《光学实验理论》PPT课件

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1、光学实验关于本学期光学实验一、实验内容*实验一薄透镜焦距的测定*实验三1、分光计的调节及棱镜角的测定；2、分光计测棱镜折射率*实验五显微镜；实验六单色仪的定标；实验七用双棱镜干涉测光波波长*实验八牛顿环测平凸透镜的曲率半径*实验九用透射光栅测光波波长*实验十四1、迈克尔逊干涉的调节及测氦氖激光波长；2、迈克耳逊干涉仪测钠双线的波长差二、实验安排和实验进度轮次周实验内容仪器套数小组数（以每轮的第一周为例。供参考）12、3、4薄透镜焦距的测定1512分光计的调节及棱镜角的测定1512显微镜151127、8、9分光计测棱镜折射率1512迈克耳逊干涉仪的调节及测激光波长1512牛顿环测平凸透

2、镜的曲率半径1511310、11、12透射光栅测光波波长1512迈克耳逊干涉仪测钠双线的波长差1512二选一（尽量选单色仪的定标）单色仪的定标66双棱镜干涉测光波波长125本周三将分组名单发给我。绪论光学实验基础知识一、常用光学仪器1、光具座（1）调节要求：各光学元件共轴且等高；光束满足傍轴条件（光束傍轴、物象傍轴）。共轴与等高共轴：各元件主光轴共线：等高：共轴的主光轴与导轨平行：（2）调节：粗调；细调。粗调：将导轨上所有元件靠拢，靠目测调节，令其初步共轴和等高。细调：目标:在物象屏距离大于四倍焦距时，移动透镜所得的两次成像（大像和小像）中心应重合。调节：透镜在1位时成大像。若大像偏

3、离中心时，调节物位置或透镜位置（高低、左右），使大像位于像屏中心；1调节：再把透镜移到2位，此时成小像。若小像偏离像屏中心，可调节像屏，使小像位于像屏中心。12以上两步反复调节，即可实现共轴与等高。122、测微目镜作用：装在各种显微镜、望远镜上，测量经物镜所成的中间像（实像）的大小。显微镜成像原理图：中间像测微目镜原理图（详图见P7图0-2-2）接物镜可上下移动目镜组带十字叉丝的分度板手动鼓轮可左右移动带刻度的固定分划板视场中看到的清晰的分划板上的毫米刻度与分度板上的十字叉丝：调节步骤：上下调节目镜，清晰地见到毫米刻度和十字叉丝；调节物镜与待测像的距离，使之清晰地成像在分度板上（像与

4、十字叉丝无视差）转动目镜镜筒，使得毫米刻度的标尺方向与待测长度方向平行，以便测量；鼓轮周边刻度100格，每转一圈能使分划板移动1mm。已知鼓轮转动格数即可知分划板移动长度（估算到10分之1格）注意事项：测量时应始终保持鼓轮朝同一方向转动，避免中途改变鼓轮的转动方向，以免造成螺距误差（详见P7）。3、分光计分光计是一种可精密测量角度的光学仪器。几何光学中，主要用于测量：棱镜顶角、光束的偏向角等。在波动光学中，主要用于观察和测量：光谱、光谱线的波长等。分光计的结构详见P9图0-2-5。实物图及原理图：中心轴调节：目的：通过调节，使得三个平面：读值平面、待测平面与光束平面平行，此时三个平面

5、已与分光计中心轴垂直。读值平面：读值平面就是刻度盘和游标内盘旋转形成的平面，固定且与分光计中心轴垂直。读值平面观察平面：准直管与转动的望远镜形成的平面，要求望远镜与中心轴垂直。光束平面：入射光、反射光、折射光都必须在同一平面内。粗调：调节分粗调和细调两步。调节望远镜目镜，使能看清十字叉丝。用望远镜观察远处物体，并调节物镜使远处物体和十字叉丝都清晰。此时望远镜已能粗略观察平行光。通过目测，调节望远镜轴和载物平台，使之尽量与中心轴垂直。此步骤要求尽量细致准确。细调：应用自准直原理调节望远镜适合观察平行光：将平面反射镜置于载物平台上，详见P12图0-2-9a。如此放置只需调节一颗螺丝即可（

6、如图中的或）点亮“小十字叉丝”照明灯。将望远镜垂直对准反射镜面，直到看到绿色的“小十字叉丝”反射像，调节物镜，使得该反射像与测量用十字叉丝间无视差。此时望远镜已适合观察平行光，不得再改变其调焦状态。用逐步逼近法（二分之一调节法）进行调节，使得望远镜光轴与中心轴垂直。目的：最终要使经反射镜两个反射面反射进入望远镜的绿色“小十字叉丝”反射像都与调整用十字叉丝重合。方法：当两者不重合时，分别调节载物平台螺丝及望远镜倾斜调整螺丝，各使两者之间距离减小原距离的一半。对反射镜的两个反射面所成的绿色叉丝像反复用此法进行调节，直至使其与调整用十字叉丝完全重合。调节准直管使之产生平行光，并使其光轴与望

7、远镜光轴重合：照亮准直管狭缝，前后调节狭缝，使从望远镜中能看到清晰的狭缝像，且与测量叉丝之间无视差。此时准直管出射的已是平行光。调节准直管的倾斜螺丝，使得狭缝像的中心位于测量叉丝的交点处。此时望远镜和准直管的光轴已平行，并近似重合。至此，整个调节过程结束。问题：为何上述讲近似重合，而不是完全重合？答：因目测限制，在满足近轴条件时，近似重合与完全重合的观察结果是一样的。故观测者无法分辨之。二、实验规范1、实验前写好预习报告（写在专用实验纸上），包括：实验名称