实践天地

实验实训

光学实验室

信息来源: 发布日期:2019-07-29

光学实验室是学生进行光学实验的场所。实验室现有迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、分光计、钠灯、读数显微镜、干涉衍射综合实验仪等仪器设备。

主要实验项目有:迈克尔逊干涉仪的使用、分光计的调节与使用、等厚干涉等实验项目。

通过光学实验教学,使学生掌握基本光路的布置、调节以及光学物理量的测量方法,学会常用光学仪器的使用、调整,通过对实验现象的观察、测量和分析,促进理论知识学习。

迈克尔逊干涉仪的使用

1881年美国物理学家迈克尔逊(A.A.Michelson)为测量光速,依据分振幅产生双光束实现干涉的原理精心设计了这种干涉测量装置。迈克尔逊和莫雷(Morey)一起完成了在相对论研究中有重要意义的“以太”漂移实验。迈克尔孙干涉仪设计精巧、应用广泛,许多现代干涉仪都是由它衍生发展出来的。

本实验的目的是了解迈克尔孙干涉仪的原理、结构和调节方法,观察非定域干涉条纹,测量氦氖激光的波长,并增强对条纹可见度和时间相干性的认识。

分光计的调节和使用

分光计是精确测定光线偏转角的仪器,也称测角仪,是光学实验中的基本仪器之一,许多光学仪器(棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等)的基本结构也是以它为基础的。光学中的许多基本量如波长,折射率等都可以直接或间接的表现为光线的偏转角,因而利用它可测量波长、折射率,此外还能精确的测量光学平面间的夹角。使用分光计时必须经过一系列的精细的调整才能得到准确的结果,它的调整技术是光学实验中的基本技术之一。本实验的目的就在于着重训练分光计的调整技术和技巧,并用它来测量和计算三棱镜的顶角、最小偏向角以及折射率。

光的等厚干涉

光的干涉现象表明了光的波动性质,干涉现象在科学研究与计量技术中有着广泛的应用。在干涉现象中,不论何种干涉,相邻干涉条纹(亮纹或暗纹)的光程差的改变量都等于相干光的波长,可见光的波长虽然很小,但干涉条纹间的距离或干涉条纹的数目是可以计量的。因此,通过对干涉条纹数目或条纹移动数目的计量,可以得到以光的波长为单位的光程差。

利用光的等厚干涉可以测量光的波长,检验表面的平面度,球面度,光洁度,以及精确测量长度,角度和微小形变等。

光的干涉现象表明了光的波动的性质,干涉现象在科学研究与计量技术中有着广泛的应用。在干涉现象中,不论何种干涉,相邻干涉条纹(亮纹或暗纹)的光程差的改变量都等于相干光的波长,可见光的波长虽然很小,但干涉条纹间的距离或干涉条纹的数目是可以计量的。因此,通过对干涉条纹数目或条纹移动数目的计量,可以得。

光的偏振实验

光的偏振是指光的振动方向不变,或电矢量末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆或圆的现象。光的偏振是马吕斯在1809年首先提出的,并在实验室发现了光的偏振现象,麦克斯韦在1865-1873年间建立了光的电磁理论,从本质上说明了光的偏振现象。

利用光的偏振现象在物理学方面可测量材料的厚度和折射率,可以了解材料的微观结构。利用偏振光的干涉现象在力学上检测材料压力分布,应用于建筑工程学方面可以检测桥梁和水坝的安全度。

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