第一篇：浙江大學物理光學實驗報告 (500字)

課程名稱：姓 名：系：專 業(yè)：學 號：指導教師： 本科實驗報告

物理光學實驗 郭天翱

光電信息工程學系 信息工程（光電系）3100101228 蔣凌穎 2012年 11月27日

實驗報告

課程名稱：__物理光學實驗_指導老師：___成績：__________________ 實驗名稱：實驗類型：_________

一、實驗目的和要求（必填）

二、實驗內(nèi)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）

四、操作方法和實驗步驟

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

六、實驗結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實驗目的和要求

1、掌握邁克耳遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理、調(diào)節(jié)方法；

2、用邁克耳遜干涉儀觀察平板干涉條紋的特征，測定單色光波長；

3、觀察白光干涉條紋，測量光波的相干長度；

二、實驗原理

2”。光線“2”射到m2上被反射回來后，透m1 圖2 非定域干涉 線“1”透過g2射到m1，被m1反射回來后再透過g2射到k上，反射到達e處。這兩條光線是由一條光線分出來的，故它們是相干光。光線“1”也可看作是從m1在半透明層中的

虛像m1ˊ反射來的。在研究干涉時，m1ˊ與m1是等效的。調(diào)整邁克爾遜干涉儀，使之產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象可以等效為m1ˊ與m2之間的空氣薄膜產(chǎn)生的薄膜干涉。

用凸透鏡會聚的激光束是一個很好的點光源，它向空間發(fā)射球面波，從 m1和 m2反射后可看成由兩個光源s1和s2發(fā)出的（見圖2），s1(或s2)至屏的距離分別為點光源s從 g1和m1(或m2和g1)反射至屏的光程，s1和s2的距

離為m1ˊ和m2之間距離d的二倍，即2d。虛光源s1和s2發(fā)出的球面波在它們相遇的空間處處相干，這種干涉是非定域干涉。

1、等傾干涉（定域干涉）

若m2和m1嚴格垂直，m2’與m1互相平行，虛光板各處的厚度h相同。這時影響光程差的因素只有入射角，當用會聚或者發(fā)散光束照明干涉儀時，具有相同入射角的光經(jīng)m1和m2反射后在其相遇點有相同的光程差，因而入射角相同的光形成同一級干涉條紋，稱為等傾條紋。等傾條紋呈圓環(huán)狀，條紋分布內(nèi)疏外密。在擴展光源照明下，等傾條紋定位于無窮遠，因而通常觀察這種條紋需要采用望遠鏡系統(tǒng)。

干涉場中某一點所對應的兩支相干光線的光程差為光波波長的整數(shù)倍時，即

該點為亮條紋中心；而光程差為光波長的半整數(shù)倍時，即

該點為暗條紋中心。

對于等傾圓環(huán)條紋，中心處于干涉級m0最高，由圓心向外，依次降低，當觀察圓心附近的條紋時；亮、暗條紋的條件分別為錯誤！未找到引用源。和錯誤！未找到引用源。.這是如果轉(zhuǎn)動絲桿使m2移動以改變虛平板厚度h時，h每減少錯誤！未找到引用源。時，條紋便向圓中心收縮并消失一個，如果測量出中心處條紋共消失n個時m2鏡的移動距離錯誤！未找到引用源。，由關(guān)系式錯誤！未找到引用源。，便可計算出光波長。

2、等厚干涉條紋（定域干涉）

若m2和m1相互不垂直，m2’和m1間就有一楔角，這是若用平行光照明或者使用孔徑很小的觀察系統(tǒng)（如人眼），使整個視場內(nèi)入射角的變化可以忽略不計，則兩支相干光束的光程差的變化只依賴于虛光板的厚度h的變化。干涉條紋是虛平板厚度相同點的軌跡，稱為等厚條紋。通常m1和m2的平面度很好，等厚條紋是相互平行的等間距直條紋，條紋的方向與虛平板的交棱平行。當用擴展光源照明時，若虛光板的厚度不大，等厚條紋就定位在虛平板表面（m1）附近，觀察這種條紋需要采用放大鏡，或者人眼直接觀察虛平板表面。

當和h都不能視為常數(shù)時，將同時對光程產(chǎn)生影響，這時條紋形狀介于等傾等厚之間，稱為混合條紋。

3、非定域干涉

如果光源是單色點光源，無論是在等傾干涉還是在等厚干涉的情況下，條紋都是非定域的，采用he-ne激光器作光源，由于光源的空間相干性很好，可以將其看作點光源。這時用一毛玻璃屏插在干涉儀的出射光路中的任何位置，均可以觀察到干涉條紋。

4、白光條紋

白光照明，當兩路相干光束的光程差為零或者零程差附近的位置，可以觀察到白光干涉條紋。中央零級為白（或黑）的彩色條紋。

三、主要儀器設(shè)備

he-ne激光器、白熾燈、擴束鏡、準直鏡、會聚鏡、邁克爾遜干涉儀。整個裝置包括三部分：照明系統(tǒng)、干涉系統(tǒng)和觀察系統(tǒng)，如圖1所示。

1干涉系統(tǒng)——邁克爾遜干涉儀，如圖2所示

g1分光鏡，它是在第二表面鍍以半反射介質(zhì)膜的平行平面板。g2是一塊與g1全同的平板，成為補償板，它與g1平行。

m1和m2都是平面反射板，兩鏡的背面各有三個調(diào)節(jié)螺釘，用來調(diào)整鏡面的空間取向。m2的鏡座上還有垂直安裝的兩只微調(diào)螺釘，用來對m2的空間取向作微調(diào)。

