『壹』 双棱镜实验为什么要在双棱镜与光屏间放一个凸透镜
应该是放大便于观察吧,以为当透镜与光屏距离大于2倍焦距时就可以放大物象便于观察了
『贰』 双棱镜干涉实验的注意点!
实验装置如图3-15-4所示,除光源外各器件均需安置在光具座上,Q为钠光灯;为宽度及取向可调单缝;透镜L1将光源Q发出的光会聚于单缝S上,以提高照明单缝上的光强度;B为双棱镜;L2为辅助成像透镜,用来测量两虚光源S1、S2之间的距离d;P为观察屏,用作调节光路;M为测微目镜。根据光的干涉理论和条件,为获得对比度好、清晰的干涉条纹,调节好的光路必须满足以下条件:(1)光路中各元件同轴等高。(2)单缝与双棱镜棱脊严格平行,通过单缝的光对称地射在双棱镜的棱脊上。(3)单缝宽窄合适,否则干涉条纹对比度很差。3.光路调节实验中单缝S宽度的调节是单边移动来实现的,故单缝应置于三维可调滑块上;双棱镜B置二维可调滑块上;辅助成像透镜L2置三维可调滑块上。(1)目测各器件共轴等高。(2)调节光源Q、透镜L1及单缝S使光对称射在双棱镜B的棱脊上。(3)单缝S与双棱镜B距离合适(一方面两者距离越大,干涉条纹越蜜;另一方面经双棱镜折射后的光线汇聚在单缝上。),将测微目镜M置于双棱镜后附近处,在改变单缝宽度、取向的同时观察干涉情况,以获得对比度好、清晰的干涉条纹。(4)移动测微目镜使其与单缝的距离略大于辅助成像透镜L2四倍焦距。注意在移动测微目镜的同时观察干涉条纹,若干涉条纹朝一边移动则通过调节放置单缝的三维可调滑块,使干涉条纹处于目镜中央。(5)在双棱镜与目镜之间加入辅助成像透镜,移动其位置使通过目镜能观察到虚光源两次成像。 (6)固定各器件之间距离不变,测量有关量。3.测微目镜测微目镜是用来测量微小间距的仪器,由目镜、可动分划板、固定分划板、读数鼓轮与连接装置组成。其结构外形简图如图3-15-3所示。使用时,通过转动读数鼓轮带动丝杆可以推动可动分划板左右移动,该分划板上刻有十字交叉线,其移动方向垂直于目镜光轴,移动距离可通过带有刻度的不动鼓轮及可动读数鼓轮读出。测微目镜的读数方法与螺旋测微计相似,竖线或交叉点位置的毫米数由不动鼓轮的刻度读出,毫米以下的读数由可动鼓轮上确定。本仪器测长范围0~10mm,测量精度为0.01mm,可以估读到0.001mm。使用时应先调节接目镜,叉丝清晰后(此时待测物须成像在分划板平面上)转动鼓轮,推动分划板使叉丝的交点或竖线与待测物的像边缘重合,便可得到一个读数。转动鼓轮使叉丝的交点或竖线移动到待测物像的另一边缘上,又得到一个读数,两读数之差即为待测物像的大小。注意事项:(1)测微目镜中十字叉丝移动的方向应与被测物线度方向平行,即竖线与之垂直。(2)为消除鼓轮的丝杆螺纹与螺母之间存在间隙以及鼓轮空转所引起的系统误差,测量应缓慢朝一个方向转动鼓轮,中途不可逆转。(3)转动鼓轮观测十字叉丝的位置时,不要移出其观测范围(0~10mm)。(4)不要用手触摸任何镜头。http://jpkc.nwpu.e.cn/jp2005/10/experiment/part_sljgs/part_sljgs.htm
『叁』 在分光仪的调整与使用的实验中,在调好望远镜的基础上,欲测定直角三棱镜的直角,应如何放置和调整三棱镜
三棱镜角对准平行光管,将射出的光分为两束分别反射,相当于一个“光劈”
我晕,放置啊,那就麻烦了
首先要调好望远镜平行及载物台水平(非常麻烦),在调平行光管
放置棱镜时要以前面使用平面玻璃调整望远镜的步骤重新再来一遍,直到确认棱镜各面绝对垂直
那个麻烦啊,那是相当麻烦,我当初做了一个小时呢……
好像是想法子让平行光和望远镜垂直吧……我没做过……
分不要了……
