光学实验补充讲义new

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1、光学实验补充讲义　　　编写：王德法    鲁东大学物理实验中心 实验一、望远镜的组装　（设计性实验）一、实验目的、意义和要求   望远镜和显微镜是常用的助视光学仪器。显微镜主要用来帮助人们观察近处的微小物体，望远镜则主要是帮助人们观察远处的目标。它们在天文学、电子学、生物学和医学等领域中都起着十分重要的作用。为适应不同用途和性能的要求，显微镜和望远镜的种类很多，构造也各有差异，但是它们的基本光学系统都由一个物镜和一个目镜组成。本实验要求学生通过透镜焦距的测量，挑选出两块薄透镜组装成最简单的望远镜和显微镜

2、，以熟悉它们的构造及其放大原理，学会望远镜、显微镜放大率的测量，并掌握其调节使用，同时通过本实验掌握光学系统的共轴调节方法。二、实验前应回答的问题   1．人眼可看成一个成像系统(见图)。所不同的是，人眼的透镜(眼珠)在睫状肌作用下，其焦距可变，而透镜到像屏(即视网膜)之间的距离不变。为了把远、近物体都能成像在视网膜上，睫状肌应如何调节?它对眼珠这个透镜作怎样的相应变化?　          　2．什么是人眼的近点?什么是人眼的远点?有什么方法可以测出眼睛的近点有多远?   3．通过哪些方法可测定透镜的

3、焦距?试比较这些方法的优缺点。   4．放大镜是一种最简单的助视光学系统，请画出它的光路图，并讨论它的放大率。   5．如何将各元件调成等高同光轴?      6．组装望远镜时如何选择物镜和目镜?   7．如何测定望远镜的放大率?   8．是否能用物镜框作为物测出望远镜的视角放大率?      9．评价天文望远镜时，一般不讲它是多少倍的，而是说物镜口’径多大，你能说明为什么吗?   10．开普勒望远镜和伽利略望远镜的区别在什么地方?分别画出它们的光路图。三、实验室可提供的主要器材光具座1台；透镜若干；光

4、源、箭孔屏；平面镜、米尺及透明标尺等。四、实验内容  （一）、望远镜的组装   1．测出所给透镜的焦距，挑出准备组装望远镜和显微镜时要用的物镜和目镜，记下所测得的焦距。再挑选一块焦距约为20cm的透镜备用。   2．将光源、透明标尺、已知焦距为20cm的透镜L、物镜、目镜依次置于光具座导轨上，将各元件调成同光轴。   3．使透明标尺位于已测焦距透镜L的焦平面上以形成一无穷远处的发光物体。   4．移动物镜，眼睛贴近目镜观察，使在目镜中能看到清晰的标尺像。记下物镜和目镜 的位置。     5．在物镜后放置

5、像屏，左右移动像屏，使像最清晰(可以拿起目镜)，记下所成像位置、大小和倒正。   6．按实测的物镜、目镜位置及中间实像位置，按一定比例画出所组装望远镜成像光路图。   7．根据实际测得的物镜和目镜的焦距画出光路图，标出系统放大率并与上面结果进行比较。   (二)、测定望远镜的放大率，将测得结果与理论值进行比较 五、实验报告的要求   1．写明本实验的目的和要求。   2．阐述本实验的基本原理。   3．记下实验所用仪器和装置。    4．记录实验步骤及各种实验现象，列出数据表格，根据要求作出光路图   

6、5．谈谈本实验的总结、收获和体会。   6．对教学工作提出意见和建议。实验二、单缝和单丝衍射光强分布测量                                                                                （设计性实验）＊要求根据以下内容结合实验室现有仪器完成实验实验报告的要求   1．写明本实验的目的和要求。   2．阐述本实验的基本原理。   3．记下实验所用仪器和装置。    4．记录实验步骤及各种实验现象，列出数据表格，根据要求作出光路图

7、   5．谈谈本实验的总结、收获和体会。   6．对教学工作提出意见和建议。概述光的衍射和干涉现象是光的波动性的重要表现，研究光的衍射和干涉现象，有助于加深对光的本性的理解，同时对近代光学技术，如晶体分析、光谱分析、全息技术、光信息处理等，也是重要实验基础。本实验着重测量光衍射图样的空间分布，研究光衍射图样的规律，并学习用可移动硅光电池光电传感器测量光强分布的实验方法。实验原理 当用单色点或线可见光源，使通过大小与光波波长可以比拟的衍射元件，如狭缝、小孔，其大小约在ｍ数量级以下时，在离衍射元件足够远处，

8、可观察到明显的光线偏离直线传播方向进入几何影区，在离光衍射元件附近或较远处放一观测屏，可呈现一系列明、暗相同的条纹。通常将这种光线“绕弯”进入几何影区的现象称光的衍射或光的绕射。  光衍射的实验光路主要由光源、衍射元件和观察屏等，在光学平台上组装而成。光路中的三要素即光源、衍射元件和观察屏间距离大小将光衍射效应大致分成两种典型的光衍射图样。一种是衍射元件与光源和观察屏都相距无穷远，产生这种类型的光衍射叫做夫琅禾费衍射。另一种是上述三者间相距