2、觀察系統(tǒng)

為了觀察不同類型的干涉，觀察系統(tǒng)可以是望遠鏡、放大鏡或者是人的眼睛。

3、照明系統(tǒng)

本實驗單色光源為he-ne激光器，激光經(jīng)擴束準直，再經(jīng)l2會聚。

四、實驗內(nèi)容

1、觀察單色光等厚干涉條紋

（1）調(diào)整及抱起使其光束基本平行于實驗臺面，并使光斑位于鏡面中心。在毛玻璃上看到m1，m2反射形成的兩套光斑，調(diào)整m1，m2，使光斑嚴格重合。（2）在入射光路中加入擴束鏡，并調(diào)整。這時在毛玻璃上觀察到弧形或圓形的干涉條紋。

（3）加入準直透鏡l1，調(diào)整l1位置，直到毛玻璃上出現(xiàn)直條紋，再插入l2，毛玻璃上出現(xiàn)圓環(huán)條紋。如果條紋很多，應該轉(zhuǎn)動手輪移動m1，使條紋減少到1-3。

（4）使用微調(diào)螺桿調(diào)整m2的傾斜方向，和移動m1。觀察原干涉條紋的變化，并記錄。

2、觀察單色光的等傾干涉條紋

（1）在上一步觀察到的等厚條紋基礎(chǔ)上，微調(diào)，是等厚干涉間距逐漸變大，直到視場中僅有一條條紋。

（2）l1后放置會聚鏡l2，并使照明在m1和m2上的光斑盡可能小。（3）觀察系統(tǒng)采用毛玻璃屏，可以看到等傾圓環(huán)。（4）移動m1觀察等傾圓環(huán)的變化，并記錄。

3、測量單色光波長

（1）轉(zhuǎn)動粗動手輪，使屏上的等傾條紋的數(shù)目適中

（2）轉(zhuǎn)動微動手輪，可見到圓條紋緩緩向中心收縮，并在中心消失，記下讀數(shù)s1；

（3）繼續(xù)向一個方向轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪，觀察條紋在中心消失50個，記下讀數(shù)s2；（4）重復三次，并作記錄

4、觀察白光的彩色條紋

（1）在觀察到單色等傾條紋的基礎(chǔ)上，移動m1，直到在視場中只剩下一個條紋。

（2）移去毛玻璃屏，用一白熾燈照亮干涉儀，用眼睛觀察，繼續(xù)按原來方向轉(zhuǎn)動手輪，直到出現(xiàn)彩色條紋。

（3）調(diào)整m2觀察彩色條紋的變化，移動m1觀察彩色條紋的變化，并做記錄。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

1.記錄在實驗過程中觀察到的現(xiàn)象，并加以解釋

1)觀察單色光等厚干涉條紋時，微調(diào)螺桿（3）和（4），或微動手輪移動 m1，觀察到原等厚干涉條紋發(fā)生移動，而且間距變大。

等厚干涉的發(fā)生是由于m2’（虛鏡面）和m1之間存在楔角。調(diào)整螺桿（3）和（4），或微動手輪都會導致m1和m2’之間的角度和距離發(fā)生一定的變化，從而使得等厚干涉條紋發(fā)生移動或者間距發(fā)生變化。

2)在觀察白光的彩色條紋時，調(diào)整m2相當于改變m1和m2’之間的夾角，可以觀察到彩色條紋的彎曲程度和粗細發(fā)生了變化；移動m1即改變m1和m2’之間的距離，可以觀察到彩色條紋由細變粗，然后又變細。

六、思考題

1．補償平板g2的主要作用是什么？對它有什么要求？

答：補償板g2主要是為了平衡光線在平板g1中的光程差，g2板應該和g1板完全一樣，并且擺放位置也要與g1板平行。2．為什么觀察等厚條紋時，一定要使l1出射光束為平行光？如果不滿此條件條紋是否為等厚條紋？

答：如果不為平行光，則相位會有差別，不滿足等厚干涉的條件。因此不滿足此條件不是等厚條紋。3．觀察等傾條紋時，要求入射光束只照亮m1和m2表面上較小區(qū)域，這有什么好處？ 答：由于定域深度的大小與光源的寬度成反比，照亮區(qū)域小相當于光源的寬度變小了，因此定域的深度增大，使得在觀察條紋時更容易找到干涉條紋，并且條紋更加清晰，方便觀察和計數(shù)。4．請考慮利用干涉方法測量一塊均勻的已知厚度的透明平行薄片折射率的方法。調(diào)整邁克爾遜干涉儀，直至視場中等傾條紋數(shù)至最少，再在一條光路上放上該透明平行薄片，移動手輪，使得視場中的等傾條紋數(shù)再次達到最少，測得移動的距離為s，則2(n?1)h?s，由此可以求得薄片的折射率。實驗報告

