光学实验报告
2、毫米尺 F
3、二维调整架: SZ-07
4、物镜 Lo: fo=225mm 5、二维调整架: SZ-07
6、测微目镜 Le:(去掉其物镜头的读数显微镜)
7、读数显微镜架 : SZ-38
8、通用底座: SZ-04
9、通用底座: SZ-04
10、通用底座: SZ-04
11、通用底座: SZ-04
12、白屏:
二、实验原理 用两个点光源作光的干涉实验的典型代表,是杨氏实验。杨氏实验以简单的
装置和巧妙的构思就实现普通光源来做干涉,它不仅是许多其它光学的干涉装 置的原型,在理论上还可以从中提许多重要的概念和启发,无论从经典光学还 是从现代光学的角度来看,杨氏实验都具有十分重要的意义。
杨氏实验的装置如附图 4 所示,在普通单色光源(如钠光灯)前面放一个 开有小孔 S 的,作为单色点光源。在 S 照明的范围内的前方,再放一个开有两个 小孔的 S1 和 S2 的屏。S1 和 S2 彼此相距很近,且到 S 等距。根据惠更斯原理,S1 和 S2 将作为两个次波向前发射次波(球面波),形成交迭的波场。这两个相干的光 波在距离屏为 D 的接收屏上叠加,形成干涉图样。为了提高干涉条纹的亮度, 实际中 S,S1 和 S2 用三个互相平行的狭缝(杨氏双缝干涉),而且可以不用接 收屏,而代之目镜直接观测,这样还可以测量数据用以计算。在激光出现以后, 利用它的相干性和高亮度,人们可以用氦氖激光束直接照明双孔,在屏幕同样 可获得一套相当明显的干涉条纹,供许多人同时观看。
照度,并且不出现光源本身结构(如灯丝等)的像;一经插入幻灯片后,能够
在屏幕上单独出现幻灯图片的清晰的像。另一方面,聚光镜要有助于增强屏幕上
的照度。因此,应使从光源发出并通过聚光镜的光束能够全部到达像面。为了这
一目的,必须使这束光全部通过物镜 L,这可用所谓“中间像”的方法来实现。
即聚光器使光源成实像,成实像后的那些光束继续前进时,不超过透镜 L 边缘
录下所有仪器的位置,并算 U1、U2、V1、V2 的大小。 5、 把聚光镜 L1`拿去,在观察像面上的亮度和照度的均匀性。 6、 注 : 演 示 其 现 象 时 的 参 考 数 据 为
U1=35,V1=35,U2=300,V2=520。和计算焦距时的数据并不相同。
六.实验数据及现象:
物镜的焦距: f2
入射光
R
r
三、实验仪器 1、钠光灯 2、半透半反镜 3、二维调整架: SZ-07 4、牛顿环 5、牛顿环直立架: SZ-34-54 6、读数显微镜架 : SZ-38 7、读数显微镜 8、三维底座: SZ-01 9、通用底座: SZ-04 10、一维底座: SZ-03
四、仪器实物图及原理图
9
1
4
52
R=
0.15 +
0.10 + 3
0.18
=
0.175mm
现象:可以观测到一组明暗交替的同心圆环.
10
实验三:夫郎和费圆孔衍射
一、实验目的
观察夫郎和费圆孔衍射图样
二、实验原理
把实验十四的单缝衍射装置中的单缝以一小孔代替,应用钠灯光源,可以
在透镜的焦平面上看到圆孔衍射图样,衍射图样是一组同心的明暗相间的圆环,
7
四、仪器实物图及原理图
1
2
34
5
6
L
7 Le 8
12
11 10
9
L
单缝
双缝
Le
钠光灯
S1
S2
50
50
90
330
图九
五、实验步骤 1、 把全部仪器按照图十的顺序在平台上摆放好,并调成共轴系统。钠 光灯(可加圆孔光栏)经透镜聚焦于狭缝上。使单缝和双缝平行,而且 由单缝射出的光照射在双缝的中间。(图中数据均为参考数据) 2、 直接用眼睛观测到干涉条纹后,再放入微测目镜后进行测量。使相 干光束处在目镜视场中心,并调节单缝和双缝的平行度(调节单缝即 可),使干涉条纹最清晰。 3、 用微测目镜测出干涉条纹的间距 ∆ x,双缝到微测目镜焦平面上叉 丝分化板的距离 D。
=
M (M+1)gD2
聚光镜的焦距: f1 =
D1 g(M+1)2 (M+1) − D1
式中, D2 =u2 +v2、D、1、= ,u1+是v1像的M放i =大uvii 率(i=1 2)
.
