A. 實驗一 偏光顯微鏡
一、預習內容
1.顯微鏡的基本部件及功能;
2.顯微鏡的調試與校正。
二、實驗要求
1.熟悉偏光顯微鏡的結構;
2.掌握偏光顯微鏡的使用方法。
三、實驗內容和步驟
偏光顯微鏡是學習岩石學和礦物學必不可少的儀器設備,如圖1-1所示。
(一)裝卸目鏡和物鏡
將目鏡(10倍或5倍)對准目鏡孔,輕輕插入鏡筒上端,調整目鏡間的距離使之與自己雙眼間的距離相當。此時通過目鏡看向視域,輕輕旋轉以調整目鏡中的十字絲方向,使之呈東西、南北方向。
物鏡分為兩種類型———彈性夾型和轉盤型,本實驗室所使用的偏光顯微鏡之物鏡為轉盤型。安裝時從鏡頭盒取出物鏡放置在轉換器上旋緊。將物鏡裝好後,打開鎖光圈,目視鏡筒內,轉動反光鏡使之對准光源,直至視域最明亮為止。
裝卸物鏡需將物台下降(或將鏡筒提升)到一定高度,以免碰壞鏡頭。在整個裝卸過程中,目鏡或物鏡都應輕拿輕放,切忌用手觸摸鏡頭。
(二)調節照明(對光)
檢查電源連接情況,將電壓調節至最低,打開電源開關,並去掉上偏光鏡,調節電壓旋鈕使電壓升高,直至亮度合適為止。
圖1-1 XP-213型透射偏光顯微鏡
光線強度太大或太小都易使眼睛疲勞,故應根據薄片(如透明度)和偏光系統等適當調節照明亮度。調節裝置主要有兩個:光源開關和鎖光圈,前者控制光強,後者控制進光量。
(三)調節焦距(准焦)
調節焦距是為了使薄片中的物像清晰可見。「調節焦距」或「准焦」是一種習慣性的說法,實際上是調節物距,即調節物鏡與薄片中礦物之間的距離,使物鏡成的礦物實像位於目鏡一倍焦距之內的合適位置上,以便通過目鏡可以看到清晰的、放大的礦物虛像。准焦的步驟如下:
1.放置薄片
完成裝卸鏡頭及調節照明之後,將欲測礦片置於物台中心,並用物台上的一對彈簧夾把礦片固定好,使薄片的蓋玻璃朝上,否則不能准焦,特別是使用高倍物鏡時應尤其注意。
2.低倍物鏡的准焦
將低倍物鏡旋至工作范圍,從鏡頭側面觀察(視線基本與物鏡同一高度),轉動粗動調焦螺旋,使鏡筒下端的物鏡與物台上的薄片比較靠近為止。從目鏡中觀察,轉動粗動調焦螺旋,使鏡筒下降或使物台上升至視域內物像基本清楚,再轉動微動調焦螺旋,直至視域內物像完全清晰為止。
准焦以後,物鏡前端與薄片平面之間的距離稱工作距離。工作距離的長短與物鏡的放大倍率有關。一般說來,物鏡的放大倍率愈小,工作距離愈長,物鏡的放大倍率愈大,工作距離愈短。在顯微鏡的說明書中可以查到不同放大倍率物鏡的工作距離。
3.中倍物鏡的准焦
從低倍物鏡的准焦位旋上中倍物鏡,一般應在准焦位附近,調節物台或鏡筒升降螺旋(一般只要調節微動螺旋),直到物像完全清晰為止。
4.高倍物鏡的准焦
在中倍物鏡的准焦位上旋上高倍物鏡(旋上前要檢查蓋玻片是否朝上),一般應在准焦位附近。調節微動螺旋,直到物像完全清晰為止。
使用高倍物鏡調節焦距時,絕不能眼睛看著鏡筒內而下降鏡筒或上升物台。因為這樣很容易使物鏡與薄片相碰,不僅壓碎薄片而且易損壞物鏡。因為高倍物鏡的工作距離很短,准焦後物鏡幾乎與薄片平面接觸。如果薄片上的蓋玻璃向下放時,根本不能准焦,而且最容易壓碎薄片及損壞物鏡。初學者最好先使用低倍或中倍物鏡准焦後,再換用高倍物鏡准焦。
(四)校正中心
