初中物光学实验报告

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微波光学实验

近代物理实验报告

指导教师：

得分：

实验时间： 2009 年 11 月 23 日， 第 十三 周， 周 一 ， 第 5-8 节

实验者： 班级 材料0705 学号 200767025 姓名 童凌炜

同组者： 班级 材料0705 学号 200767007 姓名 车宏龙

实验地点： 综合楼 503

实验条件： 室内温度 ℃， 相对湿度 %， 室内气压

实验题目： 微波光学实验

实验仪器：（注明规格和型号）

微波分光仪， 反射用金属板， 玻璃板， 单缝衍射板

实验目的：

1. 了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验.

2. 验证反射规律

3. 利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长

4. 测量并验证单缝衍射的规律

5. 利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数

实验原理简述：

1. 反射实验

电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。

2. 迈克尔孙干涉实验

在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇数倍,则干涉减弱。

3. 单缝衍射实验

如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增 2

第1篇

一、实验目的

1. 理解光的直线传播原理；

2. 探究小孔成像的规律；

3. 通过实验加深对光学知识的理解。

二、实验原理

小孔成像是一种基于光在同种均匀介质中沿直线传播原理的现象。当光线通过一个小孔时，光线会沿着直线传播，并在另一侧形成物体的倒立实像。小孔成像实验可以帮助我们验证光的直线传播原理，并探究成像的规律。