『肆』 “用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长”这个实验怎么做要用钠灯做光源的。
小型棱镜摄谱仪的使用
任何一种原子受到激发后,当由高能级跃迁到低能级时,将辐射出一定能量的光子,光子的波长为,由能级间的能量差决定:
式中,为普朗克常数,c为光速。不同,也不同。同一种原子所辐射的不同波长的光,经色散后按一定程序排列而成的光谱,称发射光谱。
不同元素的原子结构是不相同的,因而受激发后所辐射的光波具有不同的波长,也就是有不同的发射光谱。通过对发射光谱的测量和分析,可确定物质的元素成分,这种分析方法称为光谱分析。通过光谱分析,不仅可以定性地分析物质的组成,还可以定量地确定待测物质所含各种元素的多少。发射光谱分析常用摄谱仪进行。
小型棱镜摄谱仪,是以棱镜作为色散系统,观察或拍摄物质的发射光谱。
【实验目的】:
1.了解摄谱仪的结构、原理和使用方法,学习小型摄谱仪的定标方法。
2.观察物质的发射光谱,测定氢原子光谱线的波长,验证原子光谱的规律性,测定氢原子光谱的里德堡常数。
3.学习物理量的比较测量方法。
【实验仪器】:
小型摄谱仪、汞灯及镇流器、氢灯及电源、调压变压器。
【实验原理】:
1.氢原子光谱的规律
1885瑞士物理学家巴尔末发现,氢原子发射的光谱,在可见光区域内,遵循一定的规律,谱线的波长满足巴尔末公式:
(1)
式中,n=3,4,5,组成一个谱线系,称为巴尔末线系。用波数()表示的巴尔末公式为:
n=3,4,5 (2)
式(2)中,称为氢原子光谱的里德堡常数。
用摄谱仪测出巴尔末线系各谱线的波长后,就可由式(2)算出里德堡常数,若与公认值=1.096776相比,在一定误差范围内,就能验证巴尔末公式和氢原子光谱的规律。
2.谱线波长的测量
先用一组已知波长的光谱线做标准,测出它们移动到读数标记位置处时螺旋刻度尺的读数后,以为横坐标,为纵坐标,作~定标曲线。
对于待测光谱波长的光源只要记下它各条谱线所对应的螺旋尺上读数,对照定标校正曲线就可确定各谱线的波长。
本实验利用汞灯为摄谱仪进行定标校正。然后测出氢原子光谱巴尔末线系各谱线的波长,再根据式(2)算出。
【实验步骤与内容】:
1.对着仪器(如右图)或仪器使用说明书,在处装上看镜目镜,熟悉摄谱仪各部分的结构及操作方法。
2.将汞灯置于 “S”处,前后移动聚光镜1,使光源清晰地成像于狭缝处。在目镜中观察出射光谱,转动转角调节轮,使任一条光谱进入视场,轻轻转动出射聚光镜2的调焦手轮,使光谱线像聚焦清晰;再转动角调节轮,逐个观察光源的各条光谱线并与附表中列出的谱线颜色核对无误后,开始测量。依次记下各光源不同波长谱线的所对应的读数。
3.将氢灯置于“S”处,(注意:氢灯用的是高压,调压变压器输出指示数不能超过规定的值),测出氢原子光谱中红、蓝、紫三条谱线所对应的鼓轮读数。
4.数据处理与分析:
(1)列表记录所有数据,表格自拟。
(2)用毫米方格作图纸,作出光谱仪的~定标曲线。
(3)由定标校正曲线及氢光谱测得的,求出巴尔末谱线系中三条谱线的波长,并与氢光谱的标准波长比较。
(4)由氢光谱所测得的三个波长,按式(2)算出里德堡常数,求出其平均值,并与公认值比较,算出测量的不确定度。
【注意事项】:
1.光谱仪中的狭缝是比较精密的机械装置,实验中不要任意调节。旋转转角调节轮时,动作一定要缓慢。禁止用手触摸透镜等光学元件。
2.氢光源使用的是高压电源,应特别小心。开灯前,先将调压变压器置于低电压处,然后通电源,慢慢地调节变压器升压到氢光源稳定发光。关灯时,先把变压器降到最低电压,再断开电源。
问题讨论
1.要能在看谱目镜中看到不同波长的谱线,应如何调节?各谱线出射时的相对位置应在何处读出?
