物理實(shí)驗(yàn)思考題答案精品資料

光學(xué)實(shí)驗(yàn)思考題集一、 薄透鏡焦距的測(cè)定⒈遠(yuǎn)方物體經(jīng)透鏡成像的像距為什么可視為焦距？答：根據(jù)高斯公式ff'＝1，有其空氣中的表達(dá)式為111'，對(duì)于遠(yuǎn)方的uvuvf物體有u＝－，代入上式得f′＝v，即像距為焦距。⒉如何把幾個(gè)光學(xué)元件調(diào)至等高共軸？粗調(diào)和細(xì)調(diào)應(yīng)怎樣進(jìn)行？答：對(duì)于幾個(gè)放在光具座上的光學(xué)元件，一般先粗調(diào)后細(xì)調(diào)將它們調(diào)至共軸等高。⑴粗調(diào)將光學(xué)元件依次放在光具座上，使它們靠攏，用眼睛觀察各光學(xué)元件是否共軸等高?？煞謩e調(diào)整：等高。升降各光學(xué)元件支架，使各光學(xué)元件中心在同一高度。共軸。調(diào)整各光學(xué)元件支架底座的位移調(diào)節(jié)螺絲，使支架位于光具座中心軸線上，再調(diào)各光學(xué)元件表面與光具座軸線垂直。⑵細(xì)調(diào)（根據(jù)光學(xué)規(guī)律調(diào)整）利用二次成像法調(diào)節(jié)。使屏與物之間的距離大于４倍焦距，且二者的位置固定。移動(dòng)透鏡，使屏上先后出現(xiàn)清晰的大、小像，調(diào)節(jié)透鏡或物，使透鏡在屏上成的大、小像在同一條直線上，并且其中心重合。⒊能用什么方法辨別出透鏡的正負(fù)？答：方法一：手持透鏡觀察一近處物體，放大者為凸透鏡，縮小者為凹透鏡。方法二：將透鏡放入光具座上，對(duì)箭物能成像于屏上者為凸透鏡， 不能成像于屏上者為凹透鏡。⒋測(cè)凹透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)成像條件是什么？?jī)煞N測(cè)量方法的要領(lǐng)是什么？答：一是要光線近軸，這可通過在透鏡前加一光闌檔去邊緣光線和調(diào)節(jié)共軸等高來實(shí)現(xiàn)；二是由于凹透鏡為虛焦點(diǎn)，要測(cè)其焦距，必須借助凸透鏡作為輔助透鏡來實(shí)現(xiàn)。物距像距法測(cè)凹透鏡的要領(lǐng)是固定箭物，先放凸透鏡于光路中，移動(dòng)輔助凸透鏡與光屏，使箭物在光屏上成縮小的像（不應(yīng)太?。┖蠊潭ㄍ雇哥R，記下像的坐標(biāo)位置（P）；再放凹透鏡于光路中，并移動(dòng)光屏和凹透鏡，成像后固定凹透鏡（O2），并記下像的坐標(biāo)位置（P′）；此時(shí)O2P＝u，O2P′＝v。用自準(zhǔn)法測(cè)凹透鏡焦距的要領(lǐng)是固定箭物， 取凸透鏡與箭物間距略小于兩倍凸透鏡的焦距后固定凸透鏡（ O1），記下像的坐標(biāo)位置（ P）；再放凹透鏡和平面鏡于O1P之間，移動(dòng)凹透鏡，看到箭物平面上成清晰倒立實(shí)像時(shí)，記下凹透鏡的坐標(biāo)位置（O2），則有f2＝O2P。⒌共軛法測(cè)凸透鏡焦距時(shí)，二次成像的條件是什么？有何優(yōu)點(diǎn)？答：二次成像的條件是箭物與屏的距離D必須大于4倍凸透鏡的焦距。用這種方法測(cè)量焦距，避免了測(cè)量物距、像距時(shí)估計(jì)光心位置不準(zhǔn)所帶來的誤差，在理論上比較準(zhǔn)確。6．如何用自準(zhǔn)成像法調(diào)平行光？其要領(lǐng)是什么？答：固定箭物和平面鏡，移動(dòng)箭物與平面鏡之間的凸透鏡，使其成清晰倒立實(shí)像于箭物平面上。此時(shí)，箭物發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡后為平行光。其要領(lǐng)是箭物與平面鏡間距要大于凸透鏡焦距。7．不同物距的物體經(jīng)凸透鏡成像時(shí)，像的清晰區(qū)大小是否相同？答：不相同。原因有二：一是不同區(qū)間的物其成像區(qū)間范圍不相同，二是由于近軸光線條件不能滿足，致使存在色像差。8．