物理光学演示实验简要说明

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1、物理光学演示实验简要说明1普氏（Pulfrich）摆演示仪【实验演示目的】：应用和强化光程差概念。为学生动手体验实验。【实验器材】：普氏摆、单片茶色太阳镜；【实验装置结构】见图1图1普氏摆【实验现象】：一般地，人们裸眼看到单摆是作平面运动。当然，人们裸眼看到普氏摆摆动也是作平面运动，尽管有一些高低不等的竖杆排参照物。但是，当人们戴上单片太阳镜后，就感觉单摆不再是平面摆动，而是感觉为绕向转动。单片太阳镜在左眼，普氏摆摆动为左绕向；单片太阳镜在右眼，普氏摆摆动为右绕向。2仿西汉透光铜镜【实验演示目的】：光的反射与吸收的关系问题。【

2、实验器材】：仿西汉透光铜镜、射灯、平面投影屏；【实验装置结构】见图2（a）背面（b）镜面图2仿西汉透光铜镜【实验现象】：当平行光如太阳光，或点光源光如射灯，照射在仿西汉透光铜镜的正（镜）面，会在投影屏上显示出铜镜反（背）面的图案。【参考文献】：[1]严燕来、叶庆好主编《大学物理拓展与应用》（面向21世纪课程教材）[M],高等教育出版社,2002.12。[2]严燕来、孔令达、梁华翰等.西汉古铜镜“透光”奥秘解析[J],大学物理,2001,20(10):34-38。3辉光魔球【实验演示目的】：光的量子跃迁、光通路、光散射问题。【实

3、验器材】：辉光魔球、日光灯；【实验装置结构】见图3图3辉光魔球【实验现象】：当开启电源开关时，辉光魔球会发出许多条蓝紫色光，形成一个个光通路，光通路在玻璃璧处出现粉红色光；没人触摸玻璃璧时光通路轴对称分布，人用手触摸玻璃壁时，光通路集中在手指触摸处，光路光强度变大。用日光灯放在人手和辉光魔球之间，日光灯也会发光，辉光通路也不均匀分布。4三种组合光学干涉演示仪【实验演示目的】：比较迈克尔逊（Michelson）干涉、马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉、萨格奈克(Sagnac)干涉，这三种干涉方式都有重要应用。迈克尔逊干

4、涉在教学中出现较多，马赫-曾德尔干涉在光纤通信应用较多，萨格奈克干涉在光纤传感、环形激光器、信息科学领域的超快速响应技术和量子保密通讯中有应用。为学生动手自搭与设计实验。【实验器材】：小型光学隔振平台、磁性底座、支架、半导体激光器、分束镜、扩束镜、光学屏；【实验装置结构】见图4图4（a）三种组合光学干涉演示仪图4（b）迈克耳逊干涉图谱【实验现象】：演示迈克尔逊（Michelson）干涉：迈克尔逊干涉为长方形干涉，两个反射镜正交，在等光程附近形成薄膜干涉，条件比较苛刻。演示马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉：马赫-曾德

5、尔干涉为三角形干涉，两个反射镜斜交，与光源形成三角形。演示萨格奈克(Sagnac)干涉：格奈克干涉为环形干涉，实验条件不如迈克尔逊干涉苛刻。【注意事项】：1不要用眼睛直对激光。2光学元件要中心准直。3实验操作时，光学元件要固定好，不要打碎。4实验操作要有顺序。【参考文献】：[美]T.卡拉德，著，松竹丰，译，激光演示实验。5光的衍射组合演示实验【实验演示目的】：单缝、双缝、四缝、九缝、光栅、单四角孔、单园孔、双园孔的衍射图像，表现衍射物体的透光不透光部分宽度与分布变化和旋转时的干涉衍射光学图像。【实验器材】：光具座、移动底座、支

6、架、半导体激光器、可微调的衍射组件、光学屏；【实验装置结构】见图5图5（a）单缝衍射实验图图5（b）单缝图5（c）光的衍射器件组合图5（d）单缝衍射条纹图5（e）双缝衍射条纹图5（f）四缝衍射条纹图5（g）九缝衍射条纹【实验现象】：缝的衍射：准直激光分别正射到单缝、双缝、四缝、九缝、光栅、正交光栅上，观察比较它们的衍射干涉图像。单缝衍射图像：谱线中间宽，周边窄些而等款、弥散；双缝衍射图像：又象衍射又象干涉，象衍射却有干涉的条纹；象衍射却又有干涉特有的弥散现象；中间三个点或五个点最亮。四缝衍射图像：象双缝衍射图像一样，但有缺级现

7、象，在主极大间有3个暗纹，2个次亮纹；九缝衍射图像：象四缝衍射图像一样，但谱线分得更开，也有缺级现象，在主极大间有8个暗纹，7个次亮纹；光栅衍射图像：有点象九缝衍射图像一样，但谱线分得更开，且均匀分布；正交光栅衍射图像：象几排光栅谱线组合，上下对称排列几排光栅谱线；或左右对称排列几排光栅谱线；孔的衍射：激光照在单园孔、双圆孔、单四角孔、多矩形孔（正交光栅）上的衍射。单圆孔衍射图像：中间为一圆斑，周边为条纹，光强弥散分布；双圆孔衍射图像：象单圆孔衍射图像，但中心光斑和周边圆环上叠加了一些竖条纹；单四角孔的衍射图谱：谱线为虚线十字

8、形分布；图像中间也为一个矩形，可反应矩形孔的放置。图5（h）长方孔衍射图图5（i）双圆孔干涉衍射图图5（j）正交光栅衍射图【注意事项】：1不要用眼睛直对激光。2光学元件要中心准直。3实验操作时，光学元件要固定好，不要打碎。4实验操作要有顺序。6声光衍射演示仪【实验演示目的】：