2.测物质光谱波长时,如何定标?
3.氢原子光谱的巴尔末线系三条谱线的量子数n各为多少?
4.根据光栅实验和本实验的学习、实践,请对光栅光谱和棱镜光谱作简要的比较、分析。
5.要使比较光谱的各个光源的位置都位于摄谱仪准直透镜的光轴上,应怎样进行调节?
6.利用比较光谱测定光波波长的原理是什么?
7.哈特曼光阑的作用是什么?
8.为什么感光片必须位于一定的倾斜的位置上,才能使可见光区的所有谱线清晰?
9.你知道有哪些测定光波波长的方法?你已作过的实验有哪几种?试比较它们的特点。
附录
一、摄谱仪基本结构
摄谱仪的光学系统原理如右图所示,自光源S发出的光,经聚光镜会聚于可调狭缝上,调节狭缝以获得一束宽度、光强适当的光,此光经准直透镜后成平行光射到棱镜上,再经棱镜折射色散,由另一聚光镜成像于接收系统。以上元部件均安装在导轨上。下面分别介绍摄谱仪的几个主要元部件。
(1)狭缝头
狭缝头由狭缝片、狭缝盖、哈特曼光栏、刻度手轮、曝光开关等组成。
狭缝头是光谱仪中最精密、最重要的机械部分,它用来限制入射光束,构成光谱的实际光源,直接决定谱线的质量。
狭缝片由一对能对称分合的刀口组成,其分合动作由刻度手轮d控制。刻度手轮是保持狭缝精密的重要部分,因此转动手轮时一定要用力均匀、轻柔,狭缝盖内装有能左右拉动的哈特曼栏板c,盖外装有可左右拉动控制狭缝开、闭的曝光的开关e,如图28-3所示。
哈特曼光栏是用来改变谱线在照相胶片上的位置,以便对三种谱线进行比较。当板上三条刻线与狭缝盖边缘相切时,表示光栏板上的三个椭圆孔相应地移到狭缝的正前方,从而选择光谱在胶片上的位置。
曝光开关还兼有防尘作用,在不使用时应把它关闭。
(2)色散系统
色散系统是一个恒偏向棱镜,它使光线在色散的同时又偏转90o。棱镜本身也可绕铅直轴转动。
(3)接收系统
小型棱镜摄谱仪的接收系统有三种。①照相机;②看谱目镜;③出射狭缝,可分别装于图28-2中的处。
若处装上照相机,则光谱可成像在毛玻璃屏上,调焦清晰后,取下毛玻璃屏换上感光胶片,即可曝光拍摄光谱线。
若处装上出射狭缝,则构成一个单色仪,转动棱镜转角调节轮,可使聚焦于出射狭缝的不同光谱线射出,以获得所需的单色光。
若处装上看谱目镜系统,则可直接用眼睛观察光谱线。本实验利用看谱系统进行各种发射光谱线波长的测量。在看谱目镜视场中有一小的黑三角,作为测量谱线波长的基准。当转动棱镜转角调节轮时,棱镜位置旋转,出射的光谱线位置也跟着移动,当在所需读出的谱线移到黑三角位置处时,可由与转角调节轮相连的螺旋刻度尺上读出此时棱镜的相对位置。欲知此时谱线波长的数值,则需先对螺旋刻度尺进行定标校正。
二、汞、氢光谱的标准波长表
光源
颜色和波长(nm)
氦
蓝
蓝
蓝绿
蓝绿
蓝绿
蓝绿
黄
红
红
438.79
447.15
471.32
492.19
501.57
504.77
587.56
667.82
706.57
汞
紫
紫
蓝
蓝绿
绿
黄
黄
红
404.66
407.80
435.84
491.60
546.07
576.96
579.07
623.40
氢
紫
蓝
红
434.05
486.13
656.28
『伍』 探究凸透镜成像规律的实验器材
实验目的:
探究凸透镜的成像规律
实验过程(步骤及现象):
1,光具座放好在桌面上,按顺序固定好蜡烛,凸透镜,光屏的位置.并调节好烛焰中心,凸透镜中心,光屏中心在同一高度.
