26種實驗光學平臺說明書原始 版.doc

1、天津港東科技發(fā)展有限公司gsz-2b型 光學平臺（26例實驗）使用說明書gsz-2b型光學平臺可供大專院校普通物理實驗課開設光學實驗使用。本說明書舉例說明的26項實驗涵蓋了幾何光學、波動光學和信息光學比較重要的基礎課題，大部分有測量要求，少部分限于觀察現(xiàn)象。各實驗所需學時長短不一，教師可按教學要求搭配實驗內(nèi)容，組織實驗課教學。主要技術參數(shù)和規(guī)格：平臺尺寸mm標稱重量kg臺面距地高度cm平臺桌子12008001201500100013018001000150110192.5242.561100140919294隔震導磁臺面不平度：0.05mm附件一覽表：名 稱數(shù)量備 注名 稱數(shù)量備 注三維平移底

2、座2分束器 (304)27:3,5:5二維平移底座3反射光柵 (1200 l/ mm)13030升降調(diào)節(jié)座3透射光柵 (20 l/ mm)1通用底座6正交光柵 (50 l/ mm)1可變口徑二維架1偏振片2x軸旋轉二維架2半波片 (=632.8 nm)1二維架21/4波片 (=632.8 nm)1透鏡架2三棱鏡 (60o)1光柵轉臺1微尺分劃板 (1/5、1/10 mm)各1小二維臺1毫米尺 (l=30 mm)1帶毛玻璃干版架2帶支座標尺 (l=1 m)1落地式三維調(diào)節(jié)架1雙棱鏡1二維干版架1菲涅耳雙鏡1光源二維架1勞埃德鏡1載物臺1正像棱鏡1套測節(jié)器（節(jié)點架）1球面鏡 (f = 500 mm

3、)1多孔架1讀數(shù)顯微鏡1單面可調(diào)狹縫2牛頓環(huán)套件1套測微目鏡架1多縫板 (2、3、4、5縫)1牛頓環(huán)直立支架1網(wǎng)格字1雙棱鏡調(diào)節(jié)架1透光十字1小彈簧夾支架1可調(diào)圓孔光闌1白屏1頻譜濾波器1套2種物屏1調(diào)制板1光學測角臺1冰洲石及轉動架1透鏡 (f =4.5、6.2、15mm)各1擴束器平面鏡 (364)2目鏡和物鏡各1 f= 29、105mm小工藝品1全息用透鏡 (f =45、50、70、150、190、225、300、100mm)各1白光源(6 v15 w)1套幻燈片1汞燈 (20 w)1套白板（7050 mm）1鈉燈 (20 w)1套全息干版1盒氦氖激光器 (1.5-2 mw)及架1套45

4、玻璃架1套氣室、血壓表和橡膠球1套小照明燈 (dc 3v)1套雙縫1個紙板架1個（個別附件變動，恕不另行通知）儀器的維護與保養(yǎng):1所有光學玻璃器件應注意保持清潔，避免各種污染。若落上灰塵，可用洗耳球、軟毛刷除塵，用細絨布擦凈。有指紋、污漬應用脫脂棉浸少量乙醇乙醚混合液（7:3）擦掉。在潮濕季節(jié)應特別加強保護。2 機械結構的轉動和滑動部位可酌加少量潤滑油。平臺上宜涂擦極薄的一層機油，以利保護表面。實驗舉例：1 用自準法測薄凸透鏡焦距42 用貝塞耳法（兩次成像法）測薄凸透鏡焦距53 由物象放大率測目鏡焦距64 由物距像距法測凹透鏡焦距75 透鏡組節(jié)點和焦距的測定86 自組投影儀97 測自組望遠鏡的

5、放大率108 自組帶正像棱鏡的望遠鏡119 測自組顯微鏡的放大率1210 楊氏雙縫實驗1311 菲涅耳雙棱鏡干涉1412 菲涅耳雙鏡干涉1513 勞埃德鏡干涉1614 牛頓環(huán)1715 用干涉法測定空氣折射率1816 夫瑯禾費單縫衍射2117 夫瑯禾費圓孔衍射2218 菲涅耳單縫和圓孔衍射2219 直邊菲涅耳衍射2420 光柵衍射2421 光柵單色儀2622 偏振光的產(chǎn)生和檢驗2723 全息照相2824 制做全息光柵2925 阿貝成像原理和空間濾波3126 調(diào)制331 用自準法測薄凸透鏡焦距實驗裝置 （圖1-1）1：白光源s（gy-6a） 6：三維調(diào)節(jié)架 (sz-16)2：物屏p （sz-14）

