『壹』 雙棱鏡實驗為什麼要在雙棱鏡與光屏間放一個凸透鏡
應該是放大便於觀察吧,以為當透鏡與光屏距離大於2倍焦距時就可以放大物象便於觀察了
『貳』 雙棱鏡干涉實驗的注意點!
實驗裝置如圖3-15-4所示,除光源外各器件均需安置在光具座上,Q為鈉光燈;為寬度及取向可調單縫;透鏡L1將光源Q發出的光會聚於單縫S上,以提高照明單縫上的光強度;B為雙棱鏡;L2為輔助成像透鏡,用來測量兩虛光源S1、S2之間的距離d;P為觀察屏,用作調節光路;M為測微目鏡。根據光的干涉理論和條件,為獲得對比度好、清晰的干涉條紋,調節好的光路必須滿足以下條件:(1)光路中各元件同軸等高。(2)單縫與雙棱鏡棱脊嚴格平行,通過單縫的光對稱地射在雙棱鏡的棱脊上。(3)單縫寬窄合適,否則干涉條紋對比度很差。3.光路調節實驗中單縫S寬度的調節是單邊移動來實現的,故單縫應置於三維可調滑塊上;雙棱鏡B置二維可調滑塊上;輔助成像透鏡L2置三維可調滑塊上。(1)目測各器件共軸等高。(2)調節光源Q、透鏡L1及單縫S使光對稱射在雙棱鏡B的棱脊上。(3)單縫S與雙棱鏡B距離合適(一方面兩者距離越大,干涉條紋越蜜;另一方面經雙棱鏡折射後的光線匯聚在單縫上。),將測微目鏡M置於雙棱鏡後附近處,在改變單縫寬度、取向的同時觀察干涉情況,以獲得對比度好、清晰的干涉條紋。(4)移動測微目鏡使其與單縫的距離略大於輔助成像透鏡L2四倍焦距。注意在移動測微目鏡的同時觀察干涉條紋,若干涉條紋朝一邊移動則通過調節放置單縫的三維可調滑塊,使干涉條紋處於目鏡中央。(5)在雙棱鏡與目鏡之間加入輔助成像透鏡,移動其位置使通過目鏡能觀察到虛光源兩次成像。 (6)固定各器件之間距離不變,測量有關量。3.測微目鏡測微目鏡是用來測量微小間距的儀器,由目鏡、可動分劃板、固定分劃板、讀數鼓輪與連接裝置組成。其結構外形簡圖如圖3-15-3所示。使用時,通過轉動讀數鼓輪帶動絲桿可以推動可動分劃板左右移動,該分劃板上刻有十字交叉線,其移動方向垂直於目鏡光軸,移動距離可通過帶有刻度的不動鼓輪及可動讀數鼓輪讀出。測微目鏡的讀數方法與螺旋測微計相似,豎線或交叉點位置的毫米數由不動鼓輪的刻度讀出,毫米以下的讀數由可動鼓輪上確定。本儀器測長范圍0~10mm,測量精度為0.01mm,可以估讀到0.001mm。使用時應先調節接目鏡,叉絲清晰後(此時待測物須成像在分劃板平面上)轉動鼓輪,推動分劃板使叉絲的交點或豎線與待測物的像邊緣重合,便可得到一個讀數。轉動鼓輪使叉絲的交點或豎線移動到待測物像的另一邊緣上,又得到一個讀數,兩讀數之差即為待測物像的大小。注意事項:(1)測微目鏡中十字叉絲移動的方向應與被測物線度方向平行,即豎線與之垂直。(2)為消除鼓輪的絲桿螺紋與螺母之間存在間隙以及鼓輪空轉所引起的系統誤差,測量應緩慢朝一個方向轉動鼓輪,中途不可逆轉。(3)轉動鼓輪觀測十字叉絲的位置時,不要移出其觀測范圍(0~10mm)。(4)不要用手觸摸任何鏡頭。http://jpkc.nwpu.e.cn/jp2005/10/experiment/part_sljgs/part_sljgs.htm
『叄』 在分光儀的調整與使用的實驗中,在調好望遠鏡的基礎上,欲測定直角三棱鏡的直角,應如何放置和調整三棱鏡
三棱鏡角對准平行光管,將射出的光分為兩束分別反射,相當於一個「光劈」
我暈,放置啊,那就麻煩了
首先要調好望遠鏡平行及載物台水平(非常麻煩),在調平行光管
放置棱鏡時要以前面使用平面玻璃調整望遠鏡的步驟重新再來一遍,直到確認棱鏡各面絕對垂直
那個麻煩啊,那是相當麻煩,我當初做了一個小時呢……
好像是想法子讓平行光和望遠鏡垂直吧……我沒做過……
分不要了……
『肆』 「用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長」這個實驗怎麼做要用鈉燈做光源的。
