光学实验平台说明书.doc

天津港东科技发展有限公司1GSZ-2B 型 光学平台（）使用说明书GSZ-2B 型光学平台可供大专院校普通物理实验课开设光学实验使用本说明书举例说明项实验涵盖了几何光学、波动光学和信息光学比较重要的基础课题，大部分有测量要求，少部分限于观察现象各实验所需学时长短不一，教师可按教学要求搭配实验内容，组织实验课教学1 用自准法测薄凸透镜焦距………………………………………………………42 用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦距…………………………………53 由物象放大率测目镜焦距………………………………………………………64 透镜组节点和焦距的测定………………………………………………………85 自组投影仪………………………………………………………………………96 测自组望远镜的放大率…………………………………………………………107 自组带正像棱镜的望远镜………………………………………………………118 测自组显微镜的放大率…………………………………………………………129 杨氏双缝实验……………………………………………………………………1310 菲涅耳双棱镜干涉………………………………………………………………1411 夫琅禾费单缝衍射………………………………………………………………2112 光栅衍射…………………………………………………………………………2413 偏振光的产生和检验……………………………………………………………27天津港东科技发展有限公司21 用自准法测薄凸透镜焦距实验装置 （图 1-1）1：白光源 S（GY-6A） 6：三维调节架 (SZ-16)2：物屏 P （SZ-14） 7：二维平移底座 (SZ-02)3：凸透镜 L （f ′=190 mm） 8：三维平移底座 (SZ-01)4：二维架（SZ-07）或透镜架（SZ-08） 9-10：通用5：平面镜 M 底座（SZ-04）图 1-1实验步骤1）参照图 1-1，沿米尺装妥各器件，并调至共轴；2）移动 L，直至在物屏上获得镂空图案的倒立实像；3）调 M 镜，并微动 L，使像最清晰且与物等大（充满同一圆面积） ；4）分别记下 P 和 L 的位置 a1、a 2；5）将 P 和 L 都转 1800 之后，重复做前 4 步；6）记下 P 和 L 新的位置 b1、b 2；天津港东科技发展有限公司37）计算：； 12,afa12,bfb)(,,,baff2 用贝塞耳法（两次成像法）测薄凸透镜焦距实验装置（图 2-1）1：白光源 S 5：白屏 H （SZ-13）2：物屏 P (SZ-14) 6：二维平移底座（SZ-02）3：凸透镜 L ( =190 mm) 7：三维平移底座（SZ-01）f4：二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 8－9：通用底座（SZ-04）图 2-1实验步骤1）按图 2-1 沿米尺布置各器件并调至共轴，再使物与白屏距离 ；fl4天津港东科技发展有限公司42）紧靠米尺移动 L，使被照亮的物形在屏 H 上成一清晰的放大像，记下 L 的位置 a1 和 P与 H 间的距离 l ； 3）再移动 L，直至在像屏上成一清晰的缩小像，记下 L 的位置 a2 ；4）将 P、L、H 转 180°（不动底座） ，重复做前 3 步，又得到 L 的两个位置 b1、b 2 ；5) 计算：； 12ada12bdb；4aalf4bblf待测透镜焦距： 2af3 由物像放大率测目镜焦距实验装置（图 3-1）1：白光源 S 7：测微目镜 ME 2：微尺分划板 M（1/10 mm） 8：三维平移底座（SZ-01）3：双棱镜架（SZ-41） 9：三维平移底座（SZ-01）4：待测目镜 Le （ =29 mm） 10：升降调节座（ SZ-03）e'f5：二维调节架（SZ-07）或透镜架(SZ-08) 11：通用底座（ SZ-04）6：测微目镜架（SZ-36）天津港东科技发展有限公司5图 3-1实验步骤1）按图 3-1 沿米尺安排各器件，并调节共轴；2）从 M、Le、ME 靠近处逐渐移远 Le，直至在测微目镜中看到清晰的微尺放大像，并与 ME分划板无视差；3）测出 1/10 mm 微尺刻线的像宽，求出其放大倍率 m1，并分别记下 ME 和 Le 的位置a1、b 1；4）把 ME 向后移动 30-40 mm，并缓慢前移 Le，直至在测微目镜中又看到清晰的与 ME 分划板刻线无视差的微尺放大像；5）测出新的像宽，求出放大率 m2，记下 ME 和 Le 的位置 a2、b 2；6）计算： 像x像距改变量： )()(212bas天津港东科技发展有限公司64 透镜组节点和焦距的测定实验装置（图 5-1）1：白光源 S 8：测微目镜架2：毫米尺 9： 测微目镜3：双棱镜架（SZ-41） 10：二维平移底座（SZ-02） 4：物镜 Lo ( =150 mm) 11：二维平移底座（SZ-02）f5：二维架(SZ-07)或透镜架(SZ-08) 12：三维平移底座（SZ-01）6：透镜组 L1、L 2 ( =300 mm； =190 mm) 13：升降调节座（ SZ-03）f2f7：测节器 (节点架) 14：通用底座（SZ-04）另备用平面镜、白屏图 5-1实验步骤1）先借助平面镜调节毫米尺与准直物镜 Lo 的距离，使通过 Lo 的光束为平行光束（“自准法”） 。

