. 干涉屏：用于接收干涉光的位置和形状。
实验步骤：1. 将光源经过分光镜分成两束光线，并使其经过反射镜或透镜后汇聚在同一位置。
2. 将干涉屏放置在汇聚光线的路径上，观察干涉条纹。
实验结果和分析：在干涉条纹中，出现了明暗相间的条纹。
这是由于两束光线相遇并干涉而产生的。
通过观察条纹的位置和形状，可以了解光源的相干性和波长。
三、偏振实验光的偏振是指光的振动方向在一个特定平面上的现象。
偏振实验是研究和分析光的偏振现象的重要实验之一。
实验材料和装置：1. 光源：使用自然光源。
2. 偏振器：用于将自然光转变为具有特定偏振方向的偏振光。
3. 偏振片：用于观察和分析偏振光的特性和效应。
实验步骤：1. 将自然光传入偏振器，将其转变为偏振光。
2. 使用偏振片观察偏振光的效应，如透射或反射后的光强变化。
大学物理光实验报告
实验名称：光的干涉与衍射实验实验日期：2023年10月25日实验目的：1. 观察并理解光的干涉现象，掌握双缝干涉实验的原理和操作。
2. 了解光的衍射现象，通过单缝衍射实验观察衍射条纹。
3. 学习使用光具组，掌握光学仪器的基本操作。
实验原理：1. 光的干涉：当两束或多束相干光波叠加时，会发生干涉现象。
相干光波是指频率相同、相位差恒定的光波。
在双缝干涉实验中，光通过两个狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
2. 光的衍射：当光波遇到障碍物或通过狭缝时，会发生衍射现象。
在单缝衍射实验中，光通过狭缝后，在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹。
实验仪器：1. 双缝干涉实验装置：包括激光器、双缝狭缝板、光具座、屏幕、光具组等。
2. 单缝衍射实验装置：包括激光器、单缝狭缝板、光具座、屏幕、光具组等。
实验步骤：1. 双缝干涉实验：a. 将激光器、双缝狭缝板、光具座、屏幕等连接好。
b. 调整光具组，使激光束垂直照射到双缝狭缝板上。
c. 观察屏幕上的干涉条纹，记录条纹间距。
d. 改变狭缝间距，观察干涉条纹的变化。
2. 单缝衍射实验：a. 将激光器、单缝狭缝板、光具座、屏幕等连接好。
b. 调整光具组，使激光束垂直照射到单缝狭缝板上。
c. 观察屏幕上的衍射条纹，记录条纹间距。
d. 改变狭缝宽度，观察衍射条纹的变化。
实验结果与分析：1. 双缝干涉实验：a. 通过实验观察到，当狭缝间距较小时，干涉条纹间距较大；当狭缝间距较大时，干涉条纹间距较小。
b. 根据干涉公式，计算出实验中干涉条纹的间距，并与理论值进行比较，验证实验结果。
2. 单缝衍射实验：a. 通过实验观察到，当狭缝宽度较小时，衍射条纹间距较大；当狭缝宽度较大时，衍射条纹间距较小。
b. 根据衍射公式，计算出实验中衍射条纹的间距，并与理论值进行比较，验证实验结果。
实验结论：1. 通过双缝干涉实验，验证了光的干涉现象，掌握了双缝干涉实验的原理和操作。
2. 通过单缝衍射实验，验证了光的衍射现象，掌握了单缝衍射实验的原理和操作。
大学光学实验报告
大学光学实验报告大学光学实验报告引言：光学实验是大学物理实验中的重要内容之一，通过实验可以帮助学生更好地理解光学原理和现象。
本次实验旨在通过实际操作，观察和研究光的传播、折射、反射等现象，以及利用光学仪器进行精确的测量与实验。
实验一：光的直线传播在实验室中，我们设置了一个黑暗的环境，以确保实验的准确性。
首先，我们将一束光通过一个狭缝射向墙壁上的一个白色纸片，观察到光线在直线上传播的现象。
通过调整狭缝的宽度，我们发现光线的传播方向受到狭缝宽度的影响，狭缝越窄，光线越集中，传播方向越直线。
实验二：光的折射在实验中，我们使用了一个透明的玻璃棱镜和一束光线。
我们将光线射向棱镜表面，观察到光线在棱镜内部的传播。
通过调整入射角度，我们发现光线在进入玻璃棱镜后发生了折射现象。
根据斯涅尔定律，我们可以计算出入射角和折射角之间的关系。
实验结果与理论值相符，验证了斯涅尔定律的正确性。