在偏光顯微鏡的光學系統中,物台的旋轉軸、物鏡中軸及目鏡中軸應當嚴格在一條直線上。此時,轉動物台,視域中心(即目鏡十字絲交點)的物像不動(圖1-2A),其餘物像繞視域中心做圓周運動。如果它們不在一條直線上,當轉動物台時,視域中心的物像將離開原來的位置,連同其他部分的物像繞另一中心旋轉(圖1-2B,1-3B)。這個中心點(o)代表物台的旋轉軸出露點位置。在這種情況下,不僅可能把視域內的某些物像轉出視域之外(圖1-2C,1-3C)妨礙觀察,而且影響某些光學數據的測定精度。特別是使用高倍物鏡時,根本無法觀察。因此,必須進行校正,使目鏡中軸、物鏡中軸與物台旋轉軸一致。
當焦距對好之後,常出現以下三種情況:
a.目鏡中軸、物台旋轉軸和物鏡中軸在一條直線上(圖1-2A);
b.三者不在一條直線上,但在視域范圍內可看到旋轉中心(圖1-2B);
c.三者不在一條直線上,且在視域范圍內看不到旋轉中心(圖1-2C)。
當出現b,c兩種情形時,需要進行中心校正。在偏光顯微鏡的光學系統中,目鏡中軸是固定的,部分顯微鏡的物台也是固定的,只能校正物鏡中軸,有些顯微鏡的物台也能校正。校正物鏡中軸是藉助於安裝在物鏡上或物鏡旋轉盤上的兩個定心校正螺絲來進行的。
圖1-2 旋轉物台時質點繞視域之內的某點做圓周運動示意圖
在校正中心之前,必須首先檢查物鏡是否安裝在正確的位置上。如果物鏡沒有安裝在正確位置上,不僅不能校正好中心,而且容易損壞定心校正螺絲。如果發現定心校正螺絲扭動困難或扭不動時,切勿強行扭動,應立即檢查原因,並與實驗室管理人員或指導老師聯系。
物鏡出露點在視域之內的校正,如圖1-3所示。具體步驟為:①檢查物鏡是否裝好;②選一質點a,並移至視域中心(圖1-3A);③使該質點做圓周運動,找出質點做圓周運動的圓心點o(圖1-3B);④旋轉物台180°,使a點由十字絲交點移至a'處(圖1-3C);⑤在物鏡上部插入校正螺絲,將十字中心移至圓心o處(圖1-3D);⑥移動薄片,使質點a從o點移到十字絲中心(圖1-3E,F)。
對於那些質點旋轉中心不在視域內的校正,則其步驟為:①當質點旋轉中心距視域中心偏離很遠時,轉動物台,質點將由十字絲交點移至視域之外(圖1-4);②根據質點移動情況,估計偏心圓圓心o點在視域外的位置及偏心圓半徑長短,將質點轉回十字絲交點;③扭動物鏡上的定心校正螺絲,使質點由十字絲交點,向偏心圓圓心o點相反方向移動大約相當於偏心圓半徑的距離(圖1-4);④再移動薄片,使質點回移至十字絲交點處,轉動物台,該質點可能在視域內呈小圓圈移動,此時可按上述中心偏離較小的方法進行校正;⑤如果中心仍偏離較大,質點仍移出視域之外,再按偏心大的方法校正;⑥經過3~4次校正之後,中心仍然偏離較大,則應檢查原因或報告指導老師。
圖1-3 物鏡出露點在視域內時物鏡中心的校正步驟(據李德惠,1997)
圖1-4 質點旋轉中心不在視域內時物鏡中心的校正
(五)視域直徑的測定
1.中、低倍物鏡可用透明直尺直接測量
由於在中低倍物鏡下觀察顆粒的直徑大小約在2~4.7mm,利用透明直尺可以直接觀察顆粒在視域中的直徑(圖1-5)。具體方法是下降物台至最低,將透明直尺放置在物台的中心,上升物台至最高,然後從目鏡觀察並下降物台,直至刻度成像清晰為止。觀察視域直徑的長度值,記錄該數值備以後查用。
2.高倍鏡可用物台微尺測量
在利用高倍物鏡時視域直徑約為0.7mm,利用直尺不能測定,只能利用物台微尺(圖1-6)來測定。微尺長1mm,刻有100個小格,每小格0.01mm。測量時將物台微尺置於物台中心,對准焦點,觀察視域直徑相當於物台微尺的多少小格。若為70格,則視域直徑等於70×0.01=0.7mm。
(六)偏光鏡的校正