用自準(zhǔn)法測(cè)凸透鏡焦距時(shí)，透鏡光心偏離底座中心坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)如何解決？答：由于透鏡的光心不一定在底座刻線的平面內(nèi)， 所測(cè)結(jié)果可能偏大或偏小， 要消除這一系統(tǒng)誤差，可將透鏡反轉(zhuǎn) 180°,再測(cè)量一次，然后取其平均值。9．分析測(cè)焦距時(shí)存在誤差的主要原因。答：①共軸等高調(diào)節(jié)不好；②成像清晰范圍找得不準(zhǔn)； ③由于箭物所放位置不能測(cè)量或箭物傾斜沒進(jìn)行修正。10．沒有接收屏就看不到實(shí)像，這種說法正確嗎？答：不正確。對(duì)于透鏡，只要在它成像的范圍內(nèi)，用眼睛對(duì)著光線都能看到實(shí)像。11．本實(shí)驗(yàn)介紹的幾種測(cè)量凸透鏡的方法，哪一種方法比較好？為什么？答：從道理上說位移法比較好，因?yàn)檫@種方法把焦距的測(cè)量歸結(jié)于可以精確測(cè)量的量D和d的測(cè)量，避免了確定凸透鏡光心位置不準(zhǔn)帶來的困難。12．利用自準(zhǔn)直法測(cè)凸透鏡的焦距時(shí)， 為什么會(huì)發(fā)現(xiàn)透鏡能在兩個(gè)不同位置， 使1字孔屏上出現(xiàn)清晰的像？答：這是因?yàn)槌俗詼?zhǔn)直法產(chǎn)生的哪個(gè)像外， 凸透鏡背對(duì)1字孔的那個(gè)凹面能象凹面反射鏡那樣成一個(gè)倒立的實(shí)像，只是這個(gè)像距比凸透鏡的焦距小。13．物距不同時(shí)，像的清晰范圍是否相同？答：是不相同的。按近軸光學(xué)的分析，物距越大，像的清晰范圍越大。14．在測(cè)凸透鏡焦距時(shí)，可以用測(cè)得的多組 u、v值，以u(píng)/v（即像的放大率）作縱軸，以u(píng)作橫軸，畫出實(shí)驗(yàn)圖線。試問這條實(shí)驗(yàn)圖線具有什么形狀怎樣?從這條圖線求出焦距f?答：由焦距計(jì)算公式：1/u+1/v=1/f整理后得：u/v=u/f-1。以u(píng)為橫坐標(biāo)，u/v為縱坐標(biāo)作圖為一直線，其斜率為1/f，進(jìn)而可求得焦距。在透鏡焦距測(cè)定過程中，有時(shí)沒有看到1字像，而看到燈絲的像，這是為什么？答：這是因?yàn)槠叫泄鉀]有完全調(diào)節(jié)好原因。16．如何直接判斷凸透鏡和凹透鏡？答：觀察光線經(jīng)過這兩類透鏡折射以后是否能會(huì)聚于一點(diǎn)。用手拿著透鏡觀察桌面上的字，如相同的高度，字放大的這塊是凸透鏡，字縮小的這塊是凹透鏡。17．凸透鏡、凹透鏡的定義及性質(zhì)？答；中間厚邊緣薄的叫凸透鏡，中間薄邊緣厚的叫凹透鏡。 凸透鏡會(huì)令光線聚焦，令影像放大。凹透鏡會(huì)令光線發(fā)散開，令影像縮小。18．測(cè)量凸透鏡及凹透鏡除書上的幾種方法，還有其他方法嗎？答：測(cè)量凸透鏡及凹透鏡除書上有成像公式法、位移法、自準(zhǔn)直法、輔助透鏡法和視差法。19．公式法測(cè)凹透鏡焦距時(shí)，凹透鏡的位置如何放置？答：因?yàn)榘纪哥R不能成實(shí)象，所以要借助凸透鏡來成象，凹透鏡的位置應(yīng)放在凸透鏡第一次成象位置的后面、平面鏡的前面。20．公式法、位移法測(cè)透鏡焦距時(shí)，加圓孔光闌時(shí)象如何變化，為什么？答：公式法、位移法測(cè)透鏡焦距時(shí)，加圓孔光闌時(shí)象變得清晰。主要是把雜光去掉，使遠(yuǎn)軸光線變成近軸光線。21．測(cè)量透鏡焦距，選擇放大的像還是縮小的像比較準(zhǔn)確，為什么？答：測(cè)量透鏡焦距，選擇縮小的像比較準(zhǔn)確，容易觀察它的清晰度。如果在測(cè)凹透鏡焦距時(shí)，如第一次就成一個(gè)大的象，然后再放上凹透鏡，經(jīng)發(fā)散象會(huì)更大，一象會(huì)不清晰，二會(huì)超出視場(chǎng)范圍。22．加圓孔光闌后，選擇較遠(yuǎn)的像還是較近的像比較準(zhǔn)確，為什么？