普通物理试验光学部分教案

教案课程名称普通物理实验（光学部分）课程性质必修课总学时数30学时专业、班级物理教育专业2007级2009年2月

课程基本信息课程名称普通物理实验（光学部分）课程性质专业必修课学分1学时总学时：30学时 其中：课堂讲授4学时； 课内实验26学时开课部门物理科学与技术系任课教师

授课专业、班级物理教育专业2007级开课学期2007年级第3学期成绩评定平时成绩占30% 期末成绩占70%考核方式考试选用教材书名主编出版社出版日期普通物理实验（三、光学部分）高等教育出版社2000年5口-fefir--(Let月第二版本课程在本专业人才培养方案中的地位和作用普通物理光学实验是普通物理学实验的重要组成之一，是物理教育专业学生的必修课，是学生学习后续实验课程的一个重要环节，取着承上启下的作用。本课程教学目标.掌握光学实验的基本知识，基本方法和基本技能；.学会光学实验仪器的调试，操作测量的实验能力，设计简单实验的方法；.培养学生观察、实验的能力；培养学生良好的实验习惯和严谨的实验作风。学生用主要参考资料（1）《大学物理实验》贾玉润等编，高等教育出版社。（2）《普通物理实验教程》北京师范大学物理系编，高等教育出版社。（3）《普通物理实验指导》陈怀林，邵义全主编，北京大学出版社。教学进度计划表（2008-2009学年2学期）课程名称：普通物理实验（光学部分） 课程性质： 专业必修课周次学时章、节、标题教学主要内容（讲授、讨论、习题、实验、实习）拟布置作业及要求

12绪论光学实验呼特点及要求第一节光学实验的特点及要求(1)实验和理论相结合(2)仪器调节的要求比较高(3)要求较高的实验能力第二节光学实验的内容(1)学习光学中基本物理量的测量方法(2)学会一些常用光学仪器的调节方法(3)学会分析光学实验中的基本光路(4)继续学习分析误差和处理数据的方法预习实验一常用光学仪器的调节和使用要求写好预习报告22实验一常用光学仪器的调节和使用(1)GJZ-15型光具座的构造及调节要求(2)MCU-15型测微目镜的构造及使用方法JXD-A型移测显微镜的构造及使用方法JJY1'型分光计的构造及调节要求撰写实验报告总结实验的操作步骤与注意事项；预习实验二32实验二薄透镜焦距的测量(1)公式法求会聚透镜的焦距；(2)透镜二次成像法求焦距；(3)自准直法求焦距；(4)辅助透镜成像法求凹透镜的焦距。撰写实验报告；预习实验三。422007级学生教育教学实习522007级学生教育教学实习622007级学生教育教学实习72实验三分光计调节及玻璃三棱镜折射率的测定(1)分光计的调节；(2)三棱镜顶角的测定(自准直法和棱脊分束法)；撰写实验报告；预习实验折射率的测定。82实验三分光计调节及玻璃三棱镜折射率的测定(3)分光计的调节；(4)三棱镜最小偏向角的测定。撰写实验报告；预习实验四。92实验四用双棱镜测定钠光波长(1)调节仪器，使光学系统共轴等高；(2)调节干涉条纹的大小清晰；(3)测量与计算。撰写实验报告；课后自己复习，准备考试。102期中教学检查考核期中阶段所学实验技能课内考核