在偏光顯微鏡的光學系統中,下、上偏光鏡振動方向應當正交,下偏光鏡振動方向PP應平行於東西方向,上偏光鏡振動方向AA應平行於南北方向,且分別與目鏡十字絲平行。否則,需進行校正,校正方法如下。
1.確定下偏光的振動方向
使用中倍物鏡准焦後,在岩石薄片中找一個具極完全解理縫的黑雲母置於視域中心。轉動物台,使黑雲母的顏色變得最深為止。此時,黑雲母解理縫方向代表下偏光鏡振動方向(因為光波沿黑雲母解理縫方向振動時,吸收最強,顏色最深)。如果黑雲母解理縫方向與目鏡十字絲的橫絲(東西方向)平行,則下偏光鏡位置正確,不需要校正。如果不平行(圖1-7A),轉動物台,使黑雲母解理縫方向與目鏡十字絲的橫絲平行,旋轉下偏光鏡,至黑雲母的顏色變得最深為止。此時下偏光鏡振動方向位於東西方向(圖1-7B)。
圖1-5 中、低倍物鏡可用透明直尺直接測量
圖1-6 高倍鏡測量使用的物台微尺
圖1-7 下偏光鏡振動方向的校正(據李德惠,1997)
2.檢查上、下偏光鏡振動方向是否正交
使用中倍物鏡,調節照明使視域最亮。推入上偏光鏡,如果視域黑暗,證明上、下偏光鏡振動方向正交。若視域不黑暗,說明上、下偏光鏡振動方向不正交。如果下偏光鏡振動方向已經校正至東西方向,則需要校正上偏光鏡振動方向。轉動上偏光鏡至視域黑暗為止(相對黑暗)。如果顯微鏡中的上偏光鏡不能轉動,則需要作專門修理。
經過上述校正之後,目鏡十字絲應當嚴格與上、下偏光鏡振動方向一致。但有些顯微鏡的目鏡沒有定位螺絲,使用過程中或更換目鏡時,可能使目鏡十字絲位置改變,因此,需要校正目鏡十字絲的位置。
3.檢查目鏡十字絲是否嚴格與上、下偏光鏡振動方向一致
圖1-8 目鏡十字絲的檢查示意圖
在偏光顯微鏡的光學系統中,上、下偏光鏡振動方向應當正交,而且是東西、南北方向(圖1-8)分別與目鏡十字絲橫、縱絲平行。如果十字絲不正交,則選擇具有直邊的礦物薄片進行檢查,具體步驟如下:
a.選擇具有直邊的礦物顆粒置於視域中心,轉動物台使礦物的直邊平行於目鏡十字絲的縱絲,記錄物台讀數m;
b.轉動物台,使礦物直邊與目鏡十字絲橫絲平行,記錄物台讀數n;
c.計算m-n的數值,如果結果為90°,則十字絲正交,否則斜交,需作專門修理。
(七)偏光顯微鏡的使用和保養
偏光顯微鏡是精密而貴重的儀器,又是教學和科研工作中必不可少的常用儀器,如有損壞,將會直接影響到教學和科研工作。因此,應經常對偏光顯微鏡進行保養和維護,使用過程中應自覺的遵守以下的操作規程。
(1)使用前應進行仔細地檢查。
(2)要對座固定位置使用偏光顯微鏡,最好不要隨意搬動顯微鏡設備,如確實需要改動或搬動顯微鏡時,動作一定要輕,嚴防震動,以免損壞光學系統。在移動顯微鏡的過程中,應以右手握鏡臂,左手托住偏光顯微鏡底座。
(3)顯微鏡所有鏡頭一般均經過校驗,不得隨意自行拆開;鏡頭必須隨時保持清潔,如有塵土,需用筆刷或者鏡頭紙輕輕將灰塵清除,切勿用手或者其他物品擦拭,以防止損壞顯微鏡鏡頭。
(4)顯微鏡鏡頭及其他附件,均需放置於原附件盒中,並將各自在指定位置放好,嚴防墜地,附件盒用完後放回原處。
(5)切勿隨便自行拆卸顯微鏡,或將附件任意調換使用。
(6)薄片置於物台上時,其蓋玻片必須向上,而且用彈簧夾夾緊。
(7)用高倍物鏡調焦時,需用眼睛在旁一邊留意觀察,切忌薄片被壓碎或者損壞鏡頭。
(8)更換物鏡時,一定要用手握住轉盤轉動,切忌用手直接握住物鏡轉動,以免物鏡發生松動。