答：加圓孔光闌后，選擇較近的像比較準(zhǔn)確，因?yàn)榧由蠄A孔光闌后，光的能量會(huì)減少，如距離較遠(yuǎn)的話，由于光能的不足而影響象的清晰度。23．自準(zhǔn)直法則透鏡焦距時(shí)，為什么不加圓孔光闌？答：自準(zhǔn)直法則透鏡焦距時(shí)，光經(jīng)過平面鏡反射路徑長(zhǎng)，光的能量要損耗，為了保證能量所以不加圓孔光闌。24．如何測(cè)量凸透鏡的曲率半徑及折射率？答：用牛頓環(huán)放在讀數(shù)顯微鏡上，測(cè)出它第K級(jí)的直徑D，代入公式算出它的曲率半徑及折射率。25．測(cè)量時(shí)將透鏡轉(zhuǎn)過 180°，測(cè)量結(jié)果如何？為什么？答：測(cè)量時(shí)將透鏡轉(zhuǎn)過 180°，測(cè)量結(jié)果是相同的，因?yàn)檫@是在同一個(gè)介質(zhì)空氣中。26．如何調(diào)節(jié)光具座上光學(xué)儀器的共軸？答：（1）粗調(diào)：用眼鏡觀察，使光具座上各元件等高，互相之間平行，中心在一條直線上。（2）細(xì)調(diào)：利用位移法進(jìn)一步調(diào)節(jié)各元件的共軸，移動(dòng)凸透鏡使兩次在白屏所成的一個(gè)放大的像和一個(gè)縮小的像的中心重合。二、光具組基點(diǎn)的測(cè)定為什么加上圓光闌時(shí)，象看起來清晰？答：把雜光去掉，主要使遠(yuǎn)軸光線變成近軸光線，象看就起來清晰。三、分光計(jì)的調(diào)節(jié)及棱鏡玻璃折射率的測(cè)定1．分光計(jì)的讀數(shù)裝置為什么要有兩個(gè)讀數(shù)窗 ?在測(cè)量角度時(shí)，讀數(shù)應(yīng)注意什么答：為了消除望遠(yuǎn)鏡（即游標(biāo)）和載物臺(tái)（即度盤）得轉(zhuǎn)動(dòng)軸與中心軸不重和即偏心對(duì)測(cè)量的影響，在度盤一條直徑的兩端各安裝一個(gè)游標(biāo)，讀數(shù)時(shí)，通過觀察窗上部的放大鏡觀察刻度尺，分別對(duì)兩個(gè)游標(biāo)讀數(shù)。2．分光計(jì)的度尺根據(jù)游標(biāo)原理刻成，在用分光計(jì)測(cè)量前是否需記下零讀數(shù)（零差） ?為什么?答：在用分光計(jì)測(cè)量前不需要記下零讀數(shù)（零差），因?yàn)橛梅止庥?jì)測(cè)角度實(shí)際上是測(cè)定處于與度盤平面平行的平面內(nèi)，且通過中心軸的兩束平行光束的夾角。3．為什么用平面鏡調(diào)節(jié)分光計(jì)平臺(tái)時(shí)，要調(diào)相互垂直二次？答：因?yàn)橐粭l直線不能確定一個(gè)平面，兩條相交直線才能確定一個(gè)平面。所以要調(diào)相互垂直二次。4．在測(cè)三棱鏡最小偏向角時(shí)，有時(shí)無論哪個(gè)方向轉(zhuǎn)都沒有最小偏向角，這是為什么？也可能轉(zhuǎn)動(dòng)三棱鏡譜線（出射光線）沒有動(dòng)，這又是為什么？答：三棱鏡的位置沒有放好，光路沒有調(diào)整好，三棱鏡的磨砂面朝那個(gè)方向沒定位正確，無論哪個(gè)方向轉(zhuǎn)都沒有最小偏向角。5．測(cè)最小偏向角時(shí)，入射角、出射角關(guān)系如何？入射光線、出射光線關(guān)系如何？三棱鏡中的光線方向如何？答：在測(cè)最小偏向角時(shí)，入射角和出射角相等，入射光線和出射光線在底邊的兩側(cè)，并對(duì)稱，三棱鏡中的光線方向6．阿貝折射率儀是根據(jù)什么原理制成的？答：阿貝折射率儀是根據(jù)全反射原理制成的。它有兩種工作方式，即透射式和反射式。7．阿貝折射率儀是根據(jù)什么原理制成的？答：阿貝折射率儀是根據(jù)全反射原理制成的。 它有兩種工作方式，即透射式和反射式。棱鏡色散的研究1．分光計(jì)實(shí)際調(diào)節(jié)的是哪三個(gè)面共面？答：（1）讀數(shù)平面，（2）觀察平面，（3）待測(cè)光路平面。2．