实验一 基础光学实验
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一、实验目的1. 了解光学基本原理,掌握光学实验的基本方法。
2. 熟悉光学仪器和器件,提高实验操作技能。
3. 分析实验数据,培养科学思维和实验能力。
二、实验原理光学实验是研究光学现象和光学器件的基本方法。
本实验主要涉及以下光学基本原理:1. 光的直线传播:光在同一均匀介质中沿直线传播。
2. 光的反射与折射:光从一种介质射入另一种介质时,会发生反射和折射现象。
3. 光的干涉与衍射:当两束或多束相干光相遇时,会发生干涉和衍射现象。
4. 光的偏振:光波的电场振动方向和磁场振动方向垂直,称为光的偏振。
三、实验仪器与材料1. 光学仪器:激光器、分束器、透镜、狭缝、光栅、偏振片等。
2. 实验材料:干板、光栅、偏振片、滤光片等。
四、实验内容与步骤1. 光的直线传播实验(1)调整激光器,使其发出一束平行光。
(2)在激光器前方放置一个狭缝,观察光束通过狭缝后的传播情况。
(3)在狭缝后放置一个屏幕,观察光束在屏幕上的分布。
2. 光的反射与折射实验(1)调整激光器,使其发出一束光束。
(2)在光束前方放置一个透明介质(如水或玻璃),观察光束在介质中的传播情况。
(3)在透明介质前后分别放置两个屏幕,观察光束在介质中的反射和折射现象。
3. 光的干涉实验(1)调整激光器,使其发出一束光束。
(2)在光束前方放置一个分束器,将光束分成两束。
(3)调整两束光束的夹角,观察光束在屏幕上的干涉条纹。
4. 光的衍射实验(1)调整激光器,使其发出一束光束。
(2)在光束前方放置一个狭缝,观察光束通过狭缝后的衍射现象。
(3)调整狭缝宽度,观察衍射条纹的变化。
5. 光的偏振实验(1)调整激光器,使其发出一束光束。
(2)在光束前方放置一个偏振片,观察光束通过偏振片后的偏振现象。
(3)调整偏振片的角度,观察光束的透射和反射情况。
五、实验结果与分析1. 光的直线传播实验:观察到光束在狭缝后沿直线传播,并在屏幕上形成光斑。
2. 光的反射与折射实验:观察到光束在透明介质中发生反射和折射,光束在介质中的传播速度减慢。
一、实验目的1. 熟悉光学实验的基本原理和实验方法;2. 掌握光学仪器的使用和操作技巧;3. 学习光的折射、反射、干涉和衍射等基本现象;4. 培养严谨的实验态度和科学探究精神。
二、实验原理1. 光的折射:光从一种介质进入另一种介质时,传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。
根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间存在一定的关系。
2. 光的反射:光线遇到光滑的物体表面时,会发生反射现象。
反射定律指出,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,且反射角等于入射角。
3. 光的干涉:两束或多束相干光在空间重叠时,会发生干涉现象。
干涉条纹的形成是由于光波的相长和相消干涉。
4. 光的衍射:光通过狭缝或障碍物时,会发生衍射现象。
衍射条纹的形成是由于光波的弯曲。
三、实验仪器与器材1. 实验仪器:光学平台、光学元件(透镜、棱镜、光栅等)、光源(激光器、白光光源等)、分光计、测微目镜、光具座等;2. 器材:光具座、读数显微镜、白光光源、可调式平面反射镜、分划板等。
四、实验内容与步骤1. 光的折射实验:观察不同介质(空气、水、玻璃等)对光的折射现象,测量折射率。
2. 光的反射实验:观察平面镜、凹面镜和凸面镜对光的反射现象,验证反射定律。
3. 光的干涉实验:观察薄膜干涉现象,测量薄膜厚度。
4. 光的衍射实验:观察单缝衍射、双缝干涉和光栅衍射现象,验证衍射原理。
五、实验数据与结果1. 光的折射实验:通过测量入射角和折射角,计算出不同介质的折射率。
2. 光的反射实验:通过测量入射角和反射角,验证反射定律。
3. 光的干涉实验:通过观察干涉条纹,测量薄膜厚度。
4. 光的衍射实验:通过观察衍射条纹,验证衍射原理。
六、实验结果分析1. 光的折射实验:通过实验数据,分析不同介质对光的折射现象,得出折射率与介质种类的关系。
2. 光的反射实验:通过实验数据,验证反射定律的正确性。
3. 光的干涉实验:通过实验数据,分析薄膜干涉现象,得出薄膜厚度与干涉条纹间距的关系。
光学基础实验报告实验1:自组望远镜和显微镜一、实验目的1.了解透镜成像规律,掌握望远镜系统的成像原理。
2.根据几何光学原理、透镜成像规律和试验参数要求,设计望远镜的光路,提出光学元件的选用方案,并通过光路调整,达到望远镜的实验要求,从而掌握望远镜技术。