fi =
uivi ui + vi
(i=1、2)
6
实验二:(1)杨氏双缝干涉
一、实验目的 观察双缝干涉现象及测量光波波长
种方法。
二、实验原理
最简单的望远镜是由一片长焦距的凸透镜作为物镜,用一短焦距的凸透镜
作为目镜组合而成。远处的物经过物镜在其后焦面附近成一缩小的倒立实像,物
镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合。而目镜起一放大镜的作用,把这个倒
立的实像再放大成一个正立的像,如图五所示。
三、实验仪器
1、带有毛玻璃
250 ∗ ∆ M= f0 ∗ fe
式中 ∆ =f0 -fe
,
fe
=
250 20
fe =45mm,f0 =300mm
现象:可以清晰地观察到分划板上的刻度线。
2
(2)自组望远镜
一、实验目的
了解望远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两
六.实验数据及现象:
目镜焦距:45mm 物镜焦距:300mm
M=ϖ ’
ϖ
ϖ’ ϖ
=
A'B'/u 2
AB/(u1 + v1 +
u 2)=
A'B'g u1 + AB
v1 + u2
u2
又
A'B' AB
=
v1 u1
故 M=
v1(u1 + v1 + u1 gu 2
u2)
式中, u1 = b-a,v1 = c-b,u2 = d-c,AB、A如'B图' 所示.
11、通用底座: SZ-04
四、仪器实物图及原理图
1 S
2 F 3 4 Lo 5 6
Le 7
11
10 9
8
图四(1)
1
S 毛玻璃 F
*
180
Lo
Le
Fo △ Fe
180 231500
图四(2)
五、实验步骤 1、 把全部器件按图四的顺序摆放在平台上,靠拢后目测调至共轴。 2、 把透镜 Lo、Le 的间距固定为 180mm。 3、 沿标尺导轨前后移动 F1(F1 紧挨毛玻璃装置,使 F1 置于略大于 fo 的位置),直至在显微镜系统中看清分划板 F1 的刻线。
三、实验仪器
1、带有毛玻璃的白炽灯光源 S
2、聚光镜 L1: f1=50mm
3、二维调整架: SZ-07
4、幻灯底片 P
5、干板架:
SZ-12
6、放映物镜 L2: f2=190mm
7、二维调整架: SZ-07
8、白屏 H:
SZ-13
9、三维底座: SZ-01
10、一维底座: SZ-03
11、二维底座: SZ-02
12、一维底座: SZ-03
13、通用底座: SZ-04
四、仪器实物图及原理图(见图六)
5
1 S
2F 34
5 6 Lo 7
8
13
12 11
10
9
H
S
毛玻璃 L1
P
L2
*
U1=270 V1=35
U2=290
V2=530
100mm
75mm
80mm
五、实验步骤
424mm
1、 把全部仪器按图六的顺序摆放在平台上,靠拢后目测调至共轴。
二、实验原理 一个曲率半径很大的平凸透镜,以其凸面朝下,放在一块平面玻璃板上
(如附图 9),二者之间形成一层厚度由零逐渐增大的空气膜,若对透镜投射 单色光,则空气膜下缘面与上缘面反射的光就会互相干涉。从透镜上看到的干涉 花样是以玻璃接触点为中心的一组中央疏,边缘密的明暗相间的同心圆环条纹, 这就是牛顿环。它是等厚干涉,与接触点等距离的空气厚度是相同的。
1、带有毛玻璃的白炽灯光源 S
2、1/10mm 分划板 F1
3、二维调整架: SZ-07
4、物镜 Lo:
fo=15mm
5、二维调整架: SZ-07
6、测微目镜 Le(去掉其物镜头的读数显微镜)
7、读数显微镜架 : SZ-38
8、三维底座: SZ-01
9、一维底座: SZ-03
10、一维底座: SZ-03
附图 4 杨氏实验原理图 三、实验仪器
1、钠光灯(可加圆孔光栏) 2、凸透镜 L: f=50mm 3、二维调整架: SZ-07 4、单面可调狭缝: SZ-22 5、双缝(使用多缝板,规格参考下面注释) 6、干板架: SZ-12 7、测微目镜 Le(去掉其物镜头的读数显微镜) 8、读数显微镜架 : SZ-38 9、三维底座: SZ-01 10、二维底座: SZ-02 11、一维底座: SZ-03 12、一维底座: SZ-03
上式即为放大镜的放大率理论值.
望远镜的放大率:M=140/e
现象:透过望远镜的目镜珂观测到 F 清晰的刻度值.
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(3)自组透射式幻灯机
一、实验目的
了解幻灯机的原理和聚光镜的作用,掌握对透射式投影光路系统的调节。
二、实验原理
幻灯机能将图片的像放映在远处的屏幕上,但由于图片本身并不发光,所
以要用强光照亮图片,因此幻灯机的构造总是包括聚光和成像两个主要部分,
实验一:(1)自组显微镜
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