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一、實驗目的和要求（必填）

二、實驗內(nèi)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）

四、操作方法和實驗步驟

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

六、實驗結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實驗目的和要求

1、觀察多光束干涉的條紋特征

2、學會法布里-珀羅干涉儀的調(diào)整，及光波微小波長差的測量

二、實驗內(nèi)容 法布里－珀羅（f-p）干涉儀是由兩塊內(nèi)表面鍍有高反射膜（介質(zhì)膜或金屬膜）的相互平行的高

裝

平面度玻璃板或石英板組成，根據(jù)平行平面板反射單色光的多光束疊加產(chǎn)生細窄明亮干涉條紋的基本原理制造的，如圖所示，f-p干涉儀的主要部件是兩塊各有一面鍍高反射膜的玻璃板g1和g2，使鍍膜面相對，夾一層厚度均勻的空氣膜，利用這層空氣膜就能夠產(chǎn)生多光束干涉現(xiàn)象。

若有一定光譜寬度的單色擴展光源發(fā)出的發(fā)散

光照明法-珀干涉儀，則在透鏡l的焦面上將形成一系列細銳的等傾亮條紋，若透鏡l的光軸和干涉儀的板面垂直，則在透鏡焦面上形成一組同心圓亮條紋。通常多光束情況下觀察透射光條紋，條紋細而銳，波長差非常小的兩條光譜線的同級條紋角半徑稍有不同而能清晰的被分開，從而能直接進行測量。所以，法-珀干涉儀（標準具）是一種高分辨率的光譜儀器，常用于研究譜線的精細結(jié)構(gòu)。

當光源發(fā)出有微小波長差△λ的兩譜線時，由法-珀干涉儀產(chǎn)生多光束干涉條紋，對于干涉場的某一點，可寫出兩個相接近譜線的程差表示式：

訂

線

??2hcos??m1?1??2hcos??m2?2

對于不同波長的光波，△所對應的干涉級差為：(?m)?m1?m2?(?1??2)?2?1 cos? 考慮干涉場中心附近的點（可認為θ≈0），則可計算波長差公式為：(?)(?e)(??)??1??2?? 2he 式中，為?1,?2的平均波長，一般由低分辨率儀器測定； △e為兩波長同級條紋之相對位移，e是同一波長的條紋間距 2 當改變法-珀干涉儀兩板之間的間距h，兩波長條紋之相對位移為（△e）=e，(?)(??)? 2(?h)而相應的兩板間距變化為（△h），則有

測出兩波長條紋從一次重合到再一次重合的間距變化，即可求得兩譜線的微小波長差（△λ）2

三、主要儀器設(shè)備

鈉光燈、聚光燈、小孔光欄、準直鏡、匯聚鏡、法-珀干涉儀、濾色片

四、操作方法和實驗步驟

法布里-珀羅干涉儀外形如圖3 所示，由邁克爾干涉儀改裝而成，儀器的調(diào)節(jié)機構(gòu)與邁克爾干涉儀相同

1、調(diào)整干涉儀使兩平板內(nèi)表面平行

在圖4所示系統(tǒng)中，首先將兩板間距大致調(diào)整到2~3mm左右(切勿使兩反射面接觸)前后調(diào)整準直鏡的位置，使出射光為平行光。此時通過觀察望遠鏡可以看到光闌的清晰的實像，及經(jīng)平板多次反射產(chǎn)生的一系列光闌的反射像，調(diào)節(jié)兩反射的微調(diào)螺絲，使反射像重合成一個，取下觀察望遠鏡目鏡，物鏡變?yōu)榉糯箸R，此時可看到一組平行直條紋（多光束等厚干涉），再微調(diào)螺絲增大條紋間距，直致視場中亮度均勻一片，此時兩反射面平行。

圖4 實驗裝置原理簡圖

2、觀察鈉黃光的多光束干涉條紋

隨后放入會聚透鏡，使在法-珀干涉儀平板上的光斑盡可能小，則在望遠鏡焦面上即可觀察到鈉黃光雙線的多光束干涉條紋，條紋呈同心圓環(huán)。若圓環(huán)中心不在中央，可同時調(diào)節(jié)兩反射鏡微調(diào)螺絲，使兩鏡與入射光束垂直。

3、測量鈉雙線的波長差

調(diào)節(jié)微動機構(gòu)，改變兩鏡距離，分離 重合的變化全過程。測量兩組條紋從一次重合到下一次重合時兩鏡間距的變化（△h），連測三次，求取鈉雙線波長差的平均值。

分開之間距變化，取其中間位置作為一次重合之位置進行計算。

本實驗主要是儀器及多光束干涉條紋的觀察及測量。實驗報告對儀器調(diào)整方法的原理及多光束干涉條紋的特征應著重討論。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

造成誤差的主要原因是視場中兩個不同系列的條紋不是很好區(qū)分，會造成讀數(shù)時存在較大誤差。

六、思考題

1．在觀察中發(fā)現(xiàn)，隨著程差的變化，條紋發(fā)生從清晰→模糊→清晰的變化，利用已學過的知識，解釋這一現(xiàn)象。

由公式??=2?e 2he可知，當程差發(fā)生變化，即h發(fā)成變化時，?e也將發(fā)生變化。

隨著?e的變化，干涉條紋從重合的一套條紋變成了兩套條紋，因此會覺得條紋從模糊變清晰或者從清晰變模糊。

2.利用已學過的雙光束和多光束干涉裝置，試提出幾種測量鈉雙線之微小波長差的方法。1.利用楊氏雙縫干涉裝置，以鈉黃光作為光源，可以得到由微小位移差的兩套干涉條紋。然后由公式e?d來計算波長。d 2.以鈉黃光作為光源，利用邁克爾遜干涉儀裝置得到等傾條紋，此時得到的干涉條紋時兩套有微小錯開的條紋。移動m2，記錄兩套條紋從第一次重合到第二次重合時條紋出現(xiàn)或者消失的個數(shù)m。由公式(m?1)???m?()得 m 實驗報告