二、实验原理1.望远镜的结构和成像原理望远镜由物镜L1和目镜L2组成。
目镜将无穷远物体发出光会聚于像方焦平面成一倒立实像,实像同时位于目镜的物方焦平面侧,经过目镜放大实像。
通过调节物镜和目镜相对位置,使中间实像落在目镜目镜物方焦面上。
另在目镜物焦方面附有叉丝或标尺分化格。
物像位置要求:首先调节目镜至能清晰看到叉丝,后调整目镜筒与物镜间距离即对被观察物调焦。
望远镜成像视角放大率要求:定义视角放大率M 为眼睛通过仪器观察物像对人眼角ω’的正切与眼睛直接观察物体时物体对眼睛的角ω的正切之比M=ωωtan 'tan 。
要求M>1。
2.望远镜主要有两种情况:一种是具有正光焦度目镜,即目镜2L 是会聚透镜的系统,称为开普勒望远镜;另一种是具有负光焦度目镜,即目镜2L 是发散透镜的系统,称为伽利略望远镜。
对于开普勒望远镜,有M=ωωtan 'tan =-''21f f公式中的负号表示开普勒望远镜成倒像。
若要使M 的绝对值大于1,应有1f >2f 。
对于伽利略望远镜,视角放大率为正值,成正像。
此外,由于光的衍射效应,制造望远镜时,还必须满足:M=d D式中D 为物镜的孔径,d 为目镜的孔径,否则视角虽放大,但不能分辨物体的细节。
三、思考题1.根据透镜成像规律,怎样用最简单方法区别凹透镜和凸透镜?答:(1)将这个透镜靠近被观察物,如果物的像被放大的,说明该透镜为凸透镜; (2)将这个透镜放在下或灯光下适当移动,如果出现小光斑的,说明该透镜为凸透镜.2.望远镜和显微镜有哪些相同之处?从用途、结构、视角放大率以及调焦等几个方面比较它们的相异之处。
光学基础【实验目的】(1)掌握透镜成像的基本规律。
(2)学会基本光路的调整和分析方法。
(3)学会测薄透镜焦距的几种方法。
【实验原理】1. 公式法测薄透镜的焦距薄透镜是指透镜中心厚度比透镜焦距小得多的透镜。
透镜分为两大类:一类是凸透镜,对光线起会聚作用,所以也叫会聚透镜;另一类是凹透镜,对光线起发散作用,也叫发散透镜。
在近轴(靠近光轴并且与光轴的夹角很小的光线)条件下,薄透镜成像规律用下面的公式表示:111 f u vuv fu v ⎫=+⎪'⎪⎬⎪'=⎪+⎭(3.10.1)式中f ' —— 焦距,凸透镜为正,凹透镜为负;u —— 物距,实物为正,虚物为负;v —— 像距,实像为正,虚像为负。
薄透镜成像时的物像关系也可从作图法得出。
作图时利用“三条光线”:① 平行于主光轴的光线,经过透镜后通过透镜像方焦点;② 经过透镜光心的光线,方向不变;③ 经过物方焦点的光线,经透镜后与主光轴平行。
有时还应作辅助光线。
利用这些法则,便可对实验中的简单光路和物像关系用作图法画出来。
薄透镜(会聚透镜)成像规律如表3.10.1所示。
表3.10.1 薄透镜(会聚透镜)成像规律表2. 凸透镜焦距的测定1)物距像距法根据表3.10.1知,当实物作为光源时,其发散的光经会聚透镜后,在一定条件下成实像,故可以用白屏接收实像加以观察,通过测定物距和像距,利用式(3.10.1)即可算出透镜的焦距。
光路如图3.10.1所示。
物距像距法测凸透镜焦距光路图3.10.1 2)共轭法调节物屏与白屏之间的距离L >4f ',如图3.10.2所示。
固定物体和像屏的位置,则当凸透镜在物体与像屏之间移动时,在像屏上都能得到两次清晰的实像。
当透镜在位置O 1时,像屏上出现清晰放大的实像,在位置O 2时,为缩小的实像,而且这两个位置是对称的或是共轭的,即透镜在O 1位置时的物距和像距,分别是透镜在O 2时的像距和物距,所以称为共轭法。
實驗一基礎光學實驗
1.平行擴束光:
取兩個凸透鏡焦距最大放大倍率來測量
f1=2.5 cm,f2=50 cm 理想放大倍率為20倍
根據公式d2/d1 =f2/f1
實際測量d1 = 0.16 cm,d2 = 2.3 cm 放大倍率為14.375
實驗結果如Fig.1.
Fig.1. 空間濾波與平行擴束
2.利用最小偏向角測量稜鏡的折射率:
拿一張紙墊在三稜鏡下,並使A為等腰三角形可測量最小偏向角δm。
Fig.2. 當i1 = i2且r1 = r2時,會有最小偏向角
Fig.3. 光打進三稜鏡發生的偏折
實驗結果為Fig.4.,δm = 27°。
Fig.4.最小偏向角= 27°
3.利用全反射測量折射率
根據Snell’s law : n1sinθ1 = n2sinθ2 ----------------(1)
n2 = 1,θ2 = 90°,實驗得知θ1 = 43°代入(1),n1 = 1.466 實驗結果為Fig.5.
Fig.5. 全反射θ1 = 43°
4.光學元件的同軸調整
實驗結果為Fig.6.