6、 7：二維平移底座 (sz-02)3：凸透鏡l （f =190 mm） 8：三維平移底座 (sz-01)4：二維架（sz-07）或透鏡架（sz-08） 9-10：通用5：平面鏡m底座（sz-04）圖1-1實驗步驟1）參照圖1-1，沿米尺裝妥各器件，并調(diào)至共軸；2）移動l，直至在物屏上獲得鏤空圖案的倒立實像；3）調(diào)m鏡，并微動l，使像最清晰且與物等大（充滿同一圓面積）；4）分別記下p和l的位置a1、a2；5）將p和l都轉1800之后，重復做前4步；6）記下p和l新的位置b1、b2；7）計算： ； 2 用貝塞耳法（兩次成像法）測薄凸透鏡焦距實驗裝置（圖2-1）1：白光源s 5：白屏h （sz-13

7、）2：物屏p (sz-14) 6：二維平移底座（sz-02）3：凸透鏡l (=190 mm) 7：三維平移底座（sz-01）4：二維架(sz-07)或透鏡架(sz-08) 89：通用底座（sz-04）圖2-1實驗步驟1）按圖2-1沿米尺布置各器件并調(diào)至共軸，再使物與白屏距離；2）緊靠米尺移動l，使被照亮的物形在屏h上成一清晰的放大像，記下 l的位置a1和p與h間的距離l ； 3）再移動l，直至在像屏上成一清晰的縮小像，記下l的位置a2 ；4）將p、l、h轉180（不動底座），重復做前3步，又得到l 的兩個位置b1、b2 ；5) 計算： ； ；待測透鏡焦距：3 由物像放大率測目鏡焦距實驗裝置（圖

8、3-1）1：白光源s 7：測微目鏡me 2：微尺分劃板m（1/10 mm） 8：三維平移底座（sz-01）3：雙棱鏡架（sz-41） 9：三維平移底座（sz-01）4：待測目鏡le （=29 mm） 10：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）5：二維調(diào)節(jié)架（sz-07）或透鏡架(sz-08) 11：通用底座（sz-04）6：測微目鏡架（sz-36）圖3-1實驗步驟1）按圖3-1沿米尺安排各器件，并調(diào)節(jié)共軸；2）從m、le、me靠近處逐漸移遠le，直至在測微目鏡中看到清晰的微尺放大像，并與me分劃板無視差；3）測出1/10 mm微尺刻線的像寬，求出其放大倍率m1，并分別記下me和le的位置a1、b1；4）把

9、me向后移動30-40 mm，并緩慢前移le，直至在測微目鏡中又看到清晰的與me分劃板刻線無視差的微尺放大像；5）測出新的像寬，求出放大率m2，記下me和le的位置a2、b2；6）計算：像距改變量：4 用物距像距法測凹透鏡焦距實驗裝置（圖41）1：白光源s 7：像屏（sz13）2：物屏(sz14) 8：普通底座（sz04）3：凸透鏡(，加光闌) 9：升降調(diào)節(jié)座（sz03）4：透鏡架（sz08） 10：升降調(diào)節(jié)座（sz03）5：凹透鏡 11：普通底座（sz04）6：透鏡架(sz08) 12：普通底座（sz04）圖41f1f2v2v1u1u2ababbaf凸f凹l1l2圖42實驗步驟1）使被面光源

10、照亮的物屏p1通過凸透鏡l1在像屏p2上成清晰像時，p1與p2的距離稍大于凸透鏡焦距的4倍。記下l1和p2在導軌上的位置讀數(shù)。2）在凸透鏡和像屏之間加入待測的薄凹透鏡l2，調(diào)同軸，向稍遠處移動像屏，直至屏上又出現(xiàn)清晰的像。記下l2和像屏p2的位置讀數(shù)。3）以l2p2距離為物距，以l2p2距離為像距，將數(shù)值代入式 ，計算被測透鏡的焦距。5 透鏡組節(jié)點和焦距的測定實驗裝置（圖5-1）1：白光源s 8：測微目鏡架2：毫米尺 9： 測微目鏡3：雙棱鏡架（sz-41） 10：二維平移底座（sz-02） 4：物鏡lo (=150 mm) 11：二維平移底座（sz-02）5：二維架(sz-07)或透鏡架(s

