01410063光学实验.docx

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1、普通物理实验光学部分OpticsSectionofGenera1PhysicsExperiment课程代码：01410063学分：2学时：32先修课程：力学、热学、电磁学、光学、普通物理学实验（I）、（H）、（III）适用专业：物理学（师范）教材或实验指导书：普通物理实验，杨述武、赵立竹、沈国土，高等教育出版社，2007.12开课学院：理学院一、课程性质与课程目标（一）课程性质光学实验是物理学专业的基础性实验，内容包括几何光学、波动光学及近代光学基础等。通过这部分实验能够加深学生对光学成像、像差、干涉、衍射、偏振、等概念的认识和理解，培养学生观察和分析光学现象的能力，从而巩固和拓展光学知识。与

2、其他普通物理实验相比，光学实验可以说是“失之亳厘，谬以千里”的一门实验。光学实验对学生的操作技巧，耐心和细心的实验态度，要求更高，更加有助于学生严谨、科学、求实的自然科学素养的培养。光学实验本身丰富多彩，多变的实验现象，更加容易激发学生对光学这门古老学科的兴趣，主动思考，勇于创新的科学精神，为培养现代化高级基础物理人才奠定良好的科学实验基础。（二）课程目标课程目标1：通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，加深光学相关理论的认识和理解，巩固和拓展光学知识。课程目标2：掌握光学实验操作技巧，培养学生动手操作能力，科学实验能力，认知能力，分析和解决问题的能力，为创新能力培养打下基础。课程目标3

3、：培养学生科学、严谨、求实、精益求精的科研实验精神和科学素养。二,本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1光学实验绪论2综合性必修2,32薄透镜焦距的测定3验证性必修1,2,33分光计的调整和三棱镜折射率的测定3综合性必修1,2,34用掠入射法测透明介质的折射率3验证性必修1,2,35用双棱镜干涉法测钠光波长3综合性必修1,2,36牛顿环和劈尖干涉实验3综合性必修1,2,37迈克尔逊干涉仪的调节和使用3综合性必修1,2,38用透射光栅测定光波波长3综合性必修1,2,39迈克尔逊干涉仪测量谱线波长差3验证性必修1,2,310偏振光的观察与分析3验证性必修1,2,311单缝

4、衍射光强分布的测量3验证性必修1,2,3实验1：光学实验绪论实验目标与要求：了解常用电光源构造、原理及使用注意事项；了解常用的光学仪器望远镜、测移显微镜、分光计、测微目镜与光具座等的构造、使用调节方法和技巧及其使用注意事项；学习光电探测器的构造及其原理。了解光学实验操作与仪器使用规程，学习光学元件与仪器的使用与维护方法，为光学实验打下良好的操作基础。实验2：薄透镜焦距的测定实验目标：（1）学会调节光学系统共轴，并了解视差原理的实际应用。（2）学习几种测量薄透镜焦距的实验方法。（3）加深对透镜成像原理，光路可逆原理和高斯公式的理解。实验要求：（1）技能训练：光路调节、透镜成像原理、成像规律及视差

5、原理。（2）仪器训练：照明光源、物屏、白屏、光具座、平面镜、待测透镜。（3）知识要点：高斯成像公式、光路可逆原理。实验3：分光计的调整和三棱镜折射率的测定实验目标：(1)了解分光计的构造，学会调节和使用分光计。(2)掌握分光计测量角度的基本原理，测量三棱镜顶角和最小偏向角的方法。(3)利用分光计测定三棱镜对某一波长光的折射率。实验要求：(1)技能训练：仪器铅直与水平调整、自准直法、调焦、各半调节逐次逼近法、反射法。(2)仪器训练：分光计、钠光灯、角游标。(3)知识要点：角游标、周期性系统误差(偏心差)的消除。实验4：用掠入射法测透明介质的折射率实验目标：(1)掌握用掠射法测定液体折射率的基本光