Fig.6. 光學元件的同軸調整光路圖
5.實驗心得
經過上次的磨練與挫折這次就順利很多,很自然地就會知道要讓每個雷射光元發出的光線平行於光學桌面。
有些實驗內容也跟上次大同小異,所以這次做得很快。
我覺得實驗最好玩的部分就是要自己動腦,像是老師有提供我們一些學長的經驗是拍照時要把曝光調久一點,但是我們沒有帶腳架,必須要把相機固定才能拍出好照片,於是我們東翻翻西找找就找到了梯子,就拍出了一些不錯的照片。
初中物理光学实验的基本操作光学实验是初中物理学习的重要内容,通过实验可以直观地观察和验证光的性质和光学定律。
下面将介绍几个基本的光学实验及其操作方法。
1.光的直线传播实验:实验目的:验证光的直线传播性质。
实验器材:白纸、直尺、小孔板、手电筒。
实验步骤:1)在白纸上绘制一个实验线,表示光的传播方向。
2)在实验线上选择一个点,用小孔板打一个小孔,这个小孔即可作为光源。
3)保持手电筒平行于实验线,将手电筒靠近小孔板,观察光线从小孔射出后是否沿直线传播。
4)改变手电筒与小孔板的位置,观察光线是否仍然能够沿直线传播。
2.光的反射实验:实验目的:验证光的反射定律。
实验器材:白纸、镜子、直尺、小物体。
实验步骤:1)将镜子竖直放置在白纸上。
2)在白纸上绘制出入射光线和反射光线的实线,和法线的虚线。
3)将小物体放在入射光线上,观察入射光线和反射光线是否满足光的反射定律,即入射角等于反射角。
4)改变入射角的大小,观察反射角的变化。
3.光的折射实验:实验目的:验证光的折射定律。
实验器材:白纸、直尺、棱镜。
实验步骤:1)将棱镜放在白纸上。
2)在白纸上绘制入射光线、折射光线和法线。
3)将入射光线从空气中射向棱镜,观察入射光线和折射光线是否满足光的折射定律,即入射角的正弦值与折射角的正弦值的比等于两种介质的折射率之比。
4)改变入射角的大小,观察折射角的变化。
4.光的散射实验:实验目的:观察和研究光在不同介质中的散射现象。
实验器材:白纸、直尺、水槽、光源。
实验步骤:1)将水槽填满水,并将光源放在一侧。
2)在光源的对面放置白纸,使白纸能够观察到从光源射过来的光。
3)观察光线在水中的传播和散射情况,可以看到光在水中有弯曲和散射的现象。
4)改变光源的位置和水槽内的水的深度,观察光线传播和散射的变化。
通过这些基本的光学实验,学生可以直观地观察到光的性质和光学定律的实际应用,加深对光学原理的理解。
同时,在实验中也需要注意操作的规范性和安全性,保持实验器材的整洁和安全。
大工15春《光学基础实验(一)》实验报
告(最新)
引言
这份实验报告旨在总结和分析大工15春学期光学基础实验(一)的实验过程、结果和结论。
通过这个实验,我们将深入理解光的原理和特性。
实验目的
1. 理解光的传播和干涉现象
2. 掌握光的折射现象和折射率的计算
3. 研究通过凸透镜进行光的成像
实验材料
1. 平板玻璃
2. 半透明玻璃片
3. 光源
4. 白纸
5. 凸透镜
实验步骤和结果
1. 实验1-光的传播和干涉现象:通过在平板玻璃上放置半透明玻璃片,观察到光的干涉现象。
记录观察到的干涉条纹的数量和形态。
结果:观察到了清晰的干涉条纹,条纹的数量和形态与理论预测相符。
2. 实验2-光的折射现象和折射率的计算:将光源照射到平板玻璃上,测量入射角和折射角,并计算折射率。
结果:测得入射角和折射角,并通过计算得到了平板玻璃的折射率。
3. 实验3-凸透镜成像实验:将白纸放置在凸透镜后,调整光源位置,观察到凸透镜的成像过程。
结果:通过调整光源位置,观察到了清晰的凸透镜成像效果。
结论
通过本次实验,我们深入了解了光的传播和干涉现象,掌握了光的折射现象和折射率的计算方法,并研究了通过凸透镜进行光的成像。
这些实验为我们进一步研究和应用光学打下了基础。
参考文献
(请根据实际情况添加参考文献)。
光学基础实验实验报告篇一:基础光学实验实验报告基础光学实验一、实验仪器从基础光学轨道系统,红光激光器及光圈支架,光传感器与转动传感器,科学工作室500或750接口,dataStudio软件系统二、实验简介利用传感器扫描激光衍射斑点,可标度各个衍射单缝之间光强与距离变化的具体规律。
同样可采集干涉双缝或多缝的光强分布规律。
与理论值相对比,并比较干涉和衍射模式的异同。
理论基础衍射:当光通过单缝后发生衍射,光强极小(暗点)的衍射图案由下式给出asinθ=m’λ(m’=1,2,3,….)(1)其中a是狭缝宽度,θ为衍射角度,λ是光的波长。
下图所以为激光实际衍射图案,光强与位置关系可由计算机采集得到。
衍射θ角是指从单缝中心到第一级小,则数。
m’为衍射分布级双缝干涉:当光通过两个狭缝发生干涉,从中央最大值(亮点)到单侧某极大的角度由下式给出:dsinθ=mλ(m=1,2,3,….)(2)其中d是狭缝间距,θ为从中心到第m级最大的夹角,λ是光的波长,m为级数(0为中心最高,1为第一级的最大,2为第二级的最大…从中心向外计数)。
如下图所示,为双缝干涉的各级光强包络与狭缝的具体关系。
三、实验预备1.将单缝盘安装到光圈支架上,单缝盘可在光圈支架上旋转,将光圈支架的螺丝拧紧,使单缝盘在使用过程中不能转动。
