幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）儀器的組安裝和調(diào)整1、安裝矩形光盤安裝：（1） 在矩形光盤背面安好工形托架（2） 將大支桿插入大三角支架（3） 將安在矩形光盤上的工字型托架插入大支桿孔（4） 調(diào)整矩形光盤于水平位置，旋緊各螺絲（5） 將光源支桿插入小三角支架，旋緊螺絲2、調(diào)整光源筒在U型支架上可以靈活轉(zhuǎn)動，改變射出光線的角度；調(diào)節(jié)支桿高度可以改變光源的高度；燈泡位置可在燈座筒里轉(zhuǎn)動，使燈絲正好位于透鏡的焦點(diǎn)上。儀器使用前調(diào)整步驟如下：（1） 將低壓電源的輸出電壓調(diào)至2V，接通電路，逐次增大電源的輸出電壓（2） 將光源靠近矩形光盤的縫屏板，并將縫屏板上的光攔插片第一、七條關(guān)閉，拉開其他的，使光

2、屏上出現(xiàn)五條光帶（3） 將光源筒向光盤上傾斜，使光帶落在矩形光盤上，仔細(xì)調(diào)整角度，使光帶既能照滿光盤，又使亮度最好（4） 調(diào)整燈絲位置，前后移動和轉(zhuǎn)動，使光盤上得到窄而亮并且近乎平行的五條光帶（5） 使矩形光盤與桌面平行，調(diào)整光源的投射角，使五條光帶的中間一條正好透射在光盤中央的黑色標(biāo)記上（二）分光小棱鏡的使用實(shí)驗(yàn)方法：分光小棱鏡的角度主要用來改變光的入鏡角度，把小棱鏡吸于光具盤上，分光交于主光軸一點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:如右圖所示（30°和11°小棱鏡分光角度目測差別不大，故以右圖示意即可）（三）透鏡的光學(xué)作用實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析將大雙凸透鏡吸附在方盤上，使三條光線都通過光心通

3、過光心的光線，按原方向傳播，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)將大雙凸透鏡吸附在方盤上，使主光軸通過透鏡光心，再使二次反射光線于透鏡前焦點(diǎn)處相交，則折射后平行于主軸通過主焦點(diǎn)的光線，經(jīng)透鏡折射后跟主光軸平行將大雙凸透鏡吸附在方盤上，使光線通過透鏡平行主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后會聚在焦點(diǎn)F上將小雙凸透鏡吸附在方盤上，在小雙凸透鏡的焦點(diǎn)后放置一大雙凸透鏡，使光線通過中心從主光軸焦點(diǎn)外某一點(diǎn)發(fā)出的近軸光線，經(jīng)透鏡折射后會聚在主光軸上一點(diǎn)將凹透鏡吸附在方盤上，使三條光線都通過光心平行主光軸的光線，經(jīng)凹透鏡折射后成發(fā)散光線（四）球面鏡的光學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析將凹面鏡吸附于光盤上，使平行于主光軸的五條光線經(jīng)凹面鏡反射

4、平行于主光軸的五條光線經(jīng)凹面鏡反射后都交匯于一點(diǎn)將凹面鏡吸附于光盤上，使平行于主光軸的五條光線經(jīng)凹面鏡反射平行于主光軸的五條光線經(jīng)凹面鏡反射后成發(fā)散光線，把發(fā)散光線反向延長后會聚于焦點(diǎn)F將帶有小箭頭的棱鏡放在一條光帶上看作物體，在主光軸上放置一凸面鏡光線經(jīng)小棱鏡分光成兩條，兩條光線射到凸面鏡成發(fā)散光線，反向延長后會聚于一點(diǎn)將帶有小箭頭的棱鏡放在一條光帶上看作物體，在主光軸上放置一凹面鏡光線經(jīng)小棱鏡分光成兩條，兩條光線射到凸面鏡會聚在一點(diǎn)（黑線為主光軸）（五）凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析將物體放于二倍焦距以內(nèi)縮小倒立的實(shí)像將物體放于二倍焦距上等大倒立的實(shí)像將物體放于焦距和二倍焦距之間倒立放

5、大的實(shí)像將物體放于焦距上理論上講應(yīng)成像在無限遠(yuǎn)將物體放于焦距以內(nèi)實(shí)際光線不能成像，折射光線的反向延長線相交于物體同側(cè)，成正立放大像（六）光的反射實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析把小平面鏡吸附于圓盤上，把0°0°線轉(zhuǎn)到水平位置，只使光源中間的一條光線和圓盤零度線重合，轉(zhuǎn)動圓盤觀察?？煽吹饺肷涔饩€、反射光線和法線的夾角總是相等，從而驗(yàn)證了光的反射定律將圓盤轉(zhuǎn)動180°，使平面鏡背面的漫反射鏡對著入射光線漫反射光線是無規(guī)則的，所以不好觀察到使兩條光線經(jīng)過凸透鏡相交于一點(diǎn)a,視為發(fā)光物體，過a射向鏡面的兩入射光線反射兩反射光線的反向延長線交于鏡面右側(cè)一點(diǎn)，可大致看出成像位置到鏡面