实验三：光的反射在本次实验中，我们使用了一个光滑的镜子和一束光线。
通过调整光线的入射角度，我们观察到光线在镜子上的反射现象。
根据反射定律，我们可以计算出入射角和反射角之间的关系。
实验结果表明，入射角和反射角相等，验证了反射定律的正确性。
实验四：光的干涉干涉是光学中的一个重要现象，通过光的干涉可以研究光的波动性质。
在实验中，我们使用了一对狭缝和一束单色光。
通过调整狭缝的宽度和间距，我们观察到了干涉条纹的形成。
根据干涉现象，我们可以计算出光的波长和狭缝间距之间的关系。
实验结果与理论值相符，验证了干涉理论的正确性。
实验五：光的衍射衍射是光学中另一个重要的现象，通过光的衍射可以研究光的波动性质。
在实验中，我们使用了一个狭缝和一束单色光。
通过调整狭缝的宽度，我们观察到了衍射现象。
根据衍射现象，我们可以计算出光的波长和狭缝宽度之间的关系。
实验结果与理论值相符，验证了衍射理论的正确性。
结论：通过本次光学实验，我们深入了解了光的传播、折射、反射、干涉和衍射等现象。
大学物理中的光学实验方法与技巧
大学物理中的光学实验方法与技巧在大学物理学习的过程中，光学实验是不可或缺的一部分。
通过进行光学实验，我们可以更加直观地理解光的性质和行为。
本文将介绍一些常见的光学实验方法与技巧，帮助读者更好地进行实验操作。
一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是光学实验中经典的干涉实验之一。
它通过在一块屏幕上开设两个小孔，使光通过这两个小孔后发生干涉，形成干涉条纹。
这个实验可以很好地说明光的波动性质以及干涉现象。
实验步骤：1. 准备杨氏双缝实验装置，包括光源，双缝装置和观察屏幕。
2. 将光源放置在适当的位置，保证光线要均匀照射到双缝上。
3. 调整双缝的间距和宽度，使光通过双缝后形成清晰的干涉条纹。
4. 观察屏幕上的干涉条纹，并进行记录和分析。
二、菲涅尔透镜实验菲涅尔透镜是一种特殊的透镜，它的设计使得在光通过透镜时产生相移，从而形成干涉条纹。
通过菲涅尔透镜实验，我们可以深入理解透镜的干涉特性。
实验步骤：1. 准备菲涅尔透镜实验装置，包括光源，菲涅尔透镜和观察屏幕。
2. 将光源放置在适当的位置，并将菲涅尔透镜放置在光线路径上。
3. 调整光源的位置和角度，使光通过菲涅尔透镜后形成清晰的干涉条纹。
4. 观察屏幕上的干涉条纹，并进行记录和分析。
三、迈克尔逊干涉仪实验迈克尔逊干涉仪是一种经典的干涉仪，通过将光分成两束，使其分别经过不同的光程后再重新合并。
通过调整其中一束光的光程差，我们可以观察到干涉条纹的变化，从而研究光的干涉效应。
实验步骤：1. 准备迈克尔逊干涉仪实验装置，包括光源，分束器，反射镜，平台和观察屏幕。
2. 将光源放置在适当的位置，使其发出平行光。
3. 将光通过分束器分成两束，分别经过不同的光程后再重新合并。
4. 调整其中一个反射镜的位置，改变光的光程差，观察干涉条纹的变化。
5. 观察屏幕上的干涉条纹，并进行记录和分析。
四、悬浮液体层析实验悬浮液体层析实验通过观察光在不同密度的液体中传播的变化，帮助我们研究光的折射和散射现象。
大学物理中的光与光学实验
大学物理中的光与光学实验光学实验是大学物理课程中的重要一环，通过实验来研究光的性质和现象，加深对光学原理的理解。
本文将从几个实验角度来探讨大学物理中的光与光学实验。
一、双缝干涉实验双缝干涉实验是光学实验中最经典的实验之一。
实验装置由一个狭缝和一个或多个狭缝组成，通过光源照射到狭缝上，形成光的干涉现象。
在实验中，我们可以通过调整狭缝的宽度和间距，观察到干涉条纹的变化。
该实验可以帮助我们理解光的波动性质以及干涉现象。
当光通过狭缝时，会发生衍射现象，光波会弯曲向前传播，形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的变化，我们可以计算出光的波长和光的相对强度，进而深入研究光的特性。
二、照明系统中的光传播实验照明系统中的光传播实验是研究光的传播和折射的实验。
