《薄透镜焦距的测量》参考答案和评分标准预习报告(20分)一.实验目的a.学会简单光学系统的共轴调节;b.掌握几种测量薄透镜焦距的方法.二. 实验仪器光具座及配件、凸透镜、凹透镜、平面反射镜三. 实验原理1.凸透镜焦距的测量方法(1)自准法(2)位移法2.凹透镜焦距的测量方法物距像距法四. 实验内容和步骤1.光学系统的共轴调节2.测凸透镜的焦距3.测凹透镜的焦距评分要点：1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。

（5分）2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。

（5分）3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。

（5分）4、报告的书写要整洁规范。

（5分）数据采集与实验操作(40分)评分要点：1、不能用手直接摸透镜的表面。

（5分）2、是否调节共轴。

（5分）3、对实验的原理是否掌握。

（10分）4、实验操作的熟练程度。

（15分）5、是否读出合理的数据。

（5分）五.数据记录和数据处理(30分)a．自准法测凸透镜的焦距（10分）测次 透镜位置/cm 屏位置/cm 焦距f/cm左 右 平均1 28．20 28．30 28．25 10．00 18．252 28．30 28．40 28．35 10．00 18．353 28．30 28．35 28．325 10．00 18．3254 28．30 28．35 28．325 10．00 18．3255 28．35 28．40 28．375 10．00 18．3756 28．30 28．40 28．35 10．00 18．35 平均 28．29 28．37 28．33 10．00 18．33f±△f=18.33±0.05(cm)E=0.27％b.位移法测凸透镜焦距（10分）次数 D/cm d/cm F=(D-d)(D-d)/4D△f(cm)1 80.00 60.50-38.90=21.60 18.54 0.002 80.00 60.40-39.00=21.40 18.56 0.023 80.00 60.50-38.90=21.60 18.54 0.004 80.00 60.50-38.95=21.55 18.55 0.015 80.00 60.60-38.90=21.70 18.52 0.026 80.00 60.50-39.00=21.50 18.55 0.01平均 80.00 21.56 18.54 0.01f±△f=18.54±0.05(cm)E=0.27％c. 物距-像距法测凹透镜焦距（10分）次数 物距（cm） 像距（cm） 焦距（cm） △f(cm)1 -8.93 13.93 -24.88 0.812 -8.95 13.95 -24.97 0.723 -9.27 14.27 -26.46 0.774 -9.20 14.20 -27.26 1.575 -9.44 14.44 -26.13 0.446 -8.83 13.83 -24.42 1.27平均 -9.10 14.09 -25.69 0.93f±△f= -26±1(cm)E=3.6％评分要点：1、每个处理过程10分，焦距的计算5分，误差的处理5分。

2、误差的表示形式要注意，特别要注意有效数字。

六．思考题 （10分）（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点？答 这种方法可以不用测量透镜的位置，从而避免透镜中心位置的不确定而带来物距和相距的误差。

（2）为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时，测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1％。

答 设物距为20cm，毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm，其相对误差为0.25％，故没必要用更高精度的仪器。

（3）如果测得多组u，v值，然后以u+v为纵轴，以uv为横轴，作出实验的曲线属于什么类型，如何利用曲线求出透镜的焦距f。

答 直线；1/f为直线的斜率。

（4）试证：在位移法中，为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f？由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故D>4f实验六 测量单缝衍射的光强分布预习报告（20分）一.实验目的a.观察单缝衍射现象及其特点;b.测量单缝衍射的光强分布;c.应用单缝衍射的规律计算缝宽。

二．实验仪器导轨、激光器、单缝二维调节架、一维光强测量装置、检流计三．实验原理（略）四．实验内容和步骤实验主要内容是观察单缝衍射现象，测量单缝衍射的光强分布并计算出缝宽a实验步骤（略）数据采集与实验操作（40分）五．数据记录及处理（10分）x(mm) I(10A) X(mm) I(10A)X(mm)I(10A)X(mm)I(10A)X(mm)I(10A) 20.0 12.35 23.0 1.60 26.0 0.95 29.0 0.77 32.0 1.2311.35 1.40 1.10 0.68 1.2510.20 1.25 1.30 0.60 1.209.20 1.10 1.40 0.55 1.158.15 1.00 1.50 0.51 1.05 21.0 7.10 24.0 0.90 27.0 1.62 30.0 0.50 33.0 0.906.10 0.90 1.70 0.48 0.805.20 0.80 1.60 0.54 0.654.50 0.83 1.55 0.61 0.563.80 0.80 1.50 0.70 0.48 22.0 3.30 25.0 0.76 28.0 1.40 31.0 0.80 34.0 0.442.90 0.65 1.25 0.92 0.402.50 0.60 1.10 1.03 0.362.15 0.70 1.00 1.13 0.361.90 0.80 0.87 1.20 0.35 光强度分布曲线（略）（10分）由图形测量缝宽，并计算狭缝的宽度（10分）由狭缝到光电管的距离L=50.00cm, λ=632.8nm, 及测得的b=5.0mm再由公式a=Lλ/b得到 a=6.33×10(m)六．思考题（10分）①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变?答:a增大一倍时, 光强度↑；由a=Lλ/b ，b减小一半a减小一半时, 光强度↓；由a=Lλ/b ，b增大一倍。