(9)使用上偏光鏡及勃氏鏡,在推送時切忌用力過猛,以免震壞。
(10)儀器損壞或者調節失靈時,應及時與管理人員聯系,切勿強力扭動或者擅自處理。
(11)偏光顯微鏡操作使用完畢,需將上偏光鏡及勃氏鏡推入,轉動粗動手輪將物鏡提起,鏡筒上留一個目鏡,關閉電源並罩上儀器罩。
(八)岩石薄片的磨製
在偏光顯微鏡下研究岩石和礦物,需要將其磨製成薄片進行觀察。用切面機從岩石標本上切下一小岩塊(定向或不定向)。先把一面磨平,用加拿大樹膠把這一平面粘在載玻璃片上(其大小為25mm×50mm,厚約1mm)。再磨另一面,磨至厚度0.03mm為止。用加拿大樹膠把蓋玻片粘在它的表面(蓋玻片大小為15mm×15mm~20mm×20mm,厚度0.1~0.2mm)。
圖1-9 薄片磨製示意圖
因此,岩石薄片是由薄的礦片、載玻片和蓋玻片組成的(圖1-9)。礦片的頂、底部都塗有薄的加拿大樹膠。為了某種需要,如觀察長石的解理縫、薄片染色等,對某些薄片可以不加蓋薄片。在磨製疏鬆岩石標本薄片時,需先浸在加拿大樹膠中煮過以後再切製成薄片。要求礦片厚度0.03mm,載玻片厚度為1mm,蓋玻片厚度0.1mm。
需要說明的是,在磨製薄片時使用金剛砂,無論金剛砂多細,礦片表面總會因磨劃而留下溝痕(顯微溝痕)。因此,礦片表面並不是絕對光滑的。
晶體光學實驗教程
B. 跪求大學物理演示實驗報告——光學
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用透射光柵測定光波波長
08物理 楊貴宏
雲南省紅河學院物理系 雲南 蒙自 661100
摘 要:這篇文章講述了怎樣利用透射光柵測量光波波長,以及測量時的細節,測量前的實驗准備。
關鍵詞:光柵,主極大,次極大,分光計,單色光,復色光
引言:
我們的生活離不開陽光,通常我們認為陽光是一種單色光[1](單一波長的光)。其實,籠罩在我們周圍的光線本身是復色光(由兩種或兩種以上的單色光組成的光線),他是由不同波長波線的單色光組成的。
廣義的說,具有周期性的空間結構或光學性能(如透射率、折射率)的衍射屏,統稱光柵。光柵的種類很多,有透射光柵和反射光柵,有平面光柵和凹面光柵,有黑白光柵和正弦光柵,有一維光柵,二維光柵和三維光柵,等等。此次實驗所使用的光柵是利用全息照相技術拍攝的全息透射光柵光柵的表面若被污染後不易清洗,使用時應特別注意[2]。
分光計是一種能精確測量角度的光學儀器,常用來測量材料的折射率、色散率、光波波長和進行光譜觀測等。由於該裝置比較精密,控制部件較多而且復雜,所以使用時必須嚴格按照一定的規則和程序進行調整,以便測量出准確的結果。
分光計主要由五個部件組成:三角底座,平行光管、望遠鏡、刻度圓盤和載物台。圖中各調節裝置的名稱及作用見表1。
分光計基本結構示意圖
表1 分光計各調節裝置的名稱和作用
代號 名稱 作用
1 狹縫寬度調節螺絲 調節狹縫寬度,改變入射光寬度
2 狹縫裝置
3 狹縫裝置鎖緊螺絲 松開時,前後拉動狹縫裝置,調節平行光。調好後鎖緊,用來固定狹縫裝置。
4 平行光管 產生平行光
5 載物台 放置光學元件。檯面下方裝有三個細牙螺絲7,用來調整檯面的傾斜度。松開螺絲8可升降、轉動載物台。
6 夾持待測物簧片 夾持載物台上的光學元件
7 載物台調節螺絲(3隻) 調節載物台檯面水平
8 載物台鎖緊螺絲 松開時,載物台可單獨轉動和升降;鎖緊後,可使載物台與讀數游標盤同步轉動
9 望遠鏡 觀測經光學元件作用後的光線