11、z-08) 12：三維平移底座（sz-01）6：透鏡組l1、l2 (=300 mm；=190 mm) 13：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）7：測節(jié)器 (節(jié)點架) 14：通用底座（sz-04）另備用平面鏡、白屏圖5-1實驗步驟1）先借助平面鏡調(diào)節(jié)毫米尺與準直物鏡lo的距離，使通過lo的光束為平行光束（“自準法”）。2）加入透鏡組和測微目鏡，調(diào)共軸，同時移動目鏡，找到毫米尺的清晰像。3）沿節(jié)點架導軌前后移動透鏡組，同時相應地前后移動測微目鏡，直到節(jié)點架繞軸作不大的轉動時，毫米尺像無橫向移動為止（此時像方節(jié)點n即在節(jié)點架的轉軸上）。4）用白屏取代測微目鏡，接收毫米尺像。分別記下屏和節(jié)點架在米尺導軌上的位置

12、a和b，并從節(jié)點架導軌上記下透鏡組中間位置（有標線）節(jié)點架轉軸中心的偏移量d。5）將測節(jié)器轉動180，重復3、4兩步，測得另一組數(shù)據(jù)a、b、d。數(shù)據(jù)處理a、像方節(jié)點偏離透鏡組中心的距離為d透鏡組的像方焦距=a-b 物方節(jié)點n偏離透鏡中心的距離為透鏡組的物方焦距b、用1：1的比例畫出被測透鏡組及其各種基點的相對位置。6 自組投影儀實驗裝置（圖6-1）1：白光源s 8：白屏h （sz-13）2：聚光透鏡l1（=50 mm） 9：三維平移底座 （sz-01）3：二維架 （sz-07） 10：二維平移底座 （sz-02）4：幻燈片p 11：升降調(diào)節(jié)座 （sz-03） 5：干版架（sz-12） 12：升

13、降調(diào)節(jié)座（sz-03）6：放映物鏡l2（=190 mm） 13：通用底座（sz-04） 7：三維調(diào)節(jié)架 （sz-16）sl1pl2v1v2u2u1h圖6-1實驗步驟1）按圖6-1排光路，調(diào)共軸。2）使l2與h相距約1.2 m（對較短平臺，可用白墻代屏）前后移動p，使其在h上成一清晰放大像。3）使l1固定在緊靠幻燈片p的位置，取下p，前后移動光源，使其成像于l2所在平面。4）重新裝好幻燈片，觀察屏上像的亮度和照度的均勻性。5）取下l1，觀察像面亮度和照度均勻性的變化。放映物鏡焦距和聚光鏡焦距的選擇放映物鏡：聚光鏡：其中：為像的放大率。7 測自組望遠鏡的放大率實驗裝置（圖7-1）1：標尺 5：二維

14、調(diào)節(jié)架（sz-07）2：物鏡lo（=225 mm） 6：三維平移底座（sz-01） 3：二維架 （sz-07） 7：二維平移底座（sz-02）4：目鏡l e（ =45 mm）圖71實驗步驟1）按圖7-1組成開普勒望遠鏡，向約3 m遠處的標尺調(diào)焦，并對準兩個紅色指標間的“e”字（距離d1=5 cm）；2）用另一只眼睛直接注視標尺，經(jīng)適應性練習，在視覺系統(tǒng)獲得被望遠鏡放大的和直觀的標尺的疊加像，再測出放大的紅色指標內(nèi)直觀標尺的長度d2；3）求出望遠鏡的測量放大率，并與計算放大率作比較；注：標尺放在有限距離s遠處時，望遠鏡放大率可做如下修正：當s100時，修正量8 自組帶正像棱鏡的望遠鏡實驗裝置（圖

15、8-1）1：標尺 7：二維平移底座 （sz-02） 2：物鏡lo（ =225 mm） 8：升降調(diào)整座（sz-03）3：三維調(diào)節(jié)架 （sz-16） 9：二維平移底座 （sz-02）4：正像棱鏡系統(tǒng) 10：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）5：目鏡le（=45 mm） 11：通用底座（sz-04）6：二維架 （sz-07）圖8-1實驗步驟1）參照圖8-1，沿平臺米尺先組裝不加正像棱鏡的望遠鏡，并對位于光軸上的約3 m遠處的標尺調(diào)焦，認清該尺所成的倒像。4545459090圖822）按圖8-1所示，在lo的像面前方安置正像棱鏡，并相應調(diào)節(jié)目鏡高度，找到標尺的正像。 *正像棱鏡如圖8-2所示，由兩塊4590棱鏡