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一、實驗目的和要求（必填）

二、實驗內(nèi)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）

四、操作方法和實驗步驟

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

六、實驗結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實驗目的和要求

1、觀察光的等厚干涉現(xiàn)象，熟悉光的等厚干涉的特點；

2、用牛頓環(huán)測定平凹透鏡的曲率半徑；

二、實驗內(nèi)容

牛頓環(huán)裝置是由一塊曲率半徑較大的平凸玻璃透鏡，以其凸面放在一塊光

裝

學玻璃平板（平晶）上構(gòu)成的，如圖3所示。平凸透鏡的凸面與玻璃平板之間的空氣層厚度從中心到邊緣逐漸增加，若以平行單色光垂直照射到牛頓環(huán)上，則經(jīng)空氣層上、下表面反射的二光束存

在光程差，它們在平凸透鏡的凸面相遇

后，將發(fā)生干涉。從透鏡上看到的干涉圖3 實驗原理圖 訂 線

花樣是以玻璃接觸點為中心的一系列明暗相間的圓環(huán)（如圖4所示），稱為牛頓環(huán)。由于同一干涉環(huán)上各處的空氣層厚度是相同的，因此它屬于等厚干涉。

圖4 實驗光路圖 由圖3 可見，如設(shè)透鏡的曲率半徑為ｒ，與接觸點ｏ相距為ｒ處空氣層的厚度為ｄ，其幾何關(guān)系式為： r2?(r?d)2?r2?r2?2rd?d2?r2 ? 由于ｒ>>ｄ，可以略去d2得 ? r2 d? 2r(1)光線應是垂直入射的，計算光程差時還要考慮光波在平玻璃板上反射會有半波損失，從而帶來?/2的附加程差，所以總程差?為： ??2d? 產(chǎn)生暗環(huán)的條件是： ?2(2)??(2k?1)? 2? ?(3)其中ｋ＝0，1，2，3，...為干涉暗條紋的級數(shù)。綜合(1)、(2)和(3)式可得第ｋ級暗環(huán)的半徑為：

r2?kr?(4)由(4)式可知，如果單色光源的波長已知，測出第ｍ級的暗環(huán)半徑rm，即可得出平凸透鏡的曲率半徑ｒ；反之，如果ｒ已知，測出rm后，就可計算出入射單色光波的波長。

但是用此測量關(guān)系式往往誤差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的點

接觸；接觸壓力會引起局部形變，使接觸處成為一個圓形平面，干涉環(huán)中心為一暗斑。或者空氣間隙層中有了灰塵，附加了光程差，干涉環(huán)中心為一亮（或暗）斑，均無法確定環(huán)的幾何中心。實際測量時，可以通過測量距中心較遠的兩個暗環(huán)的半徑rm和rn的平方差來計算曲率半徑ｒ。因為 rm2?mr? 兩式相減可得rm2?rn2?r(m?n)? rn2?nr? rm2?rn2dm2?dn2所以r?或r?(m?n)?4(m?n)?（5）

由上式可知,只要測出dm 與dn（分別為第m 與第n 條暗環(huán)的直徑）的值，就能算出ｒ或?。這樣就可避免實驗中條紋級數(shù)難于確定的困難，還可克服確定條紋中心位置的困難。

三、主要儀器設(shè)備

牛頓環(huán)儀、讀數(shù)顯微鏡、鈉燈

四、操作方法和實驗步驟

一、用牛頓環(huán)測量透鏡的曲率半徑

1、調(diào)節(jié)牛頓環(huán)儀上螺釘，用眼睛觀察使牛頓環(huán)的中心處于牛頓環(huán)儀的中心；

2、將牛頓環(huán)儀置于移測顯微鏡平臺上，開啟鈉光燈，調(diào)節(jié)半反射鏡使鈉黃光充滿整個視場，此時顯微鏡中的視場由暗變亮；

3、調(diào)節(jié)顯微鏡，直至看清干涉條紋；

4、觀察條紋的分布特征。查看各級條紋的粗細是否一致，條紋間隔是否一樣，并解釋；

5、測量透鏡的直徑。

6、自擬表格記錄實驗數(shù)據(jù)。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

1.觀察條紋的分布特征，可以發(fā)現(xiàn)牛頓環(huán)中心是暗斑，粗細和間隔不一致。r2?kr?可知，暗條紋的半徑的平方和級數(shù)成正比，因此級數(shù)越大時，暗條紋的間距會越小。