10 目鏡裝置鎖緊螺絲 松開時,目鏡裝置可伸縮和轉動(望遠鏡調焦);鎖緊後,固定目鏡裝置
11 阿貝式自准目鏡裝置 可伸縮和轉動(望遠鏡調焦)
12 目鏡調焦手輪 調節目鏡焦距,使分劃板、叉絲清晰
13 望遠鏡光軸仰角調節螺絲 調節望遠鏡的俯仰角度
14 望遠鏡光軸水平調節螺絲 調節該螺絲,可使望遠鏡在水平面內轉動
15 望遠鏡支架
16 游標盤 盤上對稱設置兩游標
17 游標 分成30小格,每一小格對應角度 1』
18 望遠鏡微調螺絲 該螺絲位於圖14-1的反面。鎖緊望遠鏡支架制動螺絲 21 後,調節螺絲18,使望遠鏡支架作小幅度轉動
19 度盤 分為360°,最小刻度為半度(30′),小於半度則利用游標讀數
20 目鏡照明電源 打開該電源20,從目鏡中可看到一綠斑及黑十字
21 望遠鏡支架制動螺絲 該螺絲位於圖14-1的反面。鎖緊後,只能用望遠鏡微調螺絲18使望遠鏡支架作小幅度轉動
22 望遠鏡支架與刻度盤鎖緊螺絲 鎖緊後,望遠鏡與刻度盤同步轉動
23 分光計電源插座
24 分光計三角底座 它是整個分光計的底座。底座中心有沿鉛直方向的轉軸套,望遠鏡部件整體、刻度圓盤和游標盤可分別獨立繞該中心軸轉動。平行光管固定在三角底座的一隻腳上
25 平行光管支架
26 游標盤微調螺絲 鎖緊游標盤制動螺絲27後,調節螺絲26可使游標盤作小幅度轉動
27 游標盤制動螺絲 鎖緊後,只能用游標盤微調螺絲26使游標盤作小幅度轉動
28 平行光管光軸水平調節螺絲 調節該螺絲,可使平行光管在水平面內轉動
29 平行光管光軸仰角調節螺絲 調節平行光管的俯仰角
實驗原理:
圖1中給出幾條不同縫數縫間干涉因子的曲線.為了便於比較,縱坐標縮小了 它們有以下特點:
(1)主極強峰值的大小、位置和數目
當 ( )時, , ,但它們的比值 ,這些地方是縫間干涉因子的主極大(多縫衍射圖樣中出現一些新的強度極大和極小,其中那些較強的亮線叫主極大,較弱的亮線叫次極大)。 意味著衍射角滿足下列條件:
(1)
(1)式說明,凡是在衍射角滿足(1)式的方向上出現一個主極大,主極大的強度是單縫在該方向強度的 倍。主極強的位置與縫數N無關。主極強的最大級別|k|<d/λ。
(2)零點的位置、主極強的半形寬度和次極強的數目
當Nβ等於π的整數倍但β不是π整數倍時,sinNβ=0,sinβ≠0,這里是縫間干涉因子的零點。零點在下列位置:
sinθ=(k+m/N)λ/d (2) 其中k=0,±1,±2,…;m=1,…,N-1.
所以每個主極強之間有N-1條暗線(零點),相鄰暗線間有一個次極強,故共有N-2個次極強。
半形寬度公式為: △θ=λ/Nd•cosθk。 (3)
主極強的半形寬度△θ與Nd成反比,Nd越大,△θ越小,這意味著主極強的銳度越大。反映在幕上,就是主極強亮紋越細。
上面我們只分析了縫間干涉因子的特徵,實際的強度分布還要乘上單縫衍射擊因子.在圖1中所示 縫間干涉因子上乘以圖1所示的單縫衍射因子,就得到圖2[(a),(b),(c)]中所示的強度分布.從這里可以看出,乘上單縫衍射因子後得到的實際強度分布中各級說極強的大小不同,特別是剛好遇到單縫衍射因子零點的那幾級主極強消失了,這現象叫做缺級.
在給定了縫的間隔d之後,主極強的位置就定下來了,這時單縫衍射因子並不改變主極強的位置和半形寬度,只改變各級主極強的強度.或者說,單縫衍射因子手作用公在影響強度在各級主極強間的分配.