小型棱鏡攝譜儀的使用
任何一種原子受到激發後,當由高能級躍遷到低能級時,將輻射出一定能量的光子,光子的波長為,由能級間的能量差決定:
式中,為普朗克常數,c為光速。不同,也不同。同一種原子所輻射的不同波長的光,經色散後按一定程序排列而成的光譜,稱發射光譜。
不同元素的原子結構是不相同的,因而受激發後所輻射的光波具有不同的波長,也就是有不同的發射光譜。通過對發射光譜的測量和分析,可確定物質的元素成分,這種分析方法稱為光譜分析。通過光譜分析,不僅可以定性地分析物質的組成,還可以定量地確定待測物質所含各種元素的多少。發射光譜分析常用攝譜儀進行。
小型棱鏡攝譜儀,是以棱鏡作為色散系統,觀察或拍攝物質的發射光譜。
【實驗目的】:
1.了解攝譜儀的結構、原理和使用方法,學習小型攝譜儀的定標方法。
2.觀察物質的發射光譜,測定氫原子光譜線的波長,驗證原子光譜的規律性,測定氫原子光譜的里德堡常數。
3.學習物理量的比較測量方法。
【實驗儀器】:
小型攝譜儀、汞燈及鎮流器、氫燈及電源、調壓變壓器。
【實驗原理】:
1.氫原子光譜的規律
1885瑞士物理學家巴爾末發現,氫原子發射的光譜,在可見光區域內,遵循一定的規律,譜線的波長滿足巴爾末公式:
(1)
式中,n=3,4,5,組成一個譜線系,稱為巴爾末線系。用波數()表示的巴爾末公式為:
n=3,4,5 (2)
式(2)中,稱為氫原子光譜的里德堡常數。
用攝譜儀測出巴爾末線系各譜線的波長後,就可由式(2)算出里德堡常數,若與公認值=1.096776相比,在一定誤差范圍內,就能驗證巴爾末公式和氫原子光譜的規律。
2.譜線波長的測量
先用一組已知波長的光譜線做標准,測出它們移動到讀數標記位置處時螺旋刻度尺的讀數後,以為橫坐標,為縱坐標,作~定標曲線。
對於待測光譜波長的光源只要記下它各條譜線所對應的螺旋尺上讀數,對照定標校正曲線就可確定各譜線的波長。
本實驗利用汞燈為攝譜儀進行定標校正。然後測出氫原子光譜巴爾末線系各譜線的波長,再根據式(2)算出。
【實驗步驟與內容】:
1.對著儀器(如右圖)或儀器使用說明書,在處裝上看鏡目鏡,熟悉攝譜儀各部分的結構及操作方法。
2.將汞燈置於 「S」處,前後移動聚光鏡1,使光源清晰地成像於狹縫處。在目鏡中觀察出射光譜,轉動轉角調節輪,使任一條光譜進入視場,輕輕轉動出射聚光鏡2的調焦手輪,使光譜線像聚焦清晰;再轉動角調節輪,逐個觀察光源的各條光譜線並與附表中列出的譜線顏色核對無誤後,開始測量。依次記下各光源不同波長譜線的所對應的讀數。
3.將氫燈置於「S」處,(注意:氫燈用的是高壓,調壓變壓器輸出指示數不能超過規定的值),測出氫原子光譜中紅、藍、紫三條譜線所對應的鼓輪讀數。
4.數據處理與分析:
(1)列表記錄所有數據,表格自擬。
(2)用毫米方格作圖紙,作出光譜儀的~定標曲線。
(3)由定標校正曲線及氫光譜測得的,求出巴爾末譜線系中三條譜線的波長,並與氫光譜的標准波長比較。
(4)由氫光譜所測得的三個波長,按式(2)算出里德堡常數,求出其平均值,並與公認值比較,算出測量的不確定度。
【注意事項】:
1.光譜儀中的狹縫是比較精密的機械裝置,實驗中不要任意調節。旋轉轉角調節輪時,動作一定要緩慢。禁止用手觸摸透鏡等光學元件。
2.氫光源使用的是高壓電源,應特別小心。開燈前,先將調壓變壓器置於低電壓處,然後通電源,慢慢地調節變壓器升壓到氫光源穩定發光。關燈時,先把變壓器降到最低電壓,再斷開電源。
問題討論
1.要能在看譜目鏡中看到不同波長的譜線,應如何調節?各譜線出射時的相對位置應在何處讀出?
2.測物質光譜波長時,如何定標?
3.氫原子光譜的巴爾末線系三條譜線的量子數n各為多少?