要选择所需的狭缝,秩序旋转光栅片中所需的狭缝到单缝盘中心即可。
2、将采集数据的光传感器与转动传感器安装在光学轨道的另一侧,并调整方向。
3、将激光器只对准狭缝,主义光栅盘侧靠近激光器大约几厘米的距离,打开激光器(切勿直视激光)。
调整光栅盘与激光器。
4、自左向右和向上向下的调节激光束的位置,直至光束的中心通过狭缝,一旦这个位置确定,请勿在实验过程中调整激光束。
5、初始光传感器增益开关为×10,根据光强适时调整。
并根据右图正确讲转动传感器及光传感器接入科学工作室500.6、打开dataStudio软件,并设置文件名。
物理实验:简单易行的光学实验1. 引言光学是研究光的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象的科学。
实际进行一些光学实验,对于理解这些现象非常有帮助。
本文将介绍一些简单易行的光学实验,无需特殊设备,即可在家中或学校实验室中进行。
2. 实验材料•白色纸张•笔和尺子•半透明物体(如玻璃板)•磁铁和小铁片•手电筒或激光笔3. 实验一:反射定律验证实验原理反射定律指出,入射角等于反射角。
我们可以通过简单的实验来验证这个定律。
实验步骤1.在白色纸上画一条直线,作为入射光线。
2.将半透明物体放在纸上,并调整角度使得入射光线照到物体上。
3.使用另一张白色纸记录下反射后的光线。
4.测量入射角和反射角,并比较它们是否相等。
结果分析根据测量结果,如果入射角等于反射角,那么我们验证了反射定律。
4. 实验二:折射定律验证实验原理折射定律是指光线从一种介质传播到另一种介质时,入射角和折射角之间满足的关系。
我们可以通过实验来验证这个定律。
实验步骤1.在白色纸上画出一个直线,并在直线上方画一条垂直于直线的法线。
2.将玻璃板放在白纸上方,使得光线从空气中进入玻璃板中。
3.使用另一张纸记录下光线在玻璃板中的路径。
4.测量入射角和折射角,并比较它们是否满足折射定律。
结果分析根据测量结果,如果入射角和折射角之间满足折射定律,那么我们验证了这个定律。
5. 实验三:颜色衍射实验原理颜色衍射是指当光通过一个小的孔或缝隙时,会发生波的衍射现象。
不同波长的光具有不同的颜色,所以可以观察到彩色的衍射现象。
实验步骤1.将纸张对折,并在对折处剪一个小孔。
2.使用手电筒或激光笔,将光线通过小孔照射到墙壁上。
3.观察墙壁上的光斑,注意是否能够看到彩色的衍射现象。
结果分析如果观察到彩色的衍射现象,那么说明光通过小孔发生了颜色衍射。
6. 实验四:磁场对光的影响实验原理磁场可以使得光受到偏转或旋转。
我们可以通过实验来观察这种现象。
实验步骤1.在纸上画一条直线,并在直线上方放置一个磁铁。
实验1 光的直线传播规律1.实验目的:2.验证光的直线传播规律3.了解照相机的基本原理一、实验仪器制作过程及成品描述1.用纸卷两个略有大小的圆筒, 使之刚好能够互相套入。
2.使其内表面为黑色, 以保证不透光和没有内表面反射。
3、将大的圆筒一端用黑色的纸板封闭, 并用针戳一个小孔, 在小的圆筒一端贴一张薄的白纸作为观察屏。
4、移动屏与孔的距离, 观察小孔成像的变化, 并使能观察到一个倒立的像。
二、实验原理由光的直线传播原理可知: 当使用一个极小的孔(0.5mm)时, 远处传来的光将被限制成为一束极细的光线。
由物体上不同部位发出的光线通过小孔后, 只能到达屏幕的对应位置, 形成了对应于物的像。
三、实验步骤及现象步骤: 在光具座上面依次放上光源(点亮的蜡烛)、制作好的小孔成像系统、物屏, 使焰心、小孔和屏幕中心大致在一条直线上, 接着, 在其他条件不变的情况下, 依次改变入射光的强度、通光孔径(即小孔)的大小、成像装置与物体之间的距离、物屏和小孔之间的距离, 并观察所成的像的变化的情况。
1、现象: 以下两个因素会对像的大小造成影响:孔径的大小。
孔径越大, 像越大, 反之亦然。
相机与物体之间的距离。
距离越长, 像越小, 反之亦然。
四、自问自答1.小孔与观察屏的距离与像的大小关系。
答: 蜡烛距小孔越近或毛玻璃屏距小孔越远, 得到的像越大, 且小孔成像大小都是倒立的。
小孔成像有“景深”的问题吗, 为什么?答:当小孔足够小时, 理论上是没有景深问题的。
因为光是直线传播, 不需要对焦, 其成像最远景深为无限远, 无论多近或者多远都能成像清晰。
但事实上孔径都是有一定大小的, 故景深问题仍然存在。
仔细观察所成的像, 边缘和中间有几个不同点?解释之。
答:中间更亮, 更稳定;边缘则不然。
由于孔径小, 故光线通过小孔时有可能发生衍射现象, 导致像的边缘变得模糊。
.4..什么是明视距离?在观察器中, 筒长250mm是按明视距离确定的, 如果改变内筒筒长, 是否可以?请说明理由。
第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法;2. 掌握光学仪器的基本操作和调整技巧;3. 通过实验验证光学理论,加深对光学知识的理解;4. 培养团队合作精神和实验技能。