2,点燃蜡烛,把蜡烛移到最左端,光屏移到最右端,在吧凸透镜往光屏方向移动,直到在光屏上得到一个亮点,为焦点,并测出两点到凸透镜中心的距离为焦距,记为f
3,把凸透镜移到中间,并移动蜡烛和光屏
1)把蜡烛移到两倍焦距之外,移动光屏位置,直到找到一个清晰的象,并记录象距和象的特点。
2)把蜡烛移到两倍焦距和一倍焦距之间,移动光屏位置,直到找到一个清晰的象,并记录象距和象的特点。
3)把蜡烛移到一倍焦距之内,移动光屏位置,试试能否找到一个清晰的象,如果不能,则从光屏一则,对着凸透镜看,能否找到一个象,并记录象距和象的特点。
实验结论:
u与f的关系 像的特点 像与物的位置关系 v与f的关系
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 f<v<2f
u=2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f
f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f
u=f -- - --
u<f 正立 放大 虚像 同侧 u,v同侧
(注:U是物距F是焦距 )
结果分析:
当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像;在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像;在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像。
『陆』 伽利略望远镜中的两个直棱透镜应如何放置
你好,首先,伽利略结构的望远镜,是没有棱镜的。原因很简单,棱镜的原理,是为了正像。
而伽利略结构的望远镜,本身不用棱镜,像就是正的,如果加上棱镜,反倒反了。
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望远镜的两类结构:
一种:就是两个放大镜,物镜是放大倍数小的,目镜是放大倍数大的。这种结构视野宽,倍数容易大,材料也好找。但是,如果你没有棱镜,那么成的像是倒的。
另一种:一个放大镜,倍数小点的,是物镜。一个凹透镜,度数大的,是目镜。优点,成的像是正的。缺点——上述方法中的优点一一相对应。
(当然,我说的这两个,只是模型,真正正规的望远镜,还是比较复杂的其实,不但材料和镜片不一样,http://www.ytwscc.com/shi13xiaosechajingpian.html你可以了解下望远镜的镜片的结构。——那里面的所谓“凸透镜”——实际上真正生产上,用的是设计复杂的透镜组——就好象你知道相机的镜头是个凸透镜一下——真正的专业的相机镜头,内部是复杂的透镜组。)
伽利略结构的目前因为一些缺点,已经淘汰了,只用在玩具上,这里就不详细说了。
『柒』 棱镜光谱仪的原理,结构和应用情况是怎样的
光谱仪又称分光仪。以光电倍增管等光探测器在不同波长位置,测量谱线强度的装置。其构造由一个入射狭缝,一个色散系统,一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域,并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。
将复色光分离成光谱的光学仪器。光谱仪有多种类型,除在可见光波段使用的光谱仪外,还有红外光谱仪和紫外光谱仪。按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。按探测方法分,有直接用眼观察的分光镜,用感光片记录的摄谱仪,以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的光谱仪器,常与其他分析仪器配合使用。
图中所示是三棱镜摄谱仪的基本结构。狭缝S与棱镜的主截面垂直,放置在透镜L的物方焦面内,感光片放置在透镜L的像方焦面内。用光源照明狭缝S,
S的像成在感光片上成为光谱线,由于棱镜的色散作用,不同波长的谱线彼此分开,就得入射光的光谱。棱镜摄谱仪能观察的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收。普通光学玻璃只适用于可见光波段,用石英可扩展到紫外区,在红外区一般使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体。目前普遍使用的反射式光栅光谱仪的光谱范围取决于光栅条纹的设计,可以具有较宽的光谱范围。
表征光谱仪基本特性的参量有光谱范围、色散率、带宽和分辨本领等。基于干涉原理设计的光谱仪(如法布里-珀罗干涉仪、傅立叶变换光谱仪)具有很高的色散率和分辨本领,常用于光谱精细结构的分析。
『捌』 如何利用探究凸透镜成像规律的装置模拟近视眼看远处物体模糊的情景的操作过程
产生近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,来自远处的光会聚在视网膜前,达到视网膜时不是一点而是模糊的光斑。 利用凸透镜成像规律实验装置模拟眼睛过程:1.将蜡烛,焦距比较大的凸透镜,光屏依次安装在光具座,调节它们的位置,光屏上成清晰的像。2.换另外一个比较厚(焦距较小)的凸透镜,(不改变蜡烛,凸透镜,光屏的位置),光屏上不能看到蜡烛的像只看到光斑,把光屏往前移动才看到蜡烛的像,这表明像成在光屏前面,这个跟近视眼的产生原因一样的