在实验中，我们可以使用凸透镜、凹透镜等光学元件来研究光的折射现象。
通过调整透镜的焦距和位置，观察入射光和折射光的方向和路径变化。
通过照明系统中的光传播实验，我们可以了解光的折射定律和透镜的成像原理。
当光经过折射介质时，会改变光的传播方向和速度，形成折射现象。
通过测量折射角和入射角的关系，我们可以验证折射定律，并进一步研究光在透镜中的成像原理。
三、光的散射实验光的散射实验用于研究光的散射现象和散射规律。
在实验中，我们可以使用激光、喷雾器等装置来模拟散射现象，观察散射光的方向和强度变化。
通过光的散射实验，我们可以了解光的散射机制和散射现象对光传播的影响。
散射现象是光与物质相互作用的结果，当光经过物质时，会散射到不同的方向上。
通过测量散射光的强度和方向变化，我们可以了解物质的光学性质，如颗粒大小、浓度等。
四、干涉仪中的光程差实验干涉仪中的光程差实验是用于研究光程差概念和干涉条纹的形成原理。
在实验中，我们可以使用迈克尔逊干涉仪或杨氏双缝干涉仪等设备，通过调整光程差，观察干涉条纹的变化。
通过干涉仪中的光程差实验，我们可以深入理解光的干涉现象和干涉条纹的成因。
光程差是指两条光线在到达某一点之前所走过的光程之差。
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实验一 薄透镜焦距的测定实验目的１．学会调节光学系统使之共轴。
２．掌握测量薄会聚透镜和发散透镜焦距的方法。
３．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。
实验仪器1－CXJ 型光具座，底座及支架，薄凸透镜，薄凹透镜，平面镜，物屏（可调狭逢组、有透光箭头的铁皮屏或一字针组），像屏（白色，有散射光的作用）。
重点难点：1、按实验操作规程规范操作。
2、动手操作能力培养。
德育渗透：1、培养学生爱护仪器，保护国家财产的意识。
2、培养学生互相帮助，团结协作的精神 教学方法1、讲授法。
2、演示法。
3、学生分组实验法 布置作业：1、数据处理。
2、误差分析3、独立完成实验报告。
4、预习下一个实验 实验原理 １．共轭法测量凸透镜焦距 利用凸透镜物、像共轭对称成像的性质测量凸透镜焦距的方法，叫共轭法。
所谓“物象共轭对称”是指物与像的位置可以互移，如图5－1—1（a ）所示。
其中（a ）图中处于物点0s 的物体Q 经凸透镜L 在像点p 处成像P ，这时物距为u ，像距为v 。
若把物点0s 移到图5－1—1（a ）中p 的点，那么该物体经同一凸透镜L 成像于原来的物点，即像点p 将移到图5－1—1（a ）中的0s 点。
于是，图5－1—１（b ）中的物距'u 和像距'v 分别是图5－1—1（a ）中的像距v）（——图a115)(1b －１—图５和物距u ，即物距v u ='，像距u v ='。
这就是“物像共轭对称”。
设D v u v u =+=+''（物屏Q 和像屏P 之间的距离为D ）。
根据上面的共扼法，如果物与像的位置不调换，那么，物放在0S 处，凸透镜L 放在1X 处，所成一倒立放大实像在p 处；将物不动，凸透镜放在2X 处，所成倒立缩小的实像也在p 处，如图5－1－2所示。
由图可知，d u u =-'或d u v =-。
于是可得方程组解方程组得,2d D v += 2d D u -= Dd D f 4'22-= （5—１—１）该式是共轭法测量凸透镜焦距的公式。
由于'f 是通过移动透镜两次成像而求得的，所以，这种方法又称二次成像法。
另外，从方程组中消去u ，得f v v D 111=+-， 02=+-Df Dv v ，2'42D f D D v -±=。
当v 有实根必须有'4;042f D fD D ≥≥- （5—１—２）即物屏与像屏之间的距离大于或最少等于四倍的焦距，物才能通过凸透镜二次成像。
２．自准直法测量凸透镜焦距如图５－１—３所示，当以狭缝光源P 作为物放在透镜L 的第一焦平面上时，由P 发出的光经透镜L 后将形成平行光。