6、的距離相等，并且對稱將半圓透鏡吸附于圓盤中間，中心重合。使一條光線進(jìn)入半圓柱透鏡光線由光疏媒質(zhì)進(jìn)入光密媒質(zhì)時(shí)發(fā)生折射以及界面的反射現(xiàn)象將圓盤轉(zhuǎn)動180°，使光線由半圓透鏡進(jìn)入，由空氣折出光線由光密媒質(zhì)進(jìn)入光疏媒質(zhì)時(shí)發(fā)生折射以及界面的反射現(xiàn)象使入射光線的折射角達(dá)到90°光線由光密媒質(zhì)進(jìn)入光疏媒質(zhì)時(shí)，折射角達(dá)到90°，只有反射光線，顯示為全反射將直角棱鏡吸附在圓盤上，使光線垂直于直角邊入射此時(shí)發(fā)生全反射，方向改變90°將直角棱鏡吸附在圓盤上，使光線從斜邊入射光線在兩個(gè)直角邊上發(fā)生全反射，方向改變90°（七）平行透明板光路實(shí)驗(yàn)方法：將玻璃磚吸附在圓盤

7、上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：光線通過兩相互平行的玻璃面發(fā)生偏折，如右圖所示（八）光通過三棱鏡的色散與合成實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析將狹縫的一個(gè)遮光板撥開，把三棱鏡毛面向上，吸附于方盤上光束從三棱鏡側(cè)面入射，射出光線向上偏折形成色散現(xiàn)象把第二塊三棱鏡毛面向下，吸附于方盤色散光路中可見色散光重新合為白光，從第二塊第三塊射出且與入射光平行（九）近視眼和遠(yuǎn)視眼的矯正實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析（遠(yuǎn)視眼）在方盤上吸附一小雙凸柱透鏡，使三條平行光入射凸柱透鏡小雙凸柱透鏡代表眼睛水晶體（遠(yuǎn)視眼）用小雙凹柱透鏡靠近小雙凸柱透鏡小雙凹柱透鏡代表眼睛，焦距較前移動，示意得到矯正（近視眼）在方盤上吸附一大雙凸柱透鏡，使三條平行光入射凸柱

8、透鏡后用小雙凹透鏡代表眼睛，焦距較后移動，示意得到矯正（十）光學(xué)儀器光路的實(shí)驗(yàn)1、顯微鏡光路實(shí)驗(yàn)方法撥開第二條狹縫，其余的關(guān)閉，把20°的帶箭頭的小棱鏡距狹縫80mm處，吸附于方盤光束上作為物ab，調(diào)整棱鏡位置將光分為平行于主軸和折向主軸的兩束光，交點(diǎn)距物約150mm處；將F1=100mm的雙凸柱透鏡放在交點(diǎn)上，平行光經(jīng)折射后成倒立放大實(shí)像ab，再把 F2=150mm的大雙凸柱透鏡放在ab像點(diǎn)后約距小雙凸透250mm，則第二次成放大正立的虛像ab。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析小棱鏡位于F1=100mm的雙凸柱透鏡的一倍焦距和兩倍焦距之間，所以成放大的倒立的實(shí)像ab，又實(shí)像ab位于F2=150mm

9、的大雙凸柱透鏡的一倍焦距以內(nèi)，所以成放大正立的虛像ab，因此整個(gè)光路使得物ab經(jīng)兩次放大，成放大倒立的虛像，這就是顯微鏡的工作原理。2、開普勒望遠(yuǎn)鏡光路實(shí)驗(yàn)方法撥開第二條狹縫，其余的關(guān)閉，把帶箭頭的小棱鏡吸附于方盤光束上作為物ab，調(diào)整棱鏡位置將光分為平行于主軸和折向主軸的兩束光，將大雙凸透鏡放于棱鏡的一條分光和主軸的交點(diǎn)處，在像點(diǎn)外放置小雙凸透鏡。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析小棱鏡位于大雙凸透鏡的二倍焦距以外，成等大或縮小的倒立的實(shí)像ab，又實(shí)像ab位于小雙凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，所以成放大正立的虛像ab，因此整個(gè)光路使得物ab成放大倒立的虛像。3、伽利略望遠(yuǎn)鏡光路實(shí)驗(yàn)方法將開普勒望遠(yuǎn)鏡光路中的小雙凸透鏡換成小雙凹透鏡，將兩透鏡間的距離稍調(diào)近幾厘米。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析小棱鏡位于大雙凸透鏡的二倍焦距以外，成等大或縮小的倒立的實(shí)像ab，又凹透鏡對光源具有發(fā)散作用，所以實(shí)像ab經(jīng)小雙凹透鏡成放大倒立的虛像ab，因此整個(gè)光路使得物ab成放大正立的虛像?！咀⒁馐马?xiàng)】1.不要用手接觸光學(xué)元件拋光表面，只可接觸棱邊。2.使用平行光源時(shí)，燈泡的位置要裝合適，燈絲要居中，光源的高度和角度都要調(diào)好。3.打開電源之前應(yīng)保證電