16、組合而成，又稱組合泊羅棱鏡，從圖中光束箭頭的走向可說明圖像的翻轉過程。9 測自組顯微鏡的放大率實驗裝置（圖 9-1）1：小照明光源s（gy-20，低亮度） 10：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）2：干版架（sz-12） 11：雙棱鏡架（sz-41）3：微尺m1（1/10 mm） 12：毫米尺m2（l=30 mm）4：二維架（sz-07）或透鏡架(sz-08) 13：三維平移底座（sz-01）5：物鏡lo（=45 mm） 14：三維平移底座（sz-01）6：二維架 （sz-07） 15：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）7：三維調(diào)節(jié)架（sz-16） 16：通用底座（sz-04）8：目鏡le （=29 mm） 17

17、：白光源（gy-6a）（圖中未畫）9：45玻璃架（sz-45）圖91圖92實驗步驟1）參照圖9-1和9-2布置各器件，調(diào)等高同軸；2）將透鏡lo與le的距離定為24 cm；3）沿米尺移動靠近光源毛玻璃的微尺，從顯微鏡系統(tǒng)中得到微尺放大像；4）在le之后置一與光軸成45角的平玻璃板，距此玻璃板25 cm處置一白光源（圖中未畫出）照明的毫米尺m2；5）微動物鏡前的微尺，消除視差，讀出未放大的m230格所對應的m1的格數(shù)a；顯微鏡的測量放大率；顯微鏡的計算放大率10楊氏雙縫實驗實驗裝置（圖10-1）1：鈉燈（加圓孔光闌） 9：延伸架（sz-09）2：透鏡l1（=50 mm） 10：測微目鏡架3：二維

18、架（sz-07） 11：測微目鏡m4：可調(diào)狹縫s（sz-27） 12：二維平移底座 （sz-02）5：透鏡架（sz-08，加光闌） 13：二維平移底座 （sz-02）6：透鏡l2 (=150mm) 14：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）7：雙棱鏡調(diào)節(jié)架 (sz-41) 15：二維平移底座（sz-02）8：雙縫d 16：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）圖101實驗步驟1）使鈉光通過透鏡l1會聚到狹縫s上，用透鏡l2將s成像于測微目鏡分劃板m上，然后將雙縫d置于l2近旁。在調(diào)節(jié)好s，d和m的mm刻線的平行，并適當調(diào)窄s之后，目鏡視場出現(xiàn)便于觀測的楊氏條紋。2）用測微目鏡測量干涉條紋的間距x，用米尺測量雙縫至目鏡焦

19、面的距離l，用顯微鏡測量雙縫的間距d,根據(jù)計算鈉黃光的波長。11菲涅耳雙棱鏡干涉實驗裝置（圖11-1）1：鈉燈 8：測微目鏡2：透鏡l1（f =50 mm） 9：二維平移底座（sz-02）3：二維架（sz-07） 10：三維平移底座（sz-01）4：可調(diào)狹縫（sz-27） 11：二維平移底座（sz-02）5：雙棱鏡 12：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）另備凸透鏡6：雙棱鏡架（sz-41） （f =190 mm）及座架、座7：測微目鏡架（sz-36）圖11-1實驗步驟1）參照圖11-1沿米尺安置各器件，使鈉黃光通過透鏡l1會聚在狹縫上。雙棱鏡的棱脊與狹縫須平行地置于l1和測微目鏡l2的光軸上，以獲得清

20、晰的干涉條紋。2）測微目鏡測量干涉條紋間距x（可連續(xù)測定11個條紋位置，用逐差法計算出5個x取平均），并測出狹縫至目鏡分劃板的距離l。3）保持狹縫和雙棱鏡位置不動，在雙棱鏡后用凸透鏡在測微目鏡分劃板上成一虛光源的放大實像，并測得間距d，再據(jù)成像公式算出二虛光源間距d。4）根據(jù)公式計算鈉黃光波長。12菲涅耳雙鏡干涉實驗裝置（12-1）1：鈉燈（加圓孔光闌） 8：測微目鏡2：透鏡 （f=50 mm） 9：二維平移底座（sz-02）3：二維架 (sz-07) 10：三維平移底座 （sz-01）4：可調(diào)狹縫 11：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）5-6：菲涅耳雙鏡及鏡架 12：二維平移底座 （sz-02）7：

21、測微目鏡架（sz-36）圖12-1實驗步驟1）利用透鏡將光束會聚到狹縫上，使通過狹縫的光束投射在雙鏡接縫處。掠射的光束被二鏡面反射，用稍許偏離米尺導軌的測微目鏡接收雙光束交疊區(qū)域的干涉條紋。狹縫要窄，且與雙鏡交線平行，二鏡面夾角大小要適當。2）測干涉條紋間距x和兩個虛光源距離d，方法與雙棱鏡實驗相同。3）測出狹縫至雙鏡接縫的距離r和雙鏡接縫至目鏡分劃板的距離lo,得l=r+lo，根據(jù)計算鈉黃光的波長。13勞埃德鏡干涉實驗裝置（圖13-1）1：鈉燈（加圓孔光闌） 8：測微目鏡2：透鏡 （f =50 mm） 9：二維平移底座 （sz-02）3：二維架 （sz-07） 10：三維平移底座 （sz-0