六、思考題

1.能否用牛頓環(huán)裝置測量非球面的曲率？

如果曲率變化比較慢的情況下，可以將非球面近似為球面，因此可以測量。2.若看到的牛頓環(huán)局部不圓，這說明了什么？

說明被測量的透鏡表面有缺陷，如凸出，凹陷等。實驗報告

課程名稱：__物理光學實驗_指導老師：___成績：__________________ 實驗名稱：實驗類型：_________

一、實驗目的和要求（必填）

二、實驗內(nèi)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）

四、操作方法和實驗步驟

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

六、實驗結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實驗目的和要求

1、了解法布里-珀羅標準具的結(jié)構(gòu)，學會使用標準具。

2、用法布里-珀羅標準具測定汞綠線（λ=546.07nm）的精細結(jié)構(gòu)。

二、實驗內(nèi)容

用高分辨分光儀器觀察某些光譜線時，可以看到一些譜線包含有許多細微結(jié)構(gòu)，這些細微結(jié)構(gòu)稱為光譜線的精細結(jié)構(gòu)，利用法布里-珀羅標準具可以觀察到汞綠線（λ=546.07nm）的精細結(jié)構(gòu)。

裝

法布里-珀羅標準具是由兩塊內(nèi)表面鍍有高反射膜的相互平行的高平面度玻璃板組成，在內(nèi)表面之間形成多次反射以產(chǎn)生多光束之間的干涉（圖1），兩外表面與內(nèi)表面分別做成一小楔角，用以防止對內(nèi)表面反射光的干擾，兩內(nèi)表面的間隔做成固定式的，一般是由膨脹系數(shù)很小的銦鋼制成空心圓柱形間隔器。

訂

線 用有一定光譜寬度的單色擴展光源發(fā)出的發(fā)散光照射法布里-珀羅標準具，則在透鏡的焦面上將形成一系列希瑞的等傾亮條紋，當透鏡的光軸與標準具的板面垂

直時，透鏡焦面上形成一組同心圓條紋。通常，多光束干涉情況下觀察透射光干涉條紋，條紋細而銳，波長差非常小的兩條譜線的同級條紋的角半徑稍有不同而能被清晰地分開，從而能直接進行測量。

若錯誤！未找到引用源。是被測譜線的波長范圍，則用來測量此譜線的精細結(jié)構(gòu)的法布里-珀羅標準具的參數(shù)選配應滿足條件

式中，稱錯誤！未找到引用源。為標準具常數(shù)或自由光譜范圍，他表示與間距h相對應的標準具所能測量的最大波長范圍；稱為標準具的分辨本領(lǐng)，錯誤！

未找到引用源。為相應h，r時標準具所能分辨的最小波長差。

另外，由等傾干涉知識可知，在焦距f的透鏡焦面上形成的干涉條紋中，從中心

向外數(shù)第n個亮圓條紋的直徑為

未找到引用源。是干涉級小數(shù)。

因此，測出第p和第q個亮紋的直徑dp、dq，則有關(guān)系式

，式中錯誤！

故有：錯誤！未找到引用源。，式中，錯誤！未找到引用源。是波長錯誤！未找到引用源。的干涉圓環(huán)中心干涉級小數(shù)。

如對各個波長的圓環(huán)分別求出中心干涉小數(shù)錯誤！未找到引用源。，則由中心處的光程差關(guān)系式：

可得到波長差表式：

式中，錯誤！未找到引用源。與錯誤！未找到引用源。分別表示精細結(jié)構(gòu)中相近強度譜線的平均波長和強度最大的主線的波長；錯誤！未找到引用源。是同一波長的多個干涉圓直徑求得的錯誤！未找到引用源。的平均值。

三、主要儀器設(shè)備

汞燈、聚光燈、光闌、準直鏡、干涉濾光片、會聚鏡、法-珀標準具、cmos

四、操作方法和實驗步驟

如圖2所示，用發(fā)散光照射fp標準具，并由會聚透鏡接收，則在透鏡焦面上形成汞綠

線的精細結(jié)構(gòu)。汞綠線的精細結(jié)構(gòu)主要由汞的同位素錯誤！未找到引用源。產(chǎn)生的譜線形成，其中錯誤！未找到引用源。產(chǎn)生錯誤！未找到引用源。譜線，錯誤！未找到引用源。線是汞綠線的主線，中心波長錯誤！未找到引用源。，本實驗測量錯誤！未找到引用源。的錯誤！未找到引用源。譜級，干涉濾光片的中心波長為546.1nm。

按圖2布置大致安排光路，使各元件等高； 2 標準具調(diào)整

本實驗選用間距h=5mm的法布里-珀羅的標準具，標準具反射面多層介質(zhì)高反膜的反射率r=0.95,標準具上配有一個微調(diào)支架，支架可前后左右微動10°左右。

標準具兩平板的平行性可通過調(diào)整各平行螺釘，使各螺釘受力差不多。用單色擴展光源照明，自習調(diào)節(jié)標準具兩平板調(diào)平螺釘，使光闌及其像完全重合，這時可以看到干涉條紋，使圓條紋盡量清晰，表明兩平板基本平行。再仔細調(diào)節(jié)其中一板的微動螺釘，直到眼睛上下左右移動時各干涉圓環(huán)的大小不變，即干涉環(huán)的中心沒有變化，而僅僅是圓環(huán)整體隨眼睛一起平動，此時兩平板嚴格平行，得到理想的等傾條紋。

3、精細結(jié)構(gòu)的測量

（1）按圖2所示光路放入準直物鏡，利用自準直方法調(diào)整準直鏡位置，使從準直鏡出射的光為平行光。在干涉濾光片和標準具之間放入會聚透鏡，使會聚（或發(fā)散）光照明標準具，并在標準具上有足夠啊的光斑，加入接收系統(tǒng)，使從標準具出射的光照射另一會聚鏡，并在其后焦面上形成清晰地同心圓條紋。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