4.根據光柵實驗和本實驗的學習、實踐,請對光柵光譜和棱鏡光譜作簡要的比較、分析。
5.要使比較光譜的各個光源的位置都位於攝譜儀準直透鏡的光軸上,應怎樣進行調節?
6.利用比較光譜測定光波波長的原理是什麼?
7.哈特曼光闌的作用是什麼?
8.為什麼感光片必須位於一定的傾斜的位置上,才能使可見光區的所有譜線清晰?
9.你知道有哪些測定光波波長的方法?你已作過的實驗有哪幾種?試比較它們的特點。
附錄
一、攝譜儀基本結構
攝譜儀的光學系統原理如右圖所示,自光源S發出的光,經聚光鏡會聚於可調狹縫上,調節狹縫以獲得一束寬度、光強適當的光,此光經準直透鏡後成平行光射到棱鏡上,再經棱鏡折射色散,由另一聚光鏡成像於接收系統。以上元部件均安裝在導軌上。下面分別介紹攝譜儀的幾個主要元部件。
(1)狹縫頭
狹縫頭由狹縫片、狹縫蓋、哈特曼光欄、刻度手輪、曝光開關等組成。
狹縫頭是光譜儀中最精密、最重要的機械部分,它用來限制入射光束,構成光譜的實際光源,直接決定譜線的質量。
狹縫片由一對能對稱分合的刀口組成,其分合動作由刻度手輪d控制。刻度手輪是保持狹縫精密的重要部分,因此轉動手輪時一定要用力均勻、輕柔,狹縫蓋內裝有能左右拉動的哈特曼欄板c,蓋外裝有可左右拉動控制狹縫開、閉的曝光的開關e,如圖28-3所示。
哈特曼光欄是用來改變譜線在照相膠片上的位置,以便對三種譜線進行比較。當板上三條刻線與狹縫蓋邊緣相切時,表示光欄板上的三個橢圓孔相應地移到狹縫的正前方,從而選擇光譜在膠片上的位置。
曝光開關還兼有防塵作用,在不使用時應把它關閉。
(2)色散系統
色散系統是一個恆偏向棱鏡,它使光線在色散的同時又偏轉90o。棱鏡本身也可繞鉛直軸轉動。
(3)接收系統
小型棱鏡攝譜儀的接收系統有三種。①照相機;②看譜目鏡;③出射狹縫,可分別裝於圖28-2中的處。
若處裝上照相機,則光譜可成像在毛玻璃屏上,調焦清晰後,取下毛玻璃屏換上感光膠片,即可曝光拍攝光譜線。
若處裝上出射狹縫,則構成一個單色儀,轉動棱鏡轉角調節輪,可使聚焦於出射狹縫的不同光譜線射出,以獲得所需的單色光。
若處裝上看譜目鏡系統,則可直接用眼睛觀察光譜線。本實驗利用看譜系統進行各種發射光譜線波長的測量。在看譜目鏡視場中有一小的黑三角,作為測量譜線波長的基準。當轉動棱鏡轉角調節輪時,棱鏡位置旋轉,出射的光譜線位置也跟著移動,當在所需讀出的譜線移到黑三角位置處時,可由與轉角調節輪相連的螺旋刻度尺上讀出此時棱鏡的相對位置。欲知此時譜線波長的數值,則需先對螺旋刻度尺進行定標校正。
二、汞、氫光譜的標准波長表
光源
顏色和波長(nm)
氦
藍
藍
藍綠
藍綠
藍綠
藍綠
黃
紅
紅
438.79
447.15
471.32
492.19
501.57
504.77
587.56
667.82
706.57
汞
紫
紫
藍
藍綠
綠
黃
黃
紅
404.66
407.80
435.84
491.60
546.07
576.96
579.07
623.40
氫
紫
藍
紅
434.05
486.13
656.28
『伍』 探究凸透鏡成像規律的實驗器材
實驗目的:
探究凸透鏡的成像規律
實驗過程(步驟及現象):
1,光具座放好在桌面上,按順序固定好蠟燭,凸透鏡,光屏的位置.並調節好燭焰中心,凸透鏡中心,光屏中心在同一高度.