22、1）4：可調(diào)狹縫（sz-27） 11：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）5-6：勞埃德鏡及干版架 12：二維平移底座 （sz-02）7：測微目鏡架 （sz-36）圖13-1實驗步驟1）使鈉光光束經(jīng)透鏡會聚到狹縫上，通過狹縫，部分光束掠入射勞埃德鏡，被鏡面反射，另一部分直接與反射光會合發(fā)生干涉，用測微目鏡接收干涉條紋，同時調(diào)節(jié)縫寬、入射角及鏡面與鉛直狹縫的平行，以改善條紋的質量。2）用實驗10的方法測出條紋間距，狹縫與其虛光源的距離d以及狹縫與目鏡分劃板的距離l，根據(jù)公式計算鈉黃光波長。14牛頓環(huán)實驗裝置(圖14-2)1：牛頓環(huán)支架 6：二維平移底座（sz-02）2：牛頓環(huán)組件 7：干版架（sz-12）3

23、：半透半反玻璃（分束器） 8：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）4：顯微鏡 9：鈉燈5：測微目鏡架 10：升降調(diào)節(jié)座圖142實驗步驟1）按圖142布置光路。若牛頓環(huán)裝置平凸透鏡與平板玻璃的接觸點偏離中心，得調(diào)節(jié)夾具上的三個螺釘，使接觸點穩(wěn)定居中即可，但不要擰得太緊。2）調(diào)節(jié)分束器，使視場6 mm測量范圍內(nèi)充滿黃光。消除視差。盡量使干涉圓環(huán)在量程內(nèi)對稱分布。3）從第14環(huán)開始逐環(huán)測定位置至第5環(huán)，再越過環(huán)心，從另一測第5環(huán)測至第14環(huán)為止，計算10個環(huán)的直徑d。4）用逐差法取算出5個值，取平均，代入公式得出平凸透鏡的曲率半徑。15 用干涉法測定空氣折射率實驗裝置（圖15-1）1：he-ne激光器l11：氣

24、室ar 2：激光器架 （sz-42） 12：二維調(diào)節(jié)架（sz-19）3：二維架 （sz-07） 13：二維平移底座（sz-02）4：擴束器be14：二維架（sz-07）5：升降調(diào)節(jié)座（sz-03） 15：平面鏡m16：三維平移底座 （sz-01） 16：二維平移底座（sz-02）7：分束器bs 17：二維平移底座（sz-02）8：通用底座 （sz-04） 18：平面鏡m29：白屏h 19：二維架（sz-07）10：干版架（sz-12） 20：升降調(diào)節(jié)座（sz-03） 圖15-1實驗步驟1）將各器件夾好，靠攏，調(diào)等高。2）調(diào)激光光束平行于臺面，按圖15-1所示，組成邁克耳孫干涉光路（暫不用擴束器

25、）。3）調(diào)節(jié)反射鏡m1和m2的傾角，直到屏上兩組最強的光點重合。4）加入擴束器，經(jīng)過微調(diào)，使屏上出現(xiàn)一系列干涉圓環(huán)。5）緊握橡膠球反復向氣室充氣，至血壓表滿量程（40kpa）為止，記為p。6）緩慢松開氣閥放氣，同時默數(shù)干涉環(huán)變化數(shù)n，至表針回零。7）計算實驗環(huán)境的空氣折射率其中激光波長和氣室長度l為已知，環(huán)境氣壓p從實驗室的氣壓計讀出。本實驗應多次測量，干涉環(huán)變化數(shù)可估計出一位小數(shù)。附：由洛倫茲洛侖茨公式推導測定空氣折射率的公式根據(jù)洛倫茲洛侖茨公式，式中平均極化率，n單位體積的分子數(shù)，n折射率。而式中a克分子折射度，（阿伏伽德羅常量） 式中 （克分子體積）根據(jù)波義耳馬略特定律 （氣體常量） 式

