北京师范大学珠海分校教学大纲编写规范[001]

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1、光学实验课程教学大纲一、课程说明(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;课程名称:普通物理光学实验所属专业:物理学、原子核物理等课程性质:必修学分:4(二)课程简介、目标与任务;光学实验是普通物理实验的最后一个阶段。经过前面两个学期的实验训练(力热实验、电磁学实验),对物理实验的基本原理、方法和手段有了初步的了解以后,本课程期对光学的主要原理、现象、应用以及基本的光学实验思想、方法和仪器等有一定程度的了解,并在此基础上,综合引申提高,为进一步的理论学习、实验训练和科学研究打下坚实的基础。(三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接;原则上选修该实验课程的同学应已

2、经按要求修完物理专业《光学》课程以及《普通物理力学实验》、《普通物理电磁学实验》并取得相应学分。对实验的数据处理,一般的实验方法、原理及仪器有相当程度的掌握。(四)教材与主要参考书。教材:李健等,基础物理实验,兰州:兰州大学出版社,2012.主要参考书:杨葭荪译,光学原理,北京:科学出版社,1978.钟锡华,现代光学基础,北京:北京大学出版社,2003.吕斯骅,段家忯,基础物理实验,北京:北京大学出版社,2002.朱鹤年,新概念物理测量引论,北京:高等教育出版社,2007.二、课程内容与安排(一)教学方法与学时分配实验课程,讲授与实验操作相接结合,根据学时要求安排若干必修实验题目和选修

3、题目。必修每个实验4学时,选修实验学时视具体内容而定,一般不低于每个实验4学时。(二)内容及基本要求绪论课:光学实验基础知识实验一:薄透镜主焦距的测定14【实验目的】:1、掌握薄透镜焦距测定的基本原理和方法,学会在光具座上的各光学元件的共轴调节;2、掌握透镜的成像性质;3、了解视差在光学实验中的应用。【仪器用具】:光学导轨、光具座、白光光源(含滤光片及毛玻璃)、光屏、平面镜、被测透镜等。【教学要求】:透镜成像规律,自准原理,共轴调节,判断误差、系统误差及其消除;像缺,伪像,视差法及其应用。【实验内容】:1、两次成像法调节光具座上各光学元件共轴;2、自准法、位移法测量正透镜的焦距;3、视

4、差法、组合法测量负透镜的焦距;4、成像规律研究。实验二:分光计的调节与使用【实验目的】:1、了解分光计的结构和各部件的使用;2、掌握分光计的调节要求和调节方法;3、学会用分光计测量角度。【仪器用具】:分光计(含平面镜)、钠光灯、三棱镜等。【教学要求】:光谱仪器的基本结构、分光计的基本组成,分光计的调节要求及其调节原理,视度、聚焦、自准、共轴、视差法等光学实验基本调节方法在分光计调节中的应用,渐近法、降维调节,角度测量方法,投影误差、偏心差及其消除方法。【实验内容】:1、用渐近法调节分光计;2、自准法测量三棱镜的顶角;3、反射法测量三棱镜的顶角。实验三:用分光计测量物质的折射率【实验目的

5、】:1、学会用最小偏向角法和折射极限法测量物质的折射率;2、进一步熟练分光计的调节和使用。【仪器用具】:分光计(含平面镜)、钠光灯、三棱镜、毛玻璃、滴瓶等。【教学要求】:最小偏向角法,折射极限法,常用折射计的结构及原理。【实验内容】:1、用最小偏向角法测量三棱镜折射率;2、用折射极限法测量三棱镜的折射率;3、用折射极限法测量蒸馏水的折射率。实验四:牛顿环14【实验目的】:1、掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法;2、通过实验加深对等厚干涉原理的理解;【仪器用具】:读数显微镜、钠光灯、牛顿环仪、计算机自动采集系统。【教学要求】:等厚干涉、牛顿环及其特点、光学检测、半波损、逐差法、读数显微镜

6、的使用、回程差、实验中各种误差来源及消除(减小)方法。【实验内容】:1、通过测量牛顿环直径计算透镜曲率半径;2、透镜凸面偏离球面的检测。实验五:迈克尔逊干涉仪(一)【实验目的】:1、了解迈克尔逊干涉仪的结构并掌握其调节方法;2、观察非定域干涉条纹,测定He-Ne激光波长;3、观察等倾干涉条纹;4、观察Na光条纹可见度变化规律,测量Na光D双线波长差。【仪器用具】:迈克尔逊干涉仪、光学导轨及光具座、短焦距透镜、毛玻璃屏、升降台、钠光灯等。【教学要求】:迈克尔逊干涉仪结构及基本调节方法,等倾干涉,波长及光谱精细结构测量方法。【实验内容】:1、调出并观察非定域干涉条纹;2、测定He-Ne激光

7、波长;3、调出等倾干涉条纹观察条纹随光程差的变化规律;4、测量Na光双线波长差。实验六:迈克尔逊干涉仪(二)【实验目的】:1、观察等厚干涉条纹、白光干涉条纹;2、学会利用M-干涉仪测定透明物体厚度和气体折射率;3、加深对相干长度和相干时间概念的理解。【仪器用具】:迈克尔逊干涉仪、光学导轨及光具座、短焦距透镜、毛玻璃屏、升降台、白炽灯、钠光灯、盖玻片、气室等。【教学要求】:等厚干涉,定域面,白光干涉,精确测长、气体折射率测量的一般方法,相干长度及

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