如圖3所示,設S為位於透鏡L1物方焦面上的細長狹縫光源,G為光柵,光柵上相鄰狹縫兩對應之間的距離d 稱為光柵常量,自L1射出的平行光垂直地照射在光柵G上。透鏡L2將與光柵法線成θ角的衍射光會聚於其像方焦面上的Pθ點,由(1)式的光柵分光原理得
(3)
上式稱為光柵方程.式中θ是衍射角,λ是光波波長,k是光譜級數(k=0、±1、±2…)。衍射亮條紋實際上是光源加狹縫的衍射像,是一條銳細的亮線。當k=0時,在θ=0的方向上,各種波長的亮線重疊在一起,形成明亮的零級像。對於k的其它數值,不同波長的亮線出現在不同的方向上形成光譜,此時各波長的亮線稱為光譜線。而與k 的正、負兩組值相對應的兩組光譜,則對稱地分布在零級像的兩側。因此,若光柵常量d為已知。當測定出某譜線的衍射角θ和光譜級k,則可由(1)式求出該譜線的波長λ;反之,如果波長λ是已知的。則可求出光柵常量d 。
實驗進行步驟:
1.實驗時分光計調節,
(1)粗調。
A,旋轉目鏡手輪,盡量使叉絲和綠十字清晰。
B,調節載物台,使下方的三隻螺釘的外伸部分等高,使載物台平面大致與主軸垂直(目測)。
C,調整望遠鏡光軸俯仰調節螺釘,使望遠鏡光軸盡量調成水平(目測)。
粗調應達到的要求:在載物台上放一個三棱鏡。當三棱鏡的一個光學面與望遠鏡光軸接近垂直時,應可以看到反射回來的十字像,十字像一般與分劃板上的交點並不重合,至此粗調完成。
(2)細調。
A,使分光計望遠鏡適應平行光(對無窮遠調焦),望遠鏡、準直管主軸均垂直於儀器主軸,準直管發出平行光。
B,使望遠鏡對准準直管,從望遠鏡中觀察被照亮的準直管狹縫的像,使其和叉絲的豎直線重合,固定望遠鏡。參照圖3放置光柵,點亮目鏡叉絲照明燈(移開或關閉夾縫照明燈),左右轉動載物平台,看到反射的「綠十字」,調節b2或b3使「綠十字」和目鏡中的調整叉絲重合。這時光柵面已垂直於入射光。
用汞燈照亮準直管的狹縫,轉動望遠鏡觀察光譜,如果左右兩側的光譜線相對於目鏡中叉絲的水平線高低不等時(如圖3),說明光柵的衍射面和觀察面不一致,這時可調節平台上的螺釘b1使它們一致。最終使 光柵面衍射面應調節到和觀測面度盤平面一致。
2. 測光柵常量d:只要測出第k可級光譜中的波長λ已知的譜線的衍射角 ,就可以根據(3)式求出d值。
(1).調節分光計按(1)步驟
(2).調節光柵位置
(3).用汞燈照亮準直管,轉動望遠鏡到光柵的一側,使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心,記錄二游標值。
(4). 將望遠鏡轉向光柵的另一側,使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心,記錄二游標值。
(5).重復第4、5步兩次,得到3組數據。
3.光譜級數k由自己確定,由於光柵常量d已測出,因此只要未知波長的第k級譜線的衍射角 ,就可以求出其波長值 。
以知波長可以用汞燈光譜中的綠線( nm),也可以用鈉燈光譜中二黃線 )之一。
3. 測量未知波長
(1). 用汞燈照亮準直管,轉動望遠鏡到光柵的一側,使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心,記錄二游標值。
(2).轉動望遠鏡到光柵的一側,使叉絲的豎直線對准以知波長的第k級譜線的中心,記錄兩游標值;將望遠鏡轉向光柵的另一側,同上測量,同一游標的兩次讀熟之差是衍射角 的兩倍。
(3).重復第1、2步兩次,得到3組數據。
實驗數據:見實驗數據記錄表
實驗數據記錄表
表二 測光柵常量d實驗數據
測量次序( )
1
2
3