26、中分子量，密度，壓力，熱力學溫度。因此，克分子折射度a可以寫成對氣體，n與1相差很小， 設標準狀態(tài)下空氣折射率為，密度為，任意狀態(tài)下空氣折射率為n，密度為，則有 （空氣折射率與其密度成正比）同理，若標準狀態(tài)下氣壓為，任意狀態(tài)下氣壓為，有 （15.1）若t不變，對上式求的變化量所引起的n的變化，則有 ，其中，是相對壓力系數(shù)，t是攝氏溫度，即室溫， 將此時代入式（15.1），得在測定空氣折射率實驗中，若氣室內(nèi)氣壓改變了，空氣折射率隨之改變，導致光程差變化，進而引起n個干涉條紋的變化。設氣室空氣柱長度為l，因光束兩次通過氣室，所以于是得 16夫瑯禾費單縫衍射實驗裝置（圖16-1）1：鈉燈8：測微目鏡

27、架（sz-36）2：狹縫s1 (sz-40) 9：測微目鏡3：透鏡l1(=150 mm） 10：三維平移底座（sz-01）4：二維架(sz-07)或透鏡架(sz-08) 11：二維平移底座（sz-02）5：狹縫 s2 (sz-27) 12：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）6：透鏡l2 (=300 mm) 13：二維平移底座（sz-02）7：二維架 (sz-07 )或透鏡架(sz-08) 14：二維平移底座（sz-02）圖16-1實驗步驟1）參照圖16-1沿米尺調(diào)節(jié)共軸光路。2）使狹縫s1靠近鈉燈，位于透鏡l1的焦平面上，通過透鏡l1形成平行光束，垂直照射狹縫s2，用透鏡l2將衍射光束匯聚到測微目鏡的分

28、劃板，調(diào)節(jié)狹縫鉛直，并使分劃板的毫米刻線與衍射條紋平行，s1的縫寬小于0.1mm (兼顧衍射條紋清晰與視場光強) 。3）用測微目鏡測量中央明條紋寬度e，連同已知的和f 值代入公式可算出縫寬a。4）用顯微鏡直接測量縫寬，與上一步的結果作比較。5）用測微目鏡可驗證中央極大寬度是次極大寬度的兩倍。17夫瑯禾費圓孔衍射實驗裝置（圖17-1）1：鈉燈 6：測微目鏡架（sz-36）2：小孔（1 mm） 7：測微目鏡3：衍射孔（0.2-0.5 mm，多孔架） 8：三維平移底座（sz-01）4：透鏡 （=70 mm） 9：二維平移底座 （sz-02）5：二維調(diào)節(jié)架 （sz-07） 10：二維平移底座 （sz-

29、02）圖17-1實驗步驟1）參照圖17-1沿平臺米尺安排各器件，調(diào)節(jié)共軸，獲得衍射圖樣。2）在黑暗環(huán)境用測微目鏡測量艾里斑的直徑e，據(jù)已知波長（=589.3 nm）、衍射小孔半徑a和物鏡焦距f，可驗證公式。18 菲涅耳單縫和圓孔衍射實驗裝置（圖18-1）1：激光器架（sz-42） 6：白屏 （sz-13）2：he-ne激光器 7：升降調(diào)整座（sz-03）3：擴束器（f = 4.5 mm） 8：三維平移底座（sz-01）4：二維架 9：二維平移底座（sz-02）5：可調(diào)狹縫 10：升降調(diào)整座（sz-03）圖18-1調(diào)節(jié)與觀察使激光通過擴束器（造成非遠場條件）照射到狹縫上，用白屏接收衍射條紋。在緩

30、慢、連續(xù)地將狹縫由很窄變到很寬的同時，注意屏上的衍射圖樣，可觀察到與理論分析一致的由近似夫瑯禾費單縫衍射逐漸變化成各種菲涅耳單縫衍射，最后形成兩個對稱的直邊衍射的現(xiàn)象。實驗裝置（圖18-2）1：激光器架（sz-42） 6：白屏（sz-13）2：he-ne激光器 7：升降調(diào)節(jié)座 （sz-03）3：擴束器（f = 4.5 mm） 8：三維平移底座 （sz-01）4：二維架 (sz-07) 9：二維平移底座 （sz-02）5：圓孔板（1.5 mm，sz-23） 10：升降調(diào)整座（sz-03）圖18-2調(diào)節(jié)與觀察將實驗裝置181中的狹縫換成1.5 mm的圓孔，如圖（182），使屏逐漸遠離圓孔，會看到衍

