浙江大學(xué)應(yīng)用光學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：應(yīng)用光學(xué)實(shí)驗(yàn)姓 名：龔晨晟學(xué) 部：信息學(xué)部系：光電信息工程學(xué)系專 業(yè)：信息工程（光電系）學(xué) 號(hào)：3100100986指導(dǎo)教師：岑兆豐2012年 4月 27日專業(yè)： 光電信息工程 姓名： 龔晨晟 學(xué)號(hào)： 310100986 日期： 2012.4.27 地點(diǎn)： 紫金港東四605 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 應(yīng)用光學(xué)實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師 岑兆豐 成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱：材料參數(shù)的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)類型： 設(shè)計(jì) 同組學(xué)生姓名：曲俞睿、王智鵬 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笱b 訂 線1、了解最小偏角法測(cè)量光學(xué)玻璃折射率的原理，熟悉分光儀的結(jié)構(gòu)和使用方法。 2、掌握光學(xué)材料折射率的測(cè)量方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理1測(cè)量原理 n=sinA+2sinA2從幾何光學(xué)可知，棱鏡的玻璃折射率n與棱鏡頂角A及最小偏向角之間有如下關(guān)系 ： 在不同波長(zhǎng)的單色光照明下，在分光儀上測(cè)得A和，即可利用上式求得不同波長(zhǎng)的玻璃折射率n。2、分光儀的原理分光儀是測(cè)量角度的儀器，包括自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡T，平行光管K，載物臺(tái)S，度盤和游標(biāo)盤H。望遠(yuǎn)鏡T通過(guò)支臂與度盤連在一起，形成照準(zhǔn)部，它與游標(biāo)盤和載物臺(tái)可分別繞度盤的垂軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度由游標(biāo)盤和度盤讀出。儀器中各運(yùn)動(dòng)部分調(diào)整螺釘?shù)淖饔萌?/p>

3、下：螺釘1：使望遠(yuǎn)鏡和平行光管在子午面（圖面）內(nèi)作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩光軸在子午內(nèi)重合； 螺釘2：使望遠(yuǎn)鏡和平行光管的光軸在弧矢面內(nèi)重合； 螺釘3：使望遠(yuǎn)鏡在弧矢面內(nèi)作微量轉(zhuǎn)動(dòng)； 螺釘4: 可鎖緊望遠(yuǎn)鏡； 螺釘5：載物臺(tái)下面的三個(gè)螺釘可調(diào)整載物臺(tái)水平； 螺釘6：載物臺(tái)鎖緊螺釘； 螺釘7: 使游標(biāo)盤微動(dòng)； 螺釘8：固定游標(biāo)盤； 螺釘9：可調(diào)節(jié)平行光管可變狹縫寬度。分光儀的游標(biāo)盤和載物臺(tái)可分別繞度盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過(guò)的角度由游標(biāo)盤和度盤讀出（游標(biāo)格值為1，度盤格值為30），為了消除度盤的偏心誤差，須對(duì)徑讀數(shù)，然后取其平均值；為了消除度盤的刻度誤差，軸的晃動(dòng)誤差須取3個(gè)不同位置分別讀數(shù)。 光源： a.用鈉光燈照明

4、光源測(cè)量D光折射率，鈉光譜線=589.3nm。 b.自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡照明光源為白熾燈及變壓器。三、主要儀器設(shè)備分光儀一臺(tái)，光學(xué)三角柱材料若干四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟第一步：調(diào)整 打開(kāi)望遠(yuǎn)鏡照明光源； 目鏡調(diào)焦，現(xiàn)象：看清分劃板上的叉絲像； 望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦，用自準(zhǔn)直法將目鏡分劃板正確地調(diào)焦在物鏡焦面上，也就是使望遠(yuǎn)鏡物鏡對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)調(diào)焦，現(xiàn)象：看清反射叉絲像。 a.粗調(diào)望遠(yuǎn)鏡光軸，使其位置適中（通過(guò)上、下、左、右調(diào)節(jié)螺釘）；b.載物臺(tái)上放置平行平板，工作面正對(duì)望遠(yuǎn)鏡，觀察目鏡分劃板上十字絲與反射回來(lái)的像是否同時(shí)清晰，若不同時(shí)清晰，則移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡鏡管，直至同時(shí)清晰為止。 使望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)軸與度盤轉(zhuǎn)軸相互垂直； 當(dāng)

5、望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，鎖緊螺釘6，使載物臺(tái)與游標(biāo)盤連動(dòng)，通過(guò)目鏡觀察分劃板上十字絲和其反射像水平線是否關(guān)于軸心對(duì)稱，若不對(duì)稱則用1/2修正法校正（即不對(duì)稱量由望遠(yuǎn)鏡和載物臺(tái)各校正一半），即可通過(guò)調(diào)整螺釘（T）1和5達(dá)到，然后將放有平行平板載物臺(tái)連同游標(biāo)盤轉(zhuǎn)過(guò)180度，重復(fù)上述步驟直至平行平板無(wú)論哪一個(gè)面正對(duì)望遠(yuǎn)鏡，十字線和反射回來(lái)的像都對(duì)稱為止，這說(shuō)明望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)軸與度盤旋轉(zhuǎn)軸已垂直，以后的工作過(guò)程中，不允許再調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié)螺旋（T）1。調(diào)整平行光管光源，使其與望遠(yuǎn)鏡同軸 a.關(guān)掉光源b，打開(kāi)光源a。 b.平行光管調(diào)焦：使狹縫準(zhǔn)確地位于在平行光管物鏡前焦面上（前后移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)狹縫，直至通過(guò)望遠(yuǎn)鏡能