干涉圖樣如圖：

六、思考題

1.由實驗數(shù)據(jù)，驗證dr2?dr2?2是常數(shù) 由實驗數(shù)據(jù)可知，22d?drr?2=92901（nm2）α線： 22d?drr?2=91728（nm2）β線：

γ線：dr?dr?2=93900（nm2）22 可以求出三者的均值為92843，標準差為887，相對于差值來說這個標準差很小，因此可以認為dr2?dr2?2是常數(shù) 2．對光譜進行精細結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)什么條件選擇法-珀標準具？本實驗中選用h=5mm的法-珀標準具，試分析原因。

答：用法珀標準具測量兩相近波長的波長差，目標光線的波長差須滿足：

(△λ)min<=△λ<=(△λ)s.r；h=5mm，所以（△λ）s.r=0.0298nm，大于所要測的波長差，因此可以用來測量。

3．用本實驗裝置能否測定鈉雙線？為什么？

答：不能。因為那雙線的波長差為0.6nm，而該標準具的測量范圍為0.000487nm~0.0298nm，其不在該標準具的測量范圍之內(nèi)。21實驗報告

課程名稱：__物理光學實驗_指導老師：___成績：__________________ 實驗名稱：實驗類型：_________

一、實驗目的和要求（必填）

二、實驗內(nèi)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）

四、操作方法和實驗步驟

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

六、實驗結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實驗目的和要求

1、了解激光平面干涉的結(jié)構(gòu)原理及裝調(diào)方法；

2、組裝平面干涉儀，獲取干涉圖；

3、學會從干涉圖分析被測光學零件的面形誤差。

三、實驗內(nèi)容

裝

訂

線

he-ne激光器發(fā)出的激光經(jīng)擴束準直后，直接入射到標準平板和待測平板。激光平面干涉儀是通過觀察標準平面與被檢平面之間的楔形空氣層所產(chǎn)生的等厚干涉條紋的變形情況來檢測待測平板的面形的。

若通過cmos接收到的等厚干涉條紋彎曲表明被測平面不平。經(jīng)測得條紋彎曲的矢高為h，條紋間距為e，則被測平板的平面度為p=h/e，相應的平面偏差，即凹陷或凸起的厚度為：h=hλ/2e.將標準平板兩表面的反射光移出視場，觀察由被測平板兩表面反射產(chǎn)生的等厚干涉條紋，如果被測平板的面形誤差、玻璃的不均勻性都很小，則測出的平行度即可視為是平板兩表面的幾何平行度，可以觀察到一組平行等距的干涉條紋。若在直徑為d的平行平板上觀察到n個條紋，則平板的平行度用最大厚度δh表示：δh=nλ/2n=dλ/2ne

22其平板兩面的楔角α為：α=δh/d=λ/2ne

三、主要儀器設(shè)備

he-ne激光器，擴束鏡，準直鏡，分束鏡，標準平板，待測平板，接收屏

四、操作方法和實驗步驟

1、調(diào)整he-ne激光器使其出射光束平行于光學平臺。

2、調(diào)整每個光學件的高度；

3、加入分束鏡，并轉(zhuǎn)角；

4、加入擴束鏡和準直鏡，用剪切干涉法獲得平行光；

5、加入標準平板和待測平板，并使標準平板后表面和待測平板前表面的光斑反射回擴束鏡小孔；

6、再加入衰減器及cmos，找到合適的接收位置后，微調(diào)空氣層楔角，直至視場里剩余3-5個條紋，保存圖像，并進行數(shù)據(jù)處理計算平板的平面度和楔角。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理 1.測量被測平板的平面度 23 由公式p=h/e，h=h/e*λ/2，測量可得 p=0.4/2.4=0.167,h=1/6*632.8/2=52.73nm 2.測量被測平板的楔角

△h=nλ/2n=dλ/2ne,測量得到d=11.10cm，e=2.90cm。因此平板平行度 △h=796.74nm，α=△h/d=λ/2ne=7.178*10-6

六、思考題

1、本實驗若不用激光而改用普通單色光（如鈉光），能否進行平面平板平面度的測量，為什么？

答：不能，因為普通單色光的相干長度太短，不足以觀察反射得到的干涉條紋，激光的相干性更好。

2、測量平板的平行度時，可能出現(xiàn)不等距或彎曲的等厚條紋，試說明此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因？

答：可能是受外部條件的影響，也可能是被測平板某些地方有一定曲率或者平板不平整，有凸出或凹陷造成的。

七：實驗心得

1.光學實驗開始時的一些準備工作，如器材高度的調(diào)整，光線的準直等，是非常重要的，不能掉以輕心，如果有差錯則整個實驗無法進行下去。2.光學實驗的觀察環(huán)節(jié)也同樣重要，由于對于同樣的現(xiàn)象每個人的判斷標準可能不一樣，因此觀察現(xiàn)象并讀數(shù)的工作最好由一個人來完成，否則標準的不統(tǒng)一會造成實驗結(jié)果的誤差。3.光學器件的工作面不要直接用手去碰，工作臺避免劇烈晃動，這些細節(jié)在實驗時必須小心注意。25

第二篇：物理光學總結(jié)

物理光學總結(jié)

在學習完物理光學這門課程以后，對光的認識加深了不少。這門課程以光的電磁場理論為基礎(chǔ)，研究光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律，從本質(zhì)上解釋了光的折射、衍射、偏振等光的物理現(xiàn)象。