二、实验内容及步骤1. 实验一:光的反射和折射(1)实验目的:验证光的反射和折射定律,了解光在介质中的传播规律。
(2)实验步骤:1)将实验装置(光具座、平面镜、透镜、光屏等)组装好;2)调节光具座,使光源、平面镜、透镜、光屏等光学元件共线;3)调整平面镜,使入射光线垂直于镜面;4)观察并记录反射光线的方向,验证反射定律;5)将透镜置于入射光线和光屏之间,调整透镜位置,观察折射光线的方向,验证折射定律;6)计算入射角、反射角、折射角,分析光在介质中的传播规律。
(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,且反射角等于入射角,验证了反射定律;2)实验结果显示,折射光线与入射光线、法线在同一平面内,且折射角与入射角之间存在正弦关系,验证了折射定律;3)通过实验结果,加深了对光在介质中传播规律的理解。
2. 实验二:薄膜干涉(1)实验目的:观察薄膜干涉现象,了解干涉原理和薄膜厚度与干涉条纹的关系。
(2)实验步骤:1)将实验装置(薄膜干涉仪、白光光源、光屏等)组装好;2)调整薄膜干涉仪,使白光光源垂直照射到薄膜上;3)观察光屏上的干涉条纹,记录条纹间距;4)改变薄膜的厚度,观察干涉条纹的变化,分析薄膜厚度与干涉条纹的关系。
(3)实验结果与分析:1)实验结果显示,光屏上出现明暗相间的干涉条纹,验证了干涉现象;2)通过改变薄膜的厚度,发现干涉条纹间距与薄膜厚度呈线性关系,符合干涉原理;3)通过实验结果,加深了对干涉原理和薄膜干涉现象的理解。
3. 实验三:衍射和光的衍射极限(1)实验目的:观察光的衍射现象,了解衍射原理和衍射极限。
(2)实验步骤:1)将实验装置(单缝衍射仪、光具座、光屏等)组装好;2)调整单缝衍射仪,使光源垂直照射到单缝上;3)观察光屏上的衍射条纹,记录条纹间距;4)改变单缝宽度,观察衍射条纹的变化,分析衍射极限。
物理光学基础实验报告物理光学基础实验报告引言:光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的学科,是物理学的重要分支之一。
在光学实验中,我们通过观察和测量光的性质和行为,来深入了解光的本质和规律。
本实验报告将介绍我们进行的一系列物理光学基础实验。
实验一:光的反射和折射在这个实验中,我们使用一束光线照射到一个平面镜上,观察光线的反射现象。
我们发现,光线遵循反射定律,即入射角等于反射角。
通过测量入射角和反射角的大小,我们验证了反射定律的准确性。
接下来,我们将光线照射到一个透明介质中,观察光线的折射现象。
我们发现,光线在从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射。
通过测量入射角和折射角的大小,我们验证了折射定律,即折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比。
实验二:光的干涉在这个实验中,我们使用一束单色光通过一个狭缝,形成一个光源。
然后,我们将这束光照射到一个干涉装置上,观察干涉现象。
我们发现,当两束光线相遇时,会出现干涉条纹。
通过观察和测量干涉条纹的间距和亮暗程度,我们可以推断出光的波动性和干涉的规律。
实验三:光的衍射在这个实验中,我们使用一束单色光通过一个狭缝,形成一个光源。
然后,我们将这束光照射到一个衍射装置上,观察衍射现象。
我们发现,当光通过狭缝时,会发生衍射,形成一系列衍射图样。
通过观察和测量衍射图样的形状和大小,我们可以推断出光的波动性和衍射的规律。
实验四:光的偏振在这个实验中,我们使用一束偏振光通过一个偏振片,观察光的偏振现象。
我们发现,偏振片可以选择性地通过振动方向与其平行的光线,而阻止垂直方向的光线通过。
通过旋转偏振片的角度,我们可以改变通过的光线的振动方向。
这个实验揭示了光的振动性和偏振的规律。
实验五:光的吸收在这个实验中,我们使用一束光线照射到一个吸收介质上,观察光的吸收现象。
我们发现,光线在通过吸收介质时,会被吸收部分能量,使光线的强度减弱。
通过测量光线的强度和吸收介质的特性,我们可以推断出光的吸收规律。
基础光学实验:学号:应物21班一.实验仪器基础光学轨道系统,基础光学组合狭缝及偏振片,红光激光器及光圈支架,光传感器与转动传感器,科学工作室500或750接口,DataStudio软件系统二.实验目的1.通过该实验让学生了解并会运用实验器材,同时学会用计算机分析和处理实验数据。
2.通过该实验让学生了解基本的光学现象,并掌握其物理机制。
三.实验原理单缝衍射:当光通过单缝发生衍射,光强极小(暗点)的衍射图案由下式给出 asinθ=mλ(m=1,2,3……),其中a是狭缝宽度,θ为衍射角度,λ是光波波长。
双缝干涉:当光通过两个狭缝发生干涉,从中央最大值(亮点)到单侧某极大值的角度由下式给出dsinθ=mλ(m=1,2,3……),其中d是狭缝间距,θ为从中心到第m级最大的夹角,λ是光波波长,m为级数。