表三 測量未知波長實驗數據
測量次序( )
1
2
3
實驗結果:
1.測量光柵常量
根據 ,由表二得到 的平均值
= (1)
由光柵原理 ,
因此有
又因為在此實驗中 ,綠光的波線 nm,衍射角的平均值 ,因此得d的平均值
(nm) (2)
2.測量藍紫光的波長
根據 ,由表三得到 的平均值
= (3)
由於 ,得到
又因為在此實驗中 ,光柵常量 nm,衍射角的平均值 ,因此得 的平均值
(nm) (4)
參考文獻:
[1],趙凱華.新概念物理教程——光學.高等教育出版社,2004
[2],進清理, 黃曉虹主編. 基礎物理實驗.浙江大學出版社2006
[3],楊述武主編,王定興編. 普通物理實驗(光學部分).高等教育出版社,1993
C. 光學實驗室裡面一般需要哪些輔助工具
通用工具:千分尺、內六角扳手、膠帶、光學膠等;光纖相關:光纖接頭、光纖剪刀、剝離工具、檢驗鏡等;光學元件:擦鏡紙、除灰套裝、光學元件夾具等;電子用品:SMA或BNC電線、萬用表、防靜電工具等;螺絲:各種規格、各種型號都得備著;激光防護:激光眼鏡、遮光布、不可見光顯示屏。上下水,動力電,掃把拖布吸塵器網線電腦日光燈一大堆插線板這些不提基本的光學平台升降台平移台旋轉台鏡架直尺三角板捲尺記號筆扳手改刀螺釘螺帽螺栓剪刀美工刀這種也不提了示波器、頻譜分析儀之類的東西也不提了你需要自然會去搞空調:對某些設備的熱穩定性能起到幫助除濕機:沒這東西在四川這種地方會哭溫度計/濕度計:用於檢驗上面倆的工作成果很厚的遮光用的窗簾:用於創造黑暗的環境。沒有窗戶當然更好了紗布:用於擦拭綢布:用於包裹暫時不用的元件那種什麼紙:就是包裹鏡片的紙……我也沒特別買就是用買鏡片附送的紙就夠用了吹灰球:用於清潔那些不能擦的元件乾燥櫃:存放元件白紙:用於觀察某些幾乎不反光的表面上光斑的位置熱敏紙:用於觀察紅外光斑的位置,對室溫要求比較高畫著同心圓和放射線的白紙:用於觀察角錐鏡這類元件的質量。另外我也用來觀察楔片的方向……透明膠和雙面膠:固定以上各種紙很多很多的紅色HeNe激光器:用於指示水平儀:我也說不上有啥用但就是經常用……通常我是拿來看一段光是否水平孔闌:通常在合束的時候拿來標記某個光在某點的位置吸波材料:用於擋光,如果你的光不是那種可以簡單擋住的光的話防護眼鏡:保護眼睛,如果你的光是那種沾到就要出事的光的話CCD光束分析儀:確認紅外光斑的形狀,比一團糊的熱敏紙強多了功率計:用於檢測光源輸出功率。
D. 基礎幾何光學實驗如何調節光學儀器等高
在基礎幾何扮飢光學實驗中,調節光學儀器等高是非重要的一步,以下是具體步驟:
1. 首先,將光學儀器放置在平穩的桌面上,並調整儀器的水廳碰返平度,使其水平。
2. 然後,使用調節螺絲或旋鈕,將儀器的高度調整到與實驗台等高,這樣可以確保光線垂直於驗檯面。
3. 接下來,使用調節螺絲或旋鈕,將光源的高度調整到與儀器等高,這樣可以確保光線垂直於儀器。
4. 在調節光學儀器等高的過程中,可以使用水平儀或平衡儀等工具來幫助調節,確保儀器水平度和高度准確性。
5. 調節完成後,可以進行實驗,觀察光線的傳播和反射等現象。
需要注意的是,在調節光學儀器等高的過程中,需要仔細操吵中作,避免對儀器造成損壞。同時,還需要根據實驗的具體要求進行調節,確保實驗結果的准確性和可性。
E. 怎樣調節光杠桿及望遠鏡等組成的系統,使在望遠鏡中看到清晰的像
1.外觀對准,將望遠鏡尺放在離鏡面約1.5~2m處,並使兩者高度相同,光杠桿鏡與平台垂直,望遠鏡水平與標尺垂直
2.鏡外找像,看到鏡面中有標尺的像
3.鏡內找像,先調望遠鏡目鏡,再調物鏡,看清標尺的像
4.細調對零,既能看清標尺像,又能看清叉絲