②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响?答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变)；整体光强度↑ 或者 ↓。

③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径？其原理和方法如何？答：可以，原理和方法与测单狭缝同。

④本实验中，λ=632。

8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。

试验证：是否满足夫朗和费衍射条件？答：依题意：Lλ=（50*10^-2）*（632.8*10^-9）=3.164*10^-7a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10所以Lλ<<a^2/8即满足夫朗和费衍射条件。

《等厚干涉》参考答案和评分标准预习报告(20分)六.实验目的c.复习与巩固等厚干涉原理，观察等厚干涉现象;d.利用牛顿环测量透镜球面的曲率半径；e.学会如何消除误差、正确处理数据的方法。

七. 实验仪器读数显微镜、牛顿环装置、钠光灯八. 实验原理3.等厚干涉原理4.利用牛顿环测一个球面镜的曲率半径九. 实验内容和步骤4.调整仪器5.定性观察牛顿环6.测量牛顿环各级直径，求出待测曲率半径及算出误差评分要点：6、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。

（5分）7、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。

（5分）8、要绘制好填充测量数据所需要的表格。

（5分）9、报告的书写要整洁规范。

（5分）数据采集与实验操作(40分)评分要点：1、不能用手直接摸牛顿环的表面。

（2分）2、是否调出清楚的牛顿环。

（10分）3、对实验的原理是否掌握。

（10分）4、实验操作的熟练程度。

（13分）10、是否读出合理的数据。

（5分）（注：实验后没有整理仪器及登记仪器使用情况另扣10分）数据记录和数据处理(30分)环的级数 m 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15环的位置 右侧(mm)18.895 18.97119.04319.12119.22019.27119.352 19.442 19.52519.621左侧(mm)25.939 25.81125.78425.70525.63925.54525.451 25.380 25.29225.200环的直径Dm(mm) 7.074 6.840 6.741 6.584 6.368 6.274 6.099 5.938 5.767 5.487D m2 (mm2 )50.041 46.78645.44143.34940.55139.36337.198 35.260 33.25830.107环的级数 n 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5环的位置 右侧(mm)19.716 19.81919.91920.03120.13520.23820.360 20.481 20.63020.711R =R=0评1、是2、数3、是六．（1）什么答： 直 则 所 即 所 （2）答一R m ,08.0∆.88±0.05分要点： 是否列表记录数据处理过程是否得出正确思考题 ）、测量时，么？如图， 直线 AB 为实则AC 2－AB 2=所以（2AC）即弦长的平方所以对测量结）、为什么相一：m 05.0= (m) E =6录数据，数据程是否完整（确答案(R 在合（10分）若实际测量的实际测量的方（OC 2－OA 2）2－（2AB）2=方差等于直径结果没有影响相邻两暗环（％据记录是否规（10分） 合理的范围的是弦长，而方向，与实际－（OB 2－O = （2OC）2－径的平方差。

响。

或亮环）之规范、清晰（5分，误差处而不是牛顿环际的圆心O 距OA 2）= OC 2－O －（2OB）2 间的距离，靠（10分） 处理5分)环的直径，则距离为OAOB 2靠近中心的要则对测量结果要比边缘的大果会有何影响大？ ？为kk R k k R kR R k r r r kR r k k κ++=-+=-+=-=∆=+1)1()1(1λλλλλ所以靠近中心（k 越小，r ∆越大）的环间距要比边缘的大。

答二：r ∆为条纹间距，θ为上球面与下平面的夹角 因相邻两暗环间光程差之差为λ，所以 θλθλ2tan 2≈≈∆r ， 离中心越远，θ越大，所以条纹间距越小。