如果在透镜后面放一个与透镜光轴垂直的平面反射镜M ，则平行光经M 反射，将沿着原来的路线反方向进行，并成像在狭缝平面上。
狭缝P 与透镜L 之间的距离，就是透镜的第二焦距'f 。
这个方法是利用调节实验装置本身，使之产生平行光以达到调焦的目的，所以称自准直法。
３．用物距与像距法测量凹透镜焦距 由于对实物，凹透镜成虚像，所以直接测量凹透镜的物距、像距，难以两全。
21——图５M'111,,fv u u v d v u D =+-=+=我们只能借助与凸透镜成一个倒立的实像作为凹透镜的虚物，虚物的位置可以测出。
凹透镜能对虚物成实像，实像的位置可以测出。
于是，就可以用高斯公式求出凹透镜的焦距f ，如图5—1—4所示。
实验内容１．共轭法测量凸透镜焦距（１）粗调，将光具座上的光具靠拢，调节高低左右；光心中心大致在同一高度和一直线上。
（２）细节，用共轭原理进行调整，使物屏与像屏之间的距离f D 4≥，将凸透镜从物屏向像屏缓慢移动，若所成的大像与小像的中心重合，则等高共轴已调节好，若大像中心在小像中心的下方，说明凸透镜位置偏低，应将位置调高；反之，则将透镜调低；左右亦然。
详见光学实验基础知识。
（３）读出物屏所在位置0s ，像屏所在位置p ，填入自拟的表格中，求出0s p D -=。
1X ，继续移动凸透镜，使像屏上呈现清晰的缩小的倒立实像，记下此时的位置2X ，求出12X X d -=。
5—１—１）式计算出每组的'f 值，求出'f 的平均值。
２．自准直法测量凸透镜焦距（１）按图5—1—3所示，在光具座上放置狭缝光源P 、平面镜M ，并使它们之间的距离比所测凸透镜的焦距大。
在物屏P 和平面镜M 之间放上被测量的凸透镜L 。
（２）适当调节光路，使物屏P 发出的光通过透镜L 后，由平面镜M 再反射回去，并再次通过透镜射向物屏P 。
（３）在光具座上，前后移动凸透镜，使物屏上产生倒立、等大、清晰的实像，当共轴很好时，物与像完全重合，用纸片遮住平面镜，清晰的像应该消失。
记下凸透镜在导轨上的位置l 。
重复步骤（3）五次，记录物P 及透镜L 所在的位置，计算出'f 的平均值。
３．用物距与像距法测量凹透镜焦距（１）按图5—１－４固定物屏的位置于0S 处，并在其后的导轨上放置一凸透镜1L ，使像屏上成一倒立缩小的实像。
记下像屏P 位置1p 。
（0s 通过凸透镜也可成一个倒立放大的实像，但所成的缩小实像亮度、清晰度高，易准确定位；另外，由于光具座尺寸的限制，所以，实验中只能成缩小的实像。
）（２）移动像屏的位置，重复（1）步骤五次，将测量6次所得的1p 位置填入自拟的表格中。
（３）在凸透镜1L 与像屏P 之间放上凹透镜2L ，2L 的位置应靠近1p 一些，此时P 上倒立缩小的实像可能模糊不清，可将像屏向后移动，直至在2p 处又出现清晰的像。
重复找出2p 、2L 的位置六次，填入自拟的表中。
（4）利用高斯公式计算出凹透镜的焦距。
（高斯公式具体用到这里u 、f 均为负值，若u 大，v 也大；f v =，∞=v ） 思考题１．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？２．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？３．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D 大于透镜焦距的4倍？实验中如果D 选择不当，对f '的测量有何影响？ ４．在薄透镜成像的高斯公式中，f v u 、、在具体应用时其正、负号如何规定？ 补充材料1．有关“薄透镜”的部分术语（1）薄透镜：若透镜的厚度与其球面的曲率半径相比，小得可以忽略不计，则称为薄透镜。
（2）主光轴：连接透镜两球面曲率中心的直线，称为透镜的主光轴。
（3）光心：透镜主截面上的中心点，通过该点的光线，不改变原来的方向，称这点为光心。
（4）副光轴：通过光心的任一直线称为薄透镜的副光轴。
（5）主截面：能过光心而垂直于主光轴的平面称为透镜的主截面。