2）加入透镜组和测微目镜，调共轴，同时移动目镜，找到毫米尺的清晰像3）沿节点架导轨前后移动透镜组，同时相应地前后移动测微目镜，直到节点架绕轴作不大的转动时，毫米尺像无横向移动为止（此时像方节点 N′即在节点架的转轴上） 4）用白屏取代测微目镜，接收毫米尺像分别记下屏和节点架在米尺导轨上的位置 a 和b，并从节点架导轨上记下透镜组中间位置（有标线）节点架转轴中心的偏移量 d5）将测节器转动 180°，重复 3、4 两步，测得另一组数据 a′ 、 b′ 、 d′数据处理天津港东科技发展有限公司7A、像方节点偏离透镜组中心的距离为 d透镜组的像方焦距 =a-bf物方节点 N 偏离透镜中心的距离为 透镜组的物方焦距 fabB、用 1：1 的比例画出被测透镜组及其各种基点的相对位置5 自组投影仪实验装置（图 6-1）1：白光源 S 8：白屏 H （SZ-13）2：聚光透镜 L1（ =50 mm） 9：三维平移底座 （SZ-01）f3：二维架 （SZ-07） 10：二维平移底座 （SZ-02）4：幻灯片 P 11：升降调节座 （SZ-03） 5：干版架（SZ-12） 12：升降调节座（SZ-03）6：放映物镜 L2（ =190 mm） 13：通用底座（SZ-04） of7：三维调节架 （SZ-16）SL1 P L2v1v2u2u1H图 6-1天津港东科技发展有限公司8实验步骤1）按图 6-1 排光路，调共轴。

2）使 L2 与 H 相距约 1.2 m（对较短平台，可用白墙代屏）前后移动 P，使其在 H 上成一清晰放大像3）使 L1 固定在紧靠幻灯片 P 的位置，取下 P，前后移动光源，使其成像于 L2 所在平面4）重新装好幻灯片，观察屏上像的亮度和照度的均匀性5）取下 L1，观察像面亮度和照度均匀性的变化放映物镜焦距和聚光镜焦距的选择放映物镜： 22(/1)fMD聚光镜： 2121[/()]/其中： 2211;DUV为像的放大率6 测自组望远镜的放大率实验装置（图 7-1）1：标尺 5：二维调节架（SZ-07）2：物镜 Lo（ =225 mm） 6：三维平移底座（SZ-01） f3：二维架 （SZ-07） 7：二维平移底座（SZ-02）4：目镜 L e（ =45 mm）f天津港东科技发展有限公司9图 7－1实验步骤1）按图 7-1 组成开普勒望远镜，向约 3 m 远处的标尺调焦，并对准两个红色指标间的 “E”字（距离 d1=5 cm） ；2）用另一只眼睛直接注视标尺，经适应性练，在视觉系统获得被望远镜放大的和直观的标尺的叠加像，再测出放大的红色指标内直观标尺的长度 d2；3）求出望远镜的测量放大率 ，并与计算放大率 作比较；12dΓoef注：标尺放在有限距离 S 远处时，望远镜放大率 可做如下修正：'Γ0Sf当 S′＞100 时，修正量of1of7 自组带正像棱镜的望远镜实验装置（图 8-1）1：标尺 7：二维平移底座 （SZ-02） 2：物镜 Lo（ =225 mm） 8：升降调整座（ SZ-03）f3：三维调节架 （SZ-16） 9：二维平移底座 （SZ-02）4：正像棱镜系统 10：升降调节座（SZ-03）5：目镜 Le（ =45 mm） 11：通用底座（ SZ-04）f天津港东科技发展有限公司106：二维架 （SZ-07）图 8-1实验步骤1）参照图 8-1，沿平台米尺先组装不加正像棱镜的望远镜，并对位于光轴上的约 3 m 远处的标尺调焦，认清该尺所成的倒像。

2）按图 8-1 所示，在 Lo 的像面前方安置正像棱镜 ＊ ，并相应调节目镜高度，找到标尺的正像正像棱镜如图 8-2 所示，由两块 45°～90°棱镜组合而成，又称组合泊罗棱镜，从图中光束箭头的走向可说明图像的翻转过程8 测自组显微镜的放大率实验装置（图 9-1）1：小照明光源 S（GY-20，低亮度） 10：升降调节座（SZ-03）2：干版架（SZ-12） 11：双棱镜架（SZ-41）45°45°45°90°90°图 8－2天津港东科技发展有限公司113：微尺 M1（1/10 mm） 12：毫米尺 M2（l=30 mm）4：二维架（SZ-07）或透镜架(SZ-08) 13：三维平移底座（ SZ-01）5：物镜 Lo（ =45 mm） 14：三维平移底座（ SZ-01）f。