三、实验器材

1. 蜡烛；

2. 打火机；

3. 硬纸板；

4. 小针；

5. 夹具；

6. 薄纸；

7. 薄塑料板；

8. 卷尺；

9. 记录本；

10. 铅笔。

四、实验步骤

1. 将硬纸板平放在实验桌上，用小针在硬纸板中心扎一个小孔，孔径约为1mm。

2. 用打火机点燃蜡烛，将其固定在硬纸板前方约10cm处。 3. 将薄塑料板放置在硬纸板与小孔之间，调整位置，直到在塑料板上看到一个清晰的倒立蜡烛火焰像。

4. 用卷尺测量蜡烛火焰与小孔的距离，记录数据。

5. 改变小孔的直径（如2mm、3mm），重复步骤3和4，记录数据。

6. 将薄塑料板放置在硬纸板与小孔之间，调整位置，观察成像大小、清晰程度、亮度等变化。

7. 记录不同孔径下的成像特点。

五、实验结果与分析

1. 当小孔直径为1mm时，成像清晰，亮度适中，像与物体大小之比为1:1。

2. 当小孔直径为2mm时，成像清晰度降低，亮度降低，像与物体大小之比为1:1.5。

3. 当小孔直径为3mm时，成像模糊，亮度更低，像与物体大小之比为1:2。

分析：随着小孔直径的增大，成像清晰度降低，亮度降低，像与物体大小之比增大。这表明小孔直径越小，成像越清晰，亮度越高，像与物体大小之比越小。

六、实验结论

1. 光在同种均匀介质中沿直线传播，这是小孔成像现象的原理。

2. 小孔成像的清晰度与孔径大小有关，孔径越小，成像越清晰。

3. 小孔成像的亮度与孔径大小有关，孔径越小，亮度越高。

4. 小孔成像的像与物体大小之比与孔径大小有关，孔径越小，像与物体大小之比越小。

实 验 报 告 姓 名： 班 级： 学 号： 实验成绩： 同组姓名： 实验日期：2008-3-3 指导老师：助教10 批阅日期： 偏振光学实验

【实验目的】 1. 观察光的偏振现象,验证马吕斯定律 2. 了解1/2波片,1/4波片的作用 3. 掌握椭圆偏振光,圆偏振光的产生与检测. 【实验原理】

1． 光的偏振性

光是一种电磁波，由于电磁波对物质的作用主要是电场，故在光学

中把电场强度E 称为光矢量。在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量

可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为

偏振态。如果光在传播过程中，若光矢量保持在固定平面上振动，这种

振动状态称为平面振动态，此平面就称为振动面（见图１）。此时光矢

量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线，故又称为线偏振态。若

光矢量绕着传播方向旋转，其端点描绘的轨道为一个圆，这种偏振态称

为圆偏振态。如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆，就成为椭圆偏振态（见

图2）。 2．偏振片

虽然普通光源发出自然光，但在自然界中存在着各种偏振光，目前广泛使

用的偏振光的器件是人造偏振片，它利用二向色性获得偏振光（有些各向同性介

质，在某种作用下会呈现各向异性，能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量，

而通过其垂直分量，从而使入射的自然光变为偏振光介质的这种性质称为二向色

性。）。偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光——起偏，也可以用来鉴

别线偏振光、自然光和部分偏振光——检偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器，用

作检偏的偏振器件叫做检偏器。实际上，起偏器和检偏器是通用的。

3.马吕斯定律

设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为 ，

则透过检偏器的线偏振光的振幅为A，A= ɑ，强度 I= ，I= ɑ = Ｉ ɑ = ɑ 式中 为进入检偏器前（检偏器无吸收时）线偏振光的强度。 这就是１８０９年马吕斯在实验中发现的，所以称马吕斯定律。显然，以

光线传播方向为轴，转动检偏器时，透射光强度Ｉ将发生周期变化。

工程光学实验报告

最小偏向角法测棱镜折射率

1. 测量原理

从几何光学可知，棱镜的玻璃折射率n与棱镜顶角A及最小偏向角 之间有如下的关系：

在不同波长的单色光照明下，在分光仪上测得A和 ，即可利用上式求得不同波长的玻璃折射率 。

2. 实验仪器设备

①分光仪：利用光的反射、折射、衍射和干涉原理进行角度测量的仪器。它主要由下列几个部分组成：自准直望远镜，平行光管，载物台，度盘和游标盘。望远镜通过支臂与度盘固定在一起，组成仪器的照准部。它与游标盘和棱镜台可分别绕度盘的垂直轴旋转，转过的角度由游标盘和度盘读出（游标精度为1’，度盘每格值为30’），每次读数要在对径方向上二个游标上读数，然后取其平均值，这样可消除度盘的偏心误差，且要在度盘的三个不同位置上读数，以消除度盘的刻度误差，轴的晃动误差等，仪器上各运动部分备有锁紧、微动和调整装置的螺钉。

②光源：

a. 用钠光灯作照明光源测量D光折射率，钠光谱线λ=0.6328μ。 b. 自准直望远镜照明光源为6.3伏白炽灯及变压器。

3. 实验步骤

第一步：调整：

①接上光源b；

②目镜调焦；

③望远镜调焦，用自准直法将目镜分划板正确地调焦在物镜焦面上，即使望远镜物镜对无穷远调焦；

a. 粗调望远镜光轴，使其位置适中（通过上、下、左、右调节螺钉）；

b. 棱镜台上放一平行平板玻璃，工作面正对望远镜，观察目镜分划板上十字丝与反射回来的像是否同时清晰，若不同时清晰，则移动目镜镜管，直至同时清晰为目。

④使望远镜瞄准轴与度盘轴相互垂直；

当用平行平板使望远镜调焦无穷远时，则锁紧螺钉6，使棱镜台与游标盘连在一起，通过目镜观察分划板上十字丝和其反射像水平线是否精确对称，若不对称则用半修法校正（即不对称量由望远镜和棱镜台各负责校正一半），它可通过调整螺钉达到，然后将棱镜台连同游标盘带平行平板转过去180度，再重复上述步骤校正偏差，通过反复进行，逐次趋近，直到平行平板无论哪一个面正对望远镜，十字线和反射回来的像都对称为止，这说明望远镜瞄准轴与度盘旋转轴已垂直，以后的工作过程中，不允许再调节望远镜的调节螺旋。