6、学原理及测量方法。(2)了解阿贝折射仪的工作原理，熟悉其使用方法。实验要求：(1)技能训练：仪器铅直与水平调整、自准直法、调焦、各半调节逐次逼近法、反射法。(2)仪器训练：分光计、钠光灯、角游标。(3)知识要点：掠入射法测透明介质的折射率使用分光计测量掠入射时的出射角，阿贝折射仪测透明介质的折射率。实验5,用双棱镜干涉法测钠光波长实验目标：(1)掌握用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解。(2)学会用双棱镜测定钠光的波长。实验要求：(1)技能训练：用双棱镜获得双光束干涉、用双棱镜测定钠光波长。(2)仪器训练：光具座、可调节狭缝、双棱镜、测微目镜、辅助透镜。(3)知识要点：双棱镜、双

7、光束干涉、干涉条件、回程误差。实验6,牛顿环和劈尖干涉实验实验目标：(1)观察等厚干涉现象，了解其特点，加深对光的波动性的认识。（2）学会用干涉法测量透镜的曲率半径，微小厚度或直径。（3）掌握读数显徽镜的原理和使用方法。实验要求：（1）技能训练：牛顿环和劈尖干涉一干涉法测曲率半径和金属丝直径、逐差法、空程差的消除。（2）仪器训练：读数显微镜、钠光灯。（3）知识要点：等厚干涉、光的相干性。实验7,迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验目标：（1）掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。（2）观察迈克尔逊干涉仪产生的等倾和等厚干涉图样，加深对各种干涉图样特点的理解。（3）掌握用迈克尔逊干涉仪测定入激光波长的方

8、法。实验要求：（1）技能训练：干涉法测量波长、逐差法、空程差的消除。（2）仪器训练：迈克尔逊干涉仪、激光光源。（3）知识要点：等倾干涉、激光光纤传输、光的相干性。实验8：用透射光栅测定光波波长实验目标：（1）进一步熟悉分光计的调节和使用方法；（2）加深对光的干涉、衍射以及光栅分光作用的基本原理的理解；（3）学习测定光栅常数、光波波长的方法。实验要求：（1）技能训练：分光计调整、光栅衍射法测量波长。（2）仪器训练：分光计、汞灯、透射光栅、角游标。（3）知识要点：分光计调整和使用、光栅衍射理论、衍射角测量、光栅分光灵敏度（棱镜分光）。实验如迈克尔逊干涉仪测量谱线波长差实验目标：（1）理解对比度的概

9、念。（2）学会用迈克尔逊干涉仪测钠光谱线的波长差。实验要求：（I）技能训练：干涉法测波长差、逐差法、空程差的消除。（2）仪器训练：迈克尔逊干涉仪、钠光灯、毛玻璃屏（3）知识要点：等倾干涉、对比度、逐差法。实验10：偏振光的观察与分析实验目标：（1）通过观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的认识。（2）掌握各种偏振光的产生和检验方法。（3）观测圆偏振光和椭圆偏振光。实验要求：（1）技能训练：观察双折射现象，布儒斯特角、光的偏振现象、产生和检验各种偏振光。（2）仪器训练：光具座、偏振片、1/2波片、1/4波片、双折射晶体（3）知识要点：各种偏振光的观察，偏振光的产生与检验。实验11：单缝衍射光强分

10、布的测量实验目标：（1）观察单缝夫琅和费衍射现象。（2）掌握单缝夫琅和费衍射相对光强的测量方法，学习用衍射方法测量单缝的宽度。实验要求：（1）技能训练：单缝衍射、光电转换测量、光路的等高共轴调节。（2）仪器训练：激光器、可调单缝、光强分布测微器、数字检流计。（3）知识要点：夫琅和费衍射、光强分布、转换测量光电转换。三、考核与评定（一）实验项目考核要求实验成绩的考核，以实验预习报告、实验报告和实验过程为考核依据，成绩分优、良、中、及格和不及格五等。（二）实验课程成绩评定考核形式考核要求考核权重备注实验报告每次实验包括预习、实验、完成报告，以完成报告为最后程序。每次实验总分10分，其中预习占1分，实验操作与数据记录占5分，完成报告4分。100%四、大纲说明I.光学实验安排在二年级第二学期完成。2.每位同学完成实验11个（包括实验绪论）。制定人：董荣生审定人：王正岭批准人：张正娣2017年9月15