31、射圖樣中心亮暗亮的變化。圖樣中心的亮或暗，取決于點光源與圓孔的距離、圓孔的半徑和圓孔到觀察屏的距離。19 直邊菲涅耳衍射實驗裝置（圖19-1）1：激光器架（sz-42） 7：白屏 （sz-13）2：he-ne激光器 8：升降調(diào)整座（sz-03）3：擴束器（f =4.5 mm） 9：二維平移底座 （sz-02）4：二維架 （sz-07） 10：二維平移底座 （sz-02）5：刀片 11：升降調(diào)整座（sz-03）6：二維干版架 （sz-18）圖19-1調(diào)節(jié)與觀察將實驗18中的狹縫換成刀片，即可發(fā)生直邊衍射。當觀察點從幾何陰影邊界向外移動時，衍射光強有類似衰減振蕩的分布，最后趨于無障礙的自然傳播。強

32、度的最大值并不在于幾何陰影的交界處，而是在直接照明區(qū)稍靠外些的亮區(qū)內(nèi)。在陰影區(qū)內(nèi)，衍射條紋的光強單調(diào)地減弱，一直到零。20 光柵衍射實驗裝置（圖20-1）1：汞燈 10：二維架（sz-07）2：透鏡l1 （f =50 mm） 11：測微目鏡及支架3：二維架（sz-07） 12：三維平移底座（sz-01）4：可調(diào)狹縫 13：二維平移底座（sz-02）5：透鏡l2 （f =105 mm） 14：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）6：二維架（sz-07） 15：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）7：光柵（d=1/20 mm） 16：二維平移底座（sz-02）8：二維干版架（sz-18） 17：二維平移底座（sz-02）

33、9：透鏡l3（f =225 mm）圖20-1圖20-2調(diào)節(jié)與測量1）按圖20-1沿平臺米尺安排各器件，調(diào)節(jié)共軸。2）狹縫須調(diào)鉛直，并使光柵刻線和測微目鏡分劃板上的毫米尺刻線與狹縫平行。3）將狹縫調(diào)窄，前后移動測微目鏡，獲得清晰的汞的光柵衍射光譜。4）轉動目鏡，消除光譜線與分劃板間的視差。5）根據(jù)光柵方程，衍射的各主極大由下式?jīng)Q定： （ =0,）實際上因角很小（圖20-2予以放大），可近似地認為 （ =0,）其中是光柵常量，是某待測譜線位置到零級譜線的距離，是物鏡l2的焦距， 是衍射級，是光波波長。用測微目鏡對汞的一級光譜中較強的兩條黃線，一條綠線和一條藍線分別測出ly1，ly2，lg和lb，據(jù)

34、上式即測得各譜線的波長。左右移動測微目鏡，也可以利用二級譜線測譜線波長。6）光柵光譜與棱鏡光譜的比較：將等邊三棱鏡放在光柵轉臺上，替下二維干版架和光柵，用測微目鏡和3在適當角度找到汞的棱鏡光譜，通過觀察比較兩種光譜的區(qū)別。21 光柵單色儀實驗裝置（圖21-1）1：汞燈 10：自準球面鏡 （f =500 或302mm）2：透鏡 （f =50 mm） 11：三維平移底座 （sz-01）3：二維架（sz-07） 12：光柵轉臺4：入射狹縫 (sz-27) 13：平面閃躍光柵g （1200條/ mm）5：平面鏡 m2 14：干版架 （sz-12）6：二維架 （sz-07） 15：出射狹縫 (sz-40

35、)7：二維平移底座（sz-02） 16：二維平移底座 （sz-02）8：二維平移底座（sz-02） 17：三維平移底座 （sz-01）9：三維調(diào)節(jié)架（sz-16） 18：升降調(diào)整座 （sz-03）圖21-1調(diào)節(jié)說明1）各部件中心應調(diào)在同一高度，光路主截面大致平行于臺面。用f ，=50 mm透鏡將汞燈光聚在入縫上（縫寬0.5 mm）。2）按圖放置各部件，安裝光柵時應使箭頭記號朝上，以保證閃耀效果，用白紙檢查m1、g和m2上的投射光，要求豐滿不漏，進程不擋光。3）m1上的入射光束和出射光束應力求夾成小角度，如圖示，38/4005.4，尚可以近似認為光路是利特羅自準的。4）用白屏取代出縫，找到最佳聚

36、焦位置，再安放出射縫。兩個狹縫的刀口面必須面對入射方向，工作寬度約可調(diào)到 0.02 mm。5）圖中m1和g的距離是200 mm，可小有出入。6）調(diào)節(jié)光柵水平面的方位，以使579.1 nm（黃）404.7nm（紫）間的譜線在測微螺旋控制下能循序出射。7) 可改變光路，使g稍前傾， m2置于入縫后下方，出縫下降，以獲得更強的閃躍效果。22 偏振光的產(chǎn)生和檢驗實驗裝置（圖22-1）1：白光源（gy-6a） 8：偏振片2：凸透鏡（f=150mm） 9：x軸旋轉二維架（sz-06）3：二維調(diào)節(jié)架（sz-07） 10：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）4：可調(diào)狹縫（sz-27） 11：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）5：光