光的偏振:通过第一偏振器后偏振电场为E0,以一定的角度β穿过第二偏振器,则场强变化为E0cosβ,由于光强正比于场强的平方,则,第二偏振器透过的光强为I=I0cos2β.四.实验内容及过程单缝衍射单缝衍射光强分布图如果设单缝与接收屏的距离为s,中央极强到光强极小点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得a=smλ/c.又在此次实验中,s=750mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得a=0.4875m/c,又由图可知:当m=1时,c=(88-82)/2=3mm,推得a=0.1625mm;当m=2时,c=(91-79)/2=6mm,推得a=0.1625mm;当m=3时,c=(94-76)/2=9mm,推得a=0.1625mm;当m=4时,c=(96-74)/2=11mm,推得a=0.1773mm;得到a的平均值0.1662mm,误差E=3.9%。
双缝干涉双缝干涉光强分布图双缝间距如果设双缝与接收屏的距离为s,中央极强到单侧极强点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得d=smλ/c.又在此次实验中,s=650mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得d=0.4225m/c,由图可知:当m=1时,c=(75-72)/2=1.5mm,推得d=0.2817mm;当m=2时,c=(76-70)/2=3mm,推得d=0.2817mm;当m=3时,c=(78-68)/2=5mm,推得d=0.2535mm;当m=4时,c=(80-66)/2=7mm,推得d=0.2414mm;当m=5时,c=(81-65)/2=8mm,推得d=0.2641mm;由此推得双缝间距d的平均值0.2645mm,误差E=5.8%。
最新基础光学实验实验报告
实验目的:
1. 理解并掌握基础光学的基本原理。
2. 熟悉光学实验设备的使用方法。
3. 通过实验测定光的波长和光速。
实验原理:
基础光学研究光的传播、干涉、衍射和偏振等现象。
本实验通过使用单色光、衍射光栅和偏振片等设备,观察和测量光学现象,从而验证相关光学定律和公式。
实验设备:
1. 单色光源
2. 衍射光栅
3. 偏振片
4. 光谱仪
5. 光电探测器
6. 测量尺和角度尺
实验步骤:
1. 使用单色光源产生特定波长的光。
2. 调整衍射光栅的位置,观察衍射图样,并记录下不同角度下的光强度。
3. 利用光谱仪测定光栅衍射的各级次的波长。
4. 通过衍射公式计算光速。
5. 插入偏振片,改变其角度,观察偏振光的强度变化,并记录数据。
6. 分析数据,验证马吕斯定律。
实验数据与结果分析:
1. 衍射图样显示了明显的明暗条纹,通过测量各级次的角度和已知的光栅间距,可以计算出光的波长。
2. 光谱仪读数显示了单色光的精确波长,结合光速公式,可以计算出光速。
3. 偏振实验中,随着偏振片角度的变化,光强度呈现周期性变化,符合马吕斯定律。
结论:
通过本次基础光学实验,我们成功地观察了光的衍射和偏振现象,并能够通过实验数据计算出光的波长和光速。
实验结果与理论值相符,验证了光学定律的正确性。
此外,实验过程中对光学设备的熟悉和操作技能的提高,对于进一步的光学研究和学习具有重要意义。
光学基础实验实验报告光学基础实验实验报告引言:光学实验是物理学中非常重要的一门实验课程,通过实验可以直观地观察和理解光的性质和行为规律。
本次实验报告将介绍光学基础实验的一些关键内容和实验结果,旨在帮助读者更好地理解光学原理和实验方法。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过几个基础实验,探究光的传播、折射和干涉现象,并学习使用光学仪器进行实验操作。
二、实验仪器与原理本次实验主要使用的仪器有平面镜、凸透镜、凹透镜、光屏等。
实验原理主要包括光的直线传播、折射定律、透镜成像和干涉现象等。
三、实验一:光的直线传播实验过程中,我们利用平面镜和光屏,观察光在直线传播中的行为。
首先,将平面镜竖直放置在光源前方,然后将光屏放在平面镜的侧面,我们可以观察到光线在平面镜上的反射现象。
实验结果表明,光线在传播过程中会沿着直线传播,并且遵循入射角等于反射角的定律。
四、实验二:折射现象在这个实验中,我们使用凸透镜和光屏,研究光的折射现象。
首先,将凸透镜放置在光源前方,然后将光屏放在凸透镜的侧面,我们可以观察到光线在透镜中的折射现象。
实验结果表明,光线在从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象,并且遵循折射定律。
五、实验三:透镜成像透镜成像是光学实验中的一个重要内容。
在这个实验中,我们使用凸透镜和凹透镜,观察物体在透镜中的成像情况。
实验结果表明,凸透镜能够形成实像,而凹透镜则能够形成虚像。
通过调整物体和透镜的距离,我们可以观察到不同位置和大小的成像。
六、实验四:干涉现象干涉现象是光的波动性质的重要表现。
在这个实验中,我们使用光源、狭缝和光屏,观察干涉现象。