課程的一開始便是麥克斯韋的電磁場理論的介紹，揭示了電場、磁場的性質(zhì)及電、磁場之間的聯(lián)系。電場的高斯定律說明電場可以是有源場，電力線必須從正電荷出發(fā)終止于負電荷；磁通連續(xù)定律說明磁場是無源場，通過閉合面的磁通量等于零，磁力線是閉合的；法拉第電磁感應定律說明變化磁場產(chǎn)生感應電場，其電力線是閉合的；安培全電流定律說明傳導電流和位移電流都對磁場的產(chǎn)生有貢獻。在這一理論的基礎(chǔ)上引出光的波動學理論。學習完這部分內(nèi)容以后，我對光的波動特性有了初步的模型，大致了解了其描述方式，表達方式等。

有了光的波動理論以后，便開始探究光的干涉現(xiàn)象。光的干涉條件和物質(zhì)波的干涉條件相同，即頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。只是由于光波的波長較小，要用一些特殊的方法獲取相干波。其中比較常用的有楊氏雙縫干涉、平板雙光束干涉、菲涅爾干涉等一些列獲取光的干涉方法。基于光的干涉靈敏而且現(xiàn)象明顯的特點。在一些微小以及精確測量儀器方面得到了廣泛的應用。法布里-珀羅干涉儀便是其中之一，讓肉眼絕對無法看清的光波以特殊的方式讓我們看清其中的差別。這樣的儀器還有許許多多，其原理并不復雜，卻能解決現(xiàn)實中很多的問題。

光的衍射現(xiàn)象也是很重要要的一部分內(nèi)容。我感覺研究這一現(xiàn)象時，也是近似的把物質(zhì)波和光波等同。以特定的方式獲取光的衍射現(xiàn)象。像夫瑯禾費衍射等。衍射同樣也有很多的應用。在望遠鏡。照相機。顯微鏡等光學儀器的設(shè)計當中，精密程度正是取決于光的衍射理論。

傅里葉光學這一部分內(nèi)容，是在一段空間里將光進行解剖。讓光信息一份一份的出來讓我們研究。有了這一理論基礎(chǔ)之后，我們便能對像進行處理，讓光按照我們的意愿成像。也可以基于這一理論，對成像系統(tǒng)進行優(yōu)化處理，讓所得的像更加清晰，更加符合我們的要求。

光的偏振現(xiàn)象這一部分內(nèi)容為我們詳細介紹了偏振的產(chǎn)生過程，還有多種獲取偏振光的方法，也列舉了許多的偏振器件，讓我們對光的偏振從理論到現(xiàn)象有了一個清晰地認識。

總的來說，這門課程讓我明白了光的波動性質(zhì)，讓了解了其波動現(xiàn)象的原理，以及一些很常見的獲取這些現(xiàn)象的方法，也了解到很多基于光的這些性質(zhì)而制造的光學元件。仔細回顧這門課程講到的知識，我發(fā)現(xiàn)其中的每一部分都有很大的應用空間，讓我覺得這門課程的知識離我們生活很近。

在這門課程的學習過程當中，有一部分內(nèi)容例如光的干涉和衍射現(xiàn)象，因為以前接觸比較多的緣故，學習起來比較容易，能夠很快的理解其產(chǎn)生的原理。傅里葉光學和光的偏振部分理解的就不是很到位，沒能夠熟悉掌握。但是整體上，每一章節(jié)的內(nèi)容其中最基本的產(chǎn)生機理我都明白弄懂了。在對光的這些現(xiàn)象的理解上，我想我還是比較到位了。在這門課程的收獲還是非常多的，我認為這是一門非常有用的課程，它與我們的生活緊緊地相連，也能在生產(chǎn)當中給我們帶來巨大的益處。

當然也要感謝教我們這門課程的陳老師，我覺得陳老師教給我們最好的東西不是這門課程，而是陳老師對這門課程介紹。每當講到這門課程的某一部分內(nèi)容時，老師都會為我們介紹其在生活生產(chǎn)當中的應用。讓我們了解很多關(guān)于這方面的相關(guān)產(chǎn)品，使我們學習這門課程很受鼓舞。也引導我們了解了這門課程的重要性，讓我們明白了光的這些現(xiàn)象的許多奇思妙用。把課程和實際緊緊結(jié)合起來，讓我們學習理論知識的時候不覺得空泛，有一種腳踏實地的感覺。能夠?qū)W習理論知識的同時而又清楚的看到騎在實際生活中的廣泛應用，讓我覺得這門課程的教學真的與眾不同。

我相信在以后的生活當中，我們還會遇到許多有關(guān)光學的問題，這門課程所學的知識在今后也會不斷地得到擴展。我相信我們能通過這些知識解決更多的生活生產(chǎn)當中的問題。

物理光學

總結(jié)

光電工程學院 2009級測控三班

吳海剛

第三篇：壓強實驗報告500字

今天，老師給我們做了一個小實驗：用一個吹風機把空瓶子吹到空中，時間越長越好。老師請了好幾位同學上前試驗，可都沒有成功，這是為什么呢？由于同學沒有確認正確的位置，隨意吹瓶子，導致實驗失敗。有的雖然吹在了空中，卻不能停留太多時間，只能是1—3秒，那應該怎樣做試驗呢？老師為了讓我們明白其中的道理，親手做實驗給我們示范：對準瓶子的中間往下部位，用吹風機不停地朝那個部位去吹，這樣的位置是為了保持平衡。手也要不停地跟著瓶子移動著，這樣，就能使瓶子停留在空中而不落?？蛇_10—20秒內(nèi)。實驗做完了，這是什么原因使空瓶子飄在空中呢？