（6）物空间：规定入射光束在其中进行的空间称为物空间。
（7）像空间：折射光束在其中进行的空间称为像空间。
（8）像焦点'F （第二焦点）：平行于光轴的光束，经透透折射后，会聚于主光轴上的一点称像点。
（9）像焦距'f （第二焦距）：从透镜的光心到像焦点'F 的距离称为薄透镜的焦距'f 。
（10）物焦点（第一焦点）：主光轴上发光点发出的光经薄透镜折射后成为一束平行光，此点称物焦点F 。
（11）物焦距f （第一焦点）：从透镜光心o 到F 的距离称为薄透镜的物距。
（12）副焦点：平行于任一副光轴的平行光，通过透镜后会聚于这副光轴上的一点，这一点称为副焦点。
（13）焦平面：焦平面就是由许许多多副焦点的集合构成的平面；或定义为：过焦点而垂直于主光轴的平面，也称焦平面。
（14）实像：自物点发出的光线经透镜折射后，实际汇聚于一点的像。
（15）虚像：自物点发出的光线经透镜折射后，光线发散，而其光线的反向延长线汇聚一点的像。
（16）实物：发散的入射光束的顶点，称实物。
1. 你认为三种测量凸透镜焦距的方法，哪种最好?为什么?答：共轭法最好，因为这个方法把焦距的测量归结为对可以精确测定的量L 和e 的测量，避免了在测量u 和v 时，由于估计透镜光心位置不准确所带来的误差。
2. 由Le Lf 422-=推导出共轭法测f 的标准相对合成不确定度传递公式。
根据实际结果，试说明u B (L)、u B (e)、u A (e)哪个量对最后结果影响最大?为什么?由此你可否得到一些对实验具有指导性意义的结论? 答：u A (L)对最后结果影响最大，因为L 为单次测量量。
对O 1、O 2的测量时，要采用左右逼近法读数。
3. 测量凹透镜焦距f 和实验室给出的f 0，比较后计算出的E 值（相对误差）一般比较大，试分析E 大的原因?答：E 较大的原因可能是因为放入凹透镜后所成像的清晰度很难确定，即像的聚焦情况不好，从而导致很难测出清晰成像的位置。
4. 在测量凸透镜的焦距时，可以利用测得的多组u 、v 值，然后以u+v 作纵轴，以u ·v 作横轴，画出实验曲线。
根据式(3-15-1)事先推断一下实验曲线将属于什么类型，怎样根据这条曲线求出透镜的焦距f?答：曲线是直线，可根据直线的斜率求出f ，f=1/k ，因为1/f=1/u+1/v ，即υu υu f +=，故可有f=1/k 。
5. 测量凸透镜的焦距时，可以测得多组u 、v 值，以v/u(即像的放大率)作纵轴，以v 作横轴，画出实验曲线。
试问这条实验曲线具有什么形状?怎样由这条曲线求出透镜的焦距f ?答：曲线是直线，在横轴上的截距就是f 。
实验二 分光计测透明介质的折射率实验目的１．了解分光仪的结构；掌握分光仪的调节和使用方法。
２．掌握测定棱镜顶角的方法。
３．学会用最小偏向角测定棱镜的折射率。
实验仪器01—FGY 型（或JJY 型）分光仪，三棱镜（等边），汞灯。
重点难点：1、按实验操作规程规范操作。
2、动手操作能力培养。
3、用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率 德育渗透：1、培养学生爱护仪器，保护国家财产的意识。
2、培养学生互相帮助，团结协作的精神 教学方法1、讲授法。
2、演示法。
3、学生分组实验法 布置作业：1、数据处理。
2、误差分析3、独立完成实验报告。
4、预习下一个实验实验原理１．测量三棱镜的顶角三棱镜由两个光学面AB 和AC 及一个毛玻璃面BC 构成。
三棱镜的顶角是指AB 与AC 的夹角α，如图5—3—1所示。
自准值法就是用自准值望远镜光轴与AB 面垂直，使三棱镜AB 面反射回来的小十字像位于准线mn 中央，由分光仪的度盘和游标盘读出这时望远镜光轴相对于某一个方位'oo的角位置1θ；再把望远镜转到与三棱镜的AC 面垂直，由分光仪度盘和游标盘读出这时望远镜光轴相对于'oo的方位角2θ，于是望远镜光轴转过的角度为12θθϕ-=，三棱镜顶角为ϕα-︒=180由于分光仪在制造上的原因，主轴可能不在分度盘的圆心上，可能略偏离分度盘圆心。