实验结果表明,当光通过狭缝后,会形成一系列明暗交替的干涉条纹。
通过调整狭缝的宽度和光源的波长,我们可以观察到不同的干涉现象。
结论:通过本次光学基础实验,我们深入了解了光的传播、折射、成像和干涉等基本原理。
实验结果与理论相符,证明了光学理论的正确性。
通过实验操作,我们也学习到了使用光学仪器的方法和技巧。
实验报告光学实验实验报告:光学实验概述光学实验是一项旨在研究光的性质和行为的实践性实验。
本实验旨在通过测量光的折射率和反射率,探究光在不同介质中的传播规律,并通过实验数据的分析和处理,验证光的光路定律和折射定律。
实验材料与仪器• 准直器• 准直台• 毫米尺• 半球形透镜• 棱镜• 白纸板• 光源• 光屏• 进光孔• 出光孔实验步骤1. 调整光源位置:将光源放置在准直器上,调整准直器与准直台的相对位置,使光线尽可能平行射向实验区域。
2. 测量透镜光焦距:在准直器前方放置半球形透镜,调整半球形透镜的位置,使准直光线经过透镜后收束在一点上。
利用毫米尺测量光线从透镜中心到实验区域之间的距离,即为透镜的光焦距。
3. 测量棱镜的折射率:在准直器前方放置棱镜,使光线通过棱镜后偏折。
利用毫米尺测量入射光线和折射光线之间的夹角,利用已知光源的波长和折射角的正弦值计算棱镜的折射率。
4. 研究光的全反射现象:在准直器前方放置半球形透镜,利用白纸板观察透镜中心处的全反射现象。
通过改变入射角度,观察全反射现象的出现和消失。
5. 比较不同介质的折射率:通过在准直器前方依次放置不同介质的透明板材,用准直光线射向透明板材,并观察光线的偏折情况,测量透明板材的折射率。
6. 计算折射率数据的平均值和标准差:根据实验中各个测量值计算出实验样本的平均值和标准差,验证实验数据的可靠性和准确性。
实验结果与分析经过一系列实验步骤的操作和测量,我们得到了一些数据和实验结果。
根据实验中测量的光的折射率和反射率,可以得出光的光路定律和折射定律得以验证。
实验数据的分析和处理表明,实验结果具有一定的准确性和可靠性。
结论通过本次光学实验的设计和实施,我们成功地验证了光的光路定律和折射定律。
实验结果表明,光在不同介质中的传播规律遵循一定的规律性,折射率和入射角之间的关系也得到了验证。
实验数据的分析和处理进一步证明了实验结果的可信度和准确性。
实验中可能存在的误差和改进方向在实验过程中,可能存在一些误差,影响了实验结果的准确性。
初中物理光学学实验的基本操作引言在初中物理学中,光学实验是一个非常重要的学习部分。
通过进行光学实验,学生可以观察和研究光的性质和现象,深入理解光的传播规律和光学原理。
在进行光学实验时,掌握基本的实验操作是十分必要的。
本文将介绍初中物理光学学实验的基本操作。
实验一:利用凸透镜成像的实验操作实验材料•凸透镜•透明物体(如针尖或小球)•屏幕•光源实验步骤1.将凸透镜放在光源前方,并让光线射向透明物体。
2.将屏幕放在凸透镜的焦点位置,调整屏幕距离凸透镜的距离。
3.观察屏幕上的成像现象,记录实验结果。
实验原理当光线通过凸透镜时,会发生折射现象,从而形成透镜后的成像。
根据透镜成像的规律,当物体放置在凸透镜的焦点位置时,成像会出现在无穷远处;当物体放置在焦点与凸透镜之间时,成像会放大、倒立;当物体放置在焦点与凸透镜之外时,成像会缩小、正立。
实验注意事项1.实验过程中,要保证光源和观察屏幕的位置固定,避免干扰实验结果。
2.在观察屏幕上的成像时,要注意调整屏幕与凸透镜的距离,以获得清晰的成像效果。
3.在进行实验操作时,要小心处理凸透镜,避免损坏或污损。
实验二:测量光的折射角的实验操作实验材料•空心半球•直尺•光源•光程板•仪器架•透明介质实验步骤1.在仪器架上放置空心半球,并将光源置于半球边缘处。
2.取一片透明介质(如玻璃板),将其放置在空心半球内。
3.在透明介质上方,放置直尺,并使其过透明介质的中心点。
4.观察直尺上的刻度与光线的位置,记录实验结果。
5.移动透明介质,重复步骤4,记录多组实验数据。
实验原理光的折射是光线从一种介质射到另一种介质中时产生的现象。
根据斯涅尔定律,入射角和折射角之比等于两种介质的折射率之比。
通过测量光线的位置和入射角度,可以计算出折射角的大小。
实验注意事项1.实验前要确保光源、直尺和透明介质的位置正确,并固定在仪器架上。
2.在测量时,要保持直尺与光线垂直,并精确读取刻度位置。
3.通过多组实验数据的测量,可以提高实验结果的准确性。
1. 熟悉光学实验的基本原理和操作方法;2. 掌握光学仪器的使用和调整技巧;3. 学习光学基本现象的观察和测量方法;4. 培养实验操作能力和科学思维。
二、实验仪器1. 平行光管:用于产生平行光束;2. 分划板:用于观察光束的传播路径;3. 透镜:用于观察光的折射现象;4. 双缝装置:用于观察光的干涉现象;5. 单缝装置:用于观察光的衍射现象;6. 光具座:用于固定实验仪器;7. 读数显微镜:用于精确测量数据。
三、实验原理1. 平行光管:利用分划板将光束聚焦到无穷远处,形成平行光束;2. 透镜:根据光的折射原理,观察光的折射现象;3. 双缝干涉:根据光的干涉原理,观察光的双缝干涉现象;4. 单缝衍射:根据光的衍射原理,观察光的单缝衍射现象。