37、學測角臺（sz-47） 12：二維平移底座（sz-02）另需鈉燈、氦6：升降調(diào)節(jié)座（sz-03） 氖激光器、1/4波片及架、冰洲石及轉動7：黑玻璃鏡 架和擴束器圖22-1實驗步驟1）測布儒斯特角，定偏振片光軸：按圖22-1所示，使白光源燈絲位于透鏡的焦平面上（此時二底座相距162mm），近似平行光束通過狹縫，向光學臺分度盤中心的黑玻璃鏡入射，并在臺面上顯出指向圓心的光跡。此時轉動分度盤，對任意入射角，利用偏振片和x軸旋轉二維架組成的檢偏器檢驗反射光，轉動360，觀察部分偏振光的強度變化。而當光束以布儒斯特角ib入射時，反射的線偏振光可被檢偏器消除（對n=1.51, ib57）。該入射角需反復仔

38、細校準。因線偏振光的振動面垂直于入射面，按檢偏器消光方位可以定出偏振片的易透射軸。2）線偏振光分析：使鈉光通過偏振片起偏振，用裝在x軸旋轉二維架上（對準指標線）的偏振片在轉動中檢偏振，分析透過光強變化與角度的關系。3）橢圓偏振光分析：使激光束通過擴束器、狹縫和黑鏡產(chǎn)生線偏振光，再通過1/4波片之后，用裝在x軸旋轉二維架上的偏振片在旋轉中觀察透射光強變化，是否有兩明兩暗位置（注意與上一項實驗現(xiàn)象有何不同），在暗位置，檢偏器的透振方向即橢圓的短軸方向。4）圓偏振光分析：在透振軸正交的二偏振片之間加入1/4波片，旋轉至透射光強恢復為零處，從該位置再轉動45，即可產(chǎn)生圓偏振光。此時若用檢偏器轉動檢查，

39、透射光強是不變的。3）和4）應使用白屏觀察。5）利用冰洲石及可轉動支架，可以觀察和分析該晶體的雙折射現(xiàn)象。讓自然光（例如鈉光）通過支架上的一個小孔入射冰洲石晶體，用眼睛在適當距離能夠看到光束一分為二；轉動支架，又能判別尋常光（o光）和非尋常光（e光）。進而用檢偏器確定o光和e光偏振方向的關系。23全息照相實驗裝置（圖23-1）1：he-ne激光器l 13：二維干版架（sz-18）2：激光器架（sz-42） 14：全息干版3：升降調(diào)節(jié)座（sz-03） 15：三維平移底座（sz-01）4：三維調(diào)節(jié)座（sz-01） 16：拍攝物體5：分束器 17：載物臺（sz-20）6：干版架（sz-12） 18：

40、通用底座（sz-04）7：二維架（sz-07） 19：升降調(diào)節(jié)座（sz-03）8：平面鏡m1 20：擴束器（f = 4.5 mm）9：二維平移底座（sz-02） 21：二維架（sz-07）10：二維平移底座（sz-02） 22：二維平移底座（sz-02）11：擴束器（f =4.5 mm） 23：平面鏡m212：二維架（sz-07） 24：二維架（sz-07）圖23-1實驗步驟1）按圖23-1的相對位置放好各器件，拿下l1和l2，調(diào)等高。2）使物光束與參考光束的光程近似相等，二者夾角在3040之間。3）調(diào)m1的傾角，使光束射在物的中間部位，調(diào)m2的傾角，使參考光束射在全息干版（暫以白板代替）的中部。4）加入l1，調(diào)其支架并前后移動，使擴束鏡恰好照全物體，加入l2，調(diào)其支架并前后移動，使參考光束對準白屏，與物光束的光強比在5:110:1之間。5）將各磁性座指向on，關閉照明燈，安裝全息干版后，進行曝光，時間可控制在1015s。在弱綠光下顯影和定影，時間長短主要取決于藥方和藥液溫度。6）將清水沖過又經(jīng)干燥處理的全息片面對擴束的激光，觀察虛像和實像。24制做全息光柵實驗裝置（圖24-1）1：he-ne激光器la 10：分束器s（5:5）2：激光器架（sz-42） 11：二維平移底座（sz-02）3：升降調(diào)節(jié)座（sz-03） 12：二維調(diào)節(jié)架（sz-07