如何調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦無窮遠(yuǎn)？答：（1）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡目鏡，使目鏡中的十字叉絲清晰。2）找到反射回來的綠色叉絲象，拉伸目鏡鏡筒，使之清晰，并使叉絲與叉絲象無視差，然后固定目鏡。3．用平面鏡調(diào)節(jié)為什么要放二個(gè)位置來調(diào)節(jié)？答：因?yàn)橐粭l直線不能確定一個(gè)平面，兩條相交直線才能確定一個(gè)平面。所以要調(diào)相互垂直二次。五、夫瑯和費(fèi)衍射的強(qiáng)度分布和觀察實(shí)驗(yàn)中為什么要找出中央明紋的位置？本實(shí)驗(yàn)的最終目的是為了能做出光強(qiáng)度分布圖，找出中央明紋的位置，使其極大值位于所測(cè)數(shù)據(jù)的中間位置，做出的圖像才能夠出現(xiàn)主極大和其兩邊的二級(jí)極大。實(shí)驗(yàn)中為什么要保證中央明紋的光電流值不要偏??？如果中央明紋的光電流值偏小，那么其他位置的光電流值將更小，自然光照射的光電流值給作圖帶來一定的麻煩，而且，做出的圖效果也不好。3．在單縫實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)縫寬 b及縫到屏的間距 d增大或減少時(shí)，條紋如何變化？答：b增大，條紋變密。增大，條紋變稀。菲涅耳衍射實(shí)驗(yàn)研究用雙棱鏡干涉測(cè)鈉光波長(zhǎng)1．雙棱鏡干涉屬什么方法的干涉，什么類型的干涉？答：雙棱鏡干涉屬于雙光束干涉，是分波陣面方法的干涉2．如何測(cè)量波長(zhǎng)差？如何較準(zhǔn)確測(cè)量？答：以鈉燈為光源調(diào)節(jié)干涉儀看到等傾干涉條紋，移動(dòng)M1鏡，使視場(chǎng)中心的視見度最小，記錄M1的位置為d1，沿原方向繼續(xù)移動(dòng)M1，直至視見度又為最小，M1的位置為d2，d=∣d2-d1∣,3、雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫距雙棱鏡的間距是否影響干涉條紋？答：雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn)中，單縫距雙棱鏡的間距對(duì)干涉條紋會(huì)有影響。八、用牛頓環(huán)測(cè)透鏡曲率半徑和用劈尖測(cè)厚度（直徑）1、為什么實(shí)驗(yàn)中有的學(xué)生算出的 R20-10、R25-15、R30-20會(huì)有很大的差異？在數(shù)暗環(huán)時(shí)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤或計(jì)算中帶錯(cuò)數(shù)據(jù)都可導(dǎo)致此結(jié)果。2）在轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡副尺時(shí)，有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)交叉轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。3）目鏡中的縱絲沒有壓到暗環(huán)的中央，而是與暗環(huán)內(nèi)切或外切。2、為什么實(shí)驗(yàn)中有的學(xué)生測(cè)出的 R持續(xù)偏小？(1)讀數(shù)顯微鏡中看到的明暗相間的條紋不清晰。(2)把中心的暗斑數(shù)做第一環(huán)。3、牛頓環(huán)的各環(huán)是否等寬 ?環(huán)的密度是否均勻?如何解釋?答：牛頓環(huán)的各環(huán)不等寬，中間寬邊緣窄；環(huán)的密度也不均勻，中間密邊緣稀。這是由干涉公式?jīng)Q定。4、用同樣的實(shí)驗(yàn)方法，能否測(cè)定凹透鏡的曲率半徑 ?答：能測(cè)定凹透鏡的曲率半徑。5、牛頓環(huán)干涉