2,點燃蠟燭,把蠟燭移到最左端,光屏移到最右端,在吧凸透鏡往光屏方向移動,直到在光屏上得到一個亮點,為焦點,並測出兩點到凸透鏡中心的距離為焦距,記為f
3,把凸透鏡移到中間,並移動蠟燭和光屏
1)把蠟燭移到兩倍焦距之外,移動光屏位置,直到找到一個清晰的象,並記錄象距和象的特點。
2)把蠟燭移到兩倍焦距和一倍焦距之間,移動光屏位置,直到找到一個清晰的象,並記錄象距和象的特點。
3)把蠟燭移到一倍焦距之內,移動光屏位置,試試能否找到一個清晰的象,如果不能,則從光屏一則,對著凸透鏡看,能否找到一個象,並記錄象距和象的特點。
實驗結論:
u與f的關系 像的特點 像與物的位置關系 v與f的關系
u>2f 倒立 縮小 實像 異側 f<v<2f
u=2f 倒立 等大 實像 異側 v=2f
f<u<2f 倒立 放大 實像 異側 v>2f
u=f -- - --
u<f 正立 放大 虛像 同側 u,v同側
(註:U是物距F是焦距 )
結果分析:
當物距在一倍焦距以內時,得到正立、放大的虛像;在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的實像;在二倍焦距以外時,得到倒立、縮小的實像。
『陸』 伽利略望遠鏡中的兩個直棱透鏡應如何放置
你好,首先,伽利略結構的望遠鏡,是沒有棱鏡的。原因很簡單,棱鏡的原理,是為了正像。
而伽利略結構的望遠鏡,本身不用棱鏡,像就是正的,如果加上棱鏡,反倒反了。
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望遠鏡的兩類結構:
一種:就是兩個放大鏡,物鏡是放大倍數小的,目鏡是放大倍數大的。這種結構視野寬,倍數容易大,材料也好找。但是,如果你沒有棱鏡,那麼成的像是倒的。
另一種:一個放大鏡,倍數小點的,是物鏡。一個凹透鏡,度數大的,是目鏡。優點,成的像是正的。缺點——上述方法中的優點一一相對應。
(當然,我說的這兩個,只是模型,真正正規的望遠鏡,還是比較復雜的其實,不但材料和鏡片不一樣,http://www.ytwscc.com/shi13xiaosechajingpian.html你可以了解下望遠鏡的鏡片的結構。——那裡面的所謂「凸透鏡」——實際上真正生產上,用的是設計復雜的透鏡組——就好象你知道相機的鏡頭是個凸透鏡一下——真正的專業的相機鏡頭,內部是復雜的透鏡組。)
伽利略結構的目前因為一些缺點,已經淘汰了,只用在玩具上,這里就不詳細說了。
『柒』 棱鏡光譜儀的原理,結構和應用情況是怎樣的
光譜儀又稱分光儀。以光電倍增管等光探測器在不同波長位置,測量譜線強度的裝置。其構造由一個入射狹縫,一個色散系統,一個成像系統和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域,並在選定的波長上(或掃描某一波段)進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。
將復色光分離成光譜的光學儀器。光譜儀有多種類型,除在可見光波段使用的光譜儀外,還有紅外光譜儀和紫外光譜儀。按色散元件的不同可分為棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和干涉光譜儀等。按探測方法分,有直接用眼觀察的分光鏡,用感光片記錄的攝譜儀,以及用光電或熱電元件探測光譜的分光光度計等。單色儀是通過狹縫只輸出單色譜線的光譜儀器,常與其他分析儀器配合使用。
圖中所示是三棱鏡攝譜儀的基本結構。狹縫S與棱鏡的主截面垂直,放置在透鏡L的物方焦面內,感光片放置在透鏡L的像方焦面內。用光源照明狹縫S,
S的像成在感光片上成為光譜線,由於棱鏡的色散作用,不同波長的譜線彼此分開,就得入射光的光譜。棱鏡攝譜儀能觀察的光譜范圍決定於棱鏡等光學元件對光譜的吸收。普通光學玻璃只適用於可見光波段,用石英可擴展到紫外區,在紅外區一般使用氯化鈉、溴化鉀和氟化鈣等晶體。目前普遍使用的反射式光柵光譜儀的光譜范圍取決於光柵條紋的設計,可以具有較寬的光譜范圍。
表徵光譜儀基本特性的參量有光譜范圍、色散率、帶寬和分辨本領等。基於干涉原理設計的光譜儀(如法布里-珀羅干涉儀、傅立葉變換光譜儀)具有很高的色散率和分辨本領,常用於光譜精細結構的分析。
『捌』 如何利用探究凸透鏡成像規律的裝置模擬近視眼看遠處物體模糊的情景的操作過程
產生近視眼的原因是晶狀體太厚,折光能力太強,來自遠處的光會聚在視網膜前,達到視網膜時不是一點而是模糊的光斑。 利用凸透鏡成像規律實驗裝置模擬眼睛過程:1.將蠟燭,焦距比較大的凸透鏡,光屏依次安裝在光具座,調節它們的位置,光屏上成清晰的像。2.換另外一個比較厚(焦距較小)的凸透鏡,(不改變蠟燭,凸透鏡,光屏的位置),光屏上不能看到蠟燭的像只看到光斑,把光屏往前移動才看到蠟燭的像,這表明像成在光屏前面,這個跟近視眼的產生原因一樣的