其實，這是一種壓強，壓強是什么呢？壓強是一個標量，用于物體單位面積上的的力叫做壓力。壓強速度越快，受到的壓強就越小。反之，速度越慢，受到的壓強越大。壓強是隨著壓力的增大而增大。他的單位是帕斯卡，簡稱帕。我們做的這個實驗，就是根據(jù)速度越快，壓強越小的原理。例如：在宇宙中，假如沒有穿宇航服，人體便會爆炸。海水壓強大，淡水壓強小。壓強是物體面積上受到的壓力的大小，而不是壓力。

這個試驗，讓我知道了科學有無窮的奧秘，還明白了速度越快，壓強越小，速度越慢，壓強越大的原理。

第四篇：初中物理光學知識點歸納

初中物理復習光的反射知識點歸納

1、光源：能夠發(fā)光的物體叫光源

2、光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的大氣層是不均勻的，當光從大氣層外射到地面時，光線發(fā)了了彎折

3、光速

光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同，真空中最快，光在真空中的傳播速度：C = 3×108 m/s，在空氣中的速度接近于這個速度，水中的速度為3/4C，玻璃中為2/3C4、光直線傳播的應用

可解釋許多光學現(xiàn)象：激光準直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等

5、光線

光線：表示光傳播方向的直線，即沿光的傳播路線畫一直線，并在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向（光線是假想的，實際并不存在）

6、光的反射

光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的交界面時，一部分光返回原來介質(zhì)中，使光的傳播方向發(fā)生了改變，這種現(xiàn)象稱為光的反射

7、光的反射定律

反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；反射角等于入射角

可歸納為：“三線一面，兩線分居，兩角相等”

理解：

（1）由入射光線決定反射光線，敘述時要“反”字當頭

（2）發(fā)生反射的條件：兩種介質(zhì)的交界處；發(fā)生處：入射點；結(jié)果：返回原介質(zhì)中

（3）反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當入射角為零時，反射角也變?yōu)榱愣?/p>

8、兩種反射現(xiàn)象

（1）鏡面反射：平行光線經(jīng)界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光線

（2）漫反射：平行光經(jīng)界面反射后向各個不同的方向反射出去，即在各個不同的方向都能接收到反射光線

注意：無論是鏡面反射，還是漫反射都遵循光的反射定律

9、在光的反射中光路可逆

10、平面鏡對光的作用

（1）成像（2）改變光的傳播方向

11、平面鏡成像的特點

（1）成的像是正立的虛像（2）像和物的大小（3）像和物的連線與鏡面垂直，像和物到鏡的距離相等

理解：平面鏡所成的像與物是以鏡面為軸的對稱圖形

12、實像與虛像的區(qū)別

實像是實際光線會聚而成的，可以用屏接到，當然也能用眼看到。虛像不是由實際光線會聚成的，而是實際光線反向延長線相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。

13、平面鏡的應用

（1）水中的倒影（2）平面鏡成像（3）潛望鏡

第五篇：物理光學實驗小結(jié)

物理光學實驗小結(jié)

這學期我們一共做了六個光學實驗，分別為：“應用阿貝折射儀測量固、液體折射率”、“小型攝譜儀調(diào)整及最佳攝譜位置的確定”、“應用焦距儀測定焦距與頂焦距”、“單色儀的調(diào)節(jié)與定標”、“利用雙棱鏡干涉法測He-Ne激光波長”、“偏振光的產(chǎn)生、檢驗及強度測定”。學了很多原理同時也學會了很多儀器的操作。

做實驗最重要的就是弄清實驗原理，這是我得到的最深刻的體會。還記得在做第一次的光學實驗時，由于對儀器的使用沒有好好的掌握，開始做的時候手忙腳亂的，不知道到底出現(xiàn)什么現(xiàn)象才能正確的測出物質(zhì)的折射率（當然，現(xiàn)在對我來說都不是問題了），后來的幾次試驗由于對原理很理解，所以做的也很連貫，知道自己要干什么。第二，做實驗一定要有耐心，還要細心，有很多個實驗都要一樣的動作做好幾組數(shù)據(jù)，有時候?qū)嶒灂龅胶芡砘蛘咦约菏亲詈笠粋€，一定不要著急，要平靜的做好它。第三，要認真聽老師講解，學習實驗的操作，使自己更好地做實驗。

我對我們做實驗的方案挺滿意的，做前老師講解原理、示范實驗操作挺好的。讓同學們自己找資料寫實驗報告的方式也挺好，能促使學生更加深刻的學習，自主地學習，全面深入地了解實驗內(nèi)容。

做物理光學實驗，不僅讓我學到了物理中的一些原理，也讓我了解了很多儀器的使用方法以及像相機的照相原理等，充滿了實用性和樂趣。物理光學實驗內(nèi)容廣博，繽紛多彩，而我們僅有的幾節(jié)實驗課只為我們解開了大幕的一角。我相信，在物理光學中，有更多的有用的知識等待著我們的探索，并且會使我們的路走的更遠更長。