四、实验内容1. 观察平行光束的传播路径;2. 观察透镜的折射现象;3. 观察双缝干涉现象,测量干涉条纹间距;4. 观察单缝衍射现象,测量衍射条纹间距。
1. 将平行光管固定在光具座上,调整分划板使其与光轴垂直;2. 打开光源,观察平行光束的传播路径;3. 将透镜固定在光具座上,调整光源与透镜的距离,观察光的折射现象;4. 将双缝装置固定在光具座上,调整光源与双缝的距离,观察双缝干涉现象,测量干涉条纹间距;5. 将单缝装置固定在光具座上,调整光源与单缝的距离,观察单缝衍射现象,测量衍射条纹间距。
六、实验数据及结果分析1. 平行光束的传播路径:观察到平行光束在空气中传播,没有发生明显偏折;2. 透镜的折射现象:观察到光线经过透镜后发生折射,折射角与入射角之间存在一定关系;3. 双缝干涉现象:观察到干涉条纹在屏幕上形成,条纹间距与双缝间距、光源波长有关;4. 单缝衍射现象:观察到衍射条纹在屏幕上形成,条纹间距与单缝宽度、光源波长有关。
七、实验总结1. 本实验验证了光学基本原理,加深了对光学现象的理解;2. 通过实验操作,提高了实验操作能力和科学思维;3. 实验过程中,要注意安全操作,避免仪器损坏。
光学基础性趣味实验目录实验1 光与彩虹(人造彩虹) (2)实验2 人造彩虹2 (3)实验3 光的折射实例 (5)实验4 自制放大镜 (6)实验5 红外线实验的设计 (7)实验6 多功能小孔成像仪的制作 (8)实验7 自制针孔眼镜——小孔成像的应用 (9)实验8 镜子中有无数个镜子 (10)实验9 日食和月食的演示 (11)实验10 制作针孔照相机 (12)实验11 用激光器演示光的直线传播 (13)实验12 全反射现象观察.......................................................................... 14错误!未定义实验1 光与彩虹(人造彩虹)思考:你用什么办法能制作出与空中彩虹颜色一样的彩虹?实验准备:清水1盆、平面镜1个实验操作:1.取一小盆并加入2/3的水,再把镜子斜放于盆内;2.使镜面对着阳光,在水盆对面的墙上就能看到美丽的彩虹。
实验中的科学:将镜子插入水中时,在对面的墙上就能看到美丽的彩虹。
它是光的折射作用,实验表明:白光通过三棱镜后就会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光,这就是光的色散。
这里镜面左侧的水就好像一个三棱镜,因而光射出水面后就会发生色散,形成彩虹。
创新:想一想,还有什么办法,可以制造出美丽的彩虹?实验2 人造彩虹2准备材料:水、一个玻璃杯、一张白纸。
实验步骤:1.在玻璃杯中装满水,把杯子拿到阳光可以照射到的窗台上;2.把纸放到阳光透过杯子投射进来的地方,这样在纸上就可以看到彩虹的色彩。
实验中的科学:光线被水折射了,因而投射到纸上的颜色是阳光被分解之后的颜色,原理跟天空中彩虹的形成是一样的。
当阳光以40到42度的角度照射空中的水珠时,阳光通过水珠时发生折射,投射到空中形成了彩虹。
知识问答:彩虹为什么总是弯曲的?想象你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下。
白色的阳光(彩虹中所有颜色的组合)穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴。
實驗一基礎光學實驗
1.平行擴束光:
取兩個凸透鏡焦距最大放大倍率來測量
f1=2.5 cm,f2=50 cm 理想放大倍率為20倍
根據公式d2/d1 =f2/f1
實際測量d1 = 0.16 cm,d2 = 2.3 cm 放大倍率為14.375
實驗結果如Fig.1.
Fig.1. 空間濾波與平行擴束
2.利用最小偏向角測量稜鏡的折射率:
拿一張紙墊在三稜鏡下,並使A為等腰三角形可測量最小偏向角δm。
Fig.2. 當i1 = i2且r1 = r2時,會有最小偏向角
Fig.3. 光打進三稜鏡發生的偏折
實驗結果為Fig.4.,δm = 27°。
Fig.4.最小偏向角= 27°
3.利用全反射測量折射率
根據Snell’s law : n1sinθ1 = n2sinθ2 ----------------(1)
n2 = 1,θ2 = 90°,實驗得知θ1 = 43°代入(1),n1 = 1.466 實驗結果為Fig.5.
Fig.5. 全反射θ1 = 43°
4.光學元件的同軸調整
實驗結果為Fig.6.
Fig.6. 光學元件的同軸調整光路圖
5.實驗心得
經過上次的磨練與挫折這次就順利很多,很自然地就會知道要讓每個雷射光元發出的光線平行於光學桌面。
有些實驗內容也跟上次大同小異,所以這次做得很快。
我覺得實驗最好玩的部分就是要自己動腦,像是老師有提供我們一些學長的經驗是拍照時要把曝光調久一點,但是我們沒有帶腳架,必須要把相機固定才能拍出好照片,於是我們東翻翻西找找就找到了梯子,就拍出了一些不錯的照片。