6、看到狹縫的清晰像）。為了便于瞄準(zhǔn)，狹縫像的寬度應(yīng)由調(diào)整螺釘9調(diào)節(jié)到約為分劃板上十字絲寬度的3倍。 c.以望遠(yuǎn)鏡分劃板為基準(zhǔn)，調(diào)整螺釘（K）1，使狹縫像處于視場(chǎng)中心，與十字線重合。 調(diào)整棱鏡棱邊與儀器主軸平行 關(guān)掉鈉光燈a，接上望遠(yuǎn)鏡燈源b，將棱鏡置于與調(diào)整螺釘對(duì)稱的位置，使被測(cè)棱鏡的折射棱與度盤轉(zhuǎn)軸平行，通過(guò)螺釘（S）5對(duì)棱鏡的兩工作面進(jìn)行調(diào)整，使兩工作面垂直望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)軸。 第二步：棱鏡頂角的測(cè)量 棱鏡置于載物臺(tái)上，用自準(zhǔn)直法進(jìn)行測(cè)量，度盤兩次讀數(shù)之差值，即為棱鏡頂角的補(bǔ)角值，即：=180-'第三步：最小偏向角m的測(cè)量 關(guān)掉光源b，打開(kāi)光源a，并預(yù)熱20min，鎖緊螺釘T8，松開(kāi)螺釘S

7、6和T4，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察經(jīng)棱鏡折射后的狹縫像，當(dāng)棱鏡隨著游標(biāo)盤與載物臺(tái)連動(dòng)時(shí)，在望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)的狹縫像做相對(duì)移動(dòng)。因望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)有限，為了能始終看到狹縫像，每當(dāng)狹縫像移動(dòng)到視場(chǎng)邊緣時(shí)，望遠(yuǎn)鏡也作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)裝有棱鏡的載物臺(tái)向某個(gè)方向轉(zhuǎn)過(guò)一定角度時(shí)，原來(lái)沿一定方向移動(dòng)的狹縫像此時(shí)突然停止，若再轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)則狹縫像沿與原方向相反的方向移動(dòng)。在狹縫像突然停止時(shí)刻的棱鏡位置，即為光束經(jīng)棱鏡后最小偏向折射的位置，此時(shí)從度盤上用游標(biāo)讀取讀數(shù)B1（見(jiàn)圖6）。轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)棱鏡，以頂角A的另一面對(duì)向平行光管，用相同方法測(cè)定出最小偏向角位置，讀取游標(biāo)讀數(shù)B2，兩次讀數(shù)之差即為最小偏向角m值的2倍，即m=B1-B22五、

8、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理(注：?jiǎn)挝籱m)1) 折射角的測(cè)量對(duì)準(zhǔn)第一面N'=A+B-180°2對(duì)準(zhǔn)第二面N''=A+B-180°2=180°-(N'-N'')1A129°15129°17A9°159°1459°57B309°18B189°132A136°15136°16A16°1416°1359°57B316°17B196°113A129°21129°22A9

9、6;209°2059°58B309°22B189°20平均=59°572) 最小偏角m的測(cè)量左偏角讀數(shù)左=A+B-180°2有偏角讀數(shù)右=A+B-180°2m=左-右21A333°28153°27A75°32255°3351°3B153°25B255°332A333°29153°27A75°35255°3551°4B153°29B255°343A333°28153°2

10、8A75°35255°3651°4B153°27B255°37m平均=51°4n=sin12(+m)sin12=1.650六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析經(jīng)計(jì)算可知，棱鏡對(duì)于綠光的折射率n為1.650。其值與理論范圍很接近。由上記錄的結(jié)果分析可以發(fā)現(xiàn)，棱鏡的頂角的測(cè)量值相對(duì)偏差很小，在誤差允許的范圍內(nèi)基本準(zhǔn)確，而最小偏向角的測(cè)量存在較大的誤差，可能使因?yàn)楠M縫像有一定的寬度，因此對(duì)讀數(shù)產(chǎn)生了影響；實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)狹縫像變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的判斷存在誤差。實(shí)驗(yàn)中的光線比較亂雜，可能影響了測(cè)量。七、思考題及討論、心得1在最小偏角法測(cè)量材料折射率實(shí)驗(yàn)中，若將被測(cè)三棱鏡頂角改為90度，試求能測(cè)量的最大折射率。當(dāng)最小偏向角恰好為全反射時(shí)候，折射率最大，此時(shí)折射率為n=1.4142何謂自準(zhǔn)直法？在分光計(jì)實(shí)驗(yàn)中什么情況下物反射像重合？什么情況下物與像對(duì)光軸對(duì)稱？什么情況下物與像同時(shí)清晰？使平行光管發(fā)出的平行光照射在試樣上，再由試樣反射回平行光管，根據(jù)焦點(diǎn)附近像的情況測(cè)定試樣的傾斜等的方法叫自準(zhǔn)直法；當(dāng)反射鏡與望