112实验五用小型棱镜摄谱仪测定光波波长(1)摄谱仪的调节；(2)拍摄光谱；(3)测量待测谱线的波长。撰写实验报告；预习实验六。122实验六用牛顿环干涉测透镜曲率半径(1)调节牛顿环干涉条纹；(2)用移测显微镜测量干涉环的半径；(3)计算平凸透镜的曲率半径R及其标准不确定度。撰写实验报告；预习实验七。132实验七迈克尔逊干涉仪的调节和使用(1)迈克尔逊干涉仪的调节；(2)测定钠光波长；(3)观察白光的彩色干涉条纹；(4)点光源照明产生的非定域干涉图样的观察；撰写实验报告；预习实验八。142实验八用透射光栅测定光波波长(1)分光计的调节；(2)光栅位置的调节；(3)测光栅常数；(4)测量末知波长；(5)测量光栅的角色散；撰写实验报告；预习实验九。152实验九全息照相(1)全息台的调节；(2)布置与调整全息光路；(3)曝光；(4)冲洗；(5)全息再现。撰写实验报告；162复习总结课内总结本学期的实验知识和技能172机动182期末考试教研室主任： 年月日教案教学题目：(章、节)绪论光学实验的特点及要求学时数2教学目的和要求：.知道光学实验的特点及要求；.了解光学实验的主要方法；.知道本学期光学实验的内容及要求。教学基本内容:第一节光学实验的特点及要求一、实验和理论相结合二、仪器调节的要求比较高三、要求较高的实验素养第二节光学实验的内容一、学习光学中基本物理量的测量方法二、学会一些常用光学仪器的调节方法三、学会分析光学实验中的基本光路四、继续学习分析误差和处理数据的方法教学重点与难点：光学实验的特点和本学期的实验内容及要求。教学过程:.讲授新课：第一节光学实验的特点及要求一、实验和理论相结合光波是频率极高的电磁波，可见光的频率是1014Hz数量级，即在10-9S时间内，光的扰动有几十万次之多，而实验只能测定在观察时间内的平均效果。不熟悉光源的发光特性，不了解光波的相干性和偏振特点来，有些实验（如干涉）很难做好，有些实验（偏振）甚至无法进行。尊重实际情况，详细地观察和记录各种光学现象及产生的条件，用已掌握的光学理论进行思考，才能做出正确的分析和解释。只有这样，才能巩固和加强对理论知识的理解，提高实验的成功率。二、仪器调节的要求比较高光学仪器的调节，包含着丰富的实验内涵。必须详细地了解仪器的性能特点，建立起清晰的物理图象，才能选择有效的调节方法；再根据观察到的现象，判断仪器工作是否正常，在理论的指导下，选择解决的方法；则，轻者会使实验无法正常进行，重者会使仪器的性能下降，甚至损坏仪器。三、要求较高的实验素养很多光学测量是实验者通过调节仪器，对目标的观察和判断后进行读数。因此，实验者的理论基础、操作技能的优劣、判断的准确程度都会使测量数据带有不同的偏离和分散，从而影响测量结果的可靠性。因此，实验者必须不断提高实验素养，排除“假象”和其他因素的干扰，力求客观正确地反映实际情况。第二节光学实验的内容一、学习光学中基本物理量的测量方法光学中的基本物理量有透镜的焦距，光学系统的基点，光学仪器的放大率和分辨率，透明介质的折射率及光波波长等。对这些物理量的测量要学习它们的设计思想、特点和适用条件；实测时，要观察分析发生的各种光学现象，掌握其规律，并运用理论指导自己的实践。二、学会一些常用光学仪器的调节方法光学实验中常见的光学仪器有光具座、测微目镜、望远镜、分光仪、干涉仪、摄谱仪等。学会使用光学仪器的内容，包括了解仪器的构造、工作原理及正常的使用状态，调节到正常使用状态的方法，操作要求，注意事项，并形成良好的操作技能。三、学会分析光学实验中的基本光路光学实验中的光路，由许多的基本光路组合而成，是每一个设计思想的具体化。常用的基本光路有自准直光路、助视放大光路、恒偏向光路、分束光路、激光束自准直光路等。要了解元器件的参数对实验的影响、基本光路之间的衔接要求。要学会分析基本光路在实验中的作用、运用这些基本光路设计一些简单实验的方法。四、继续学习分析误差和处理数据的方法学会正确地表达和评价实验结果的方法，学会分析误差产生的原因和减小实验误差的途径，既加深了对实验理论的理解，又加强了对测量方法和仪器选择的理解。五、本学期的教学安排本学期2007级学生教育教学实习3周（第4-6周）。因此，拟开设8-9个实验（见计划），用2学时总结复习，机动2学时，期中考核和期末考试各占2学时。.课程小结：本节课是光学实验的绪论部分，讲了光学实验的特点，光学实验的学习内容及要求。（1）光学实验的特点及要求（2）光学实验的内容教学方式及教学方法：课堂讲授，以实例分析讲解内容。作业及课外训练:预习实验一常用光学仪器的调节和使用，要求写好预习报告（仪器的型号、结构、调节方法、注意事项等）。教案小结:（1）讲课的速度应快一点，把本学期的要求及内容讲透了；（2）光学实验的基本技巧结合起来讲。2009年3月3日教学题目：（章、节）实验一常用光学仪器的调节和使用学时数2教学目的和要求：.知道光具座（GJZ-1500型）的结构，掌握光具座的调节方法；.知道测微目镜（MCU-15型）的结构，掌握测微目镜的使用方法；.知道移测显微镜（JXD—A型）的结构，掌握移测显微镜的使用方法；4.知道分光计（JJY1，型）的结构，掌握分光计的调节方法及要求。教学基本内容:一、GJZ—15型光具座的构造及调节要求（共轴共面等高）二、MCU-15型测微目镜的构造及使用方法（避免回程误差）三、JXD-A型移测显微镜的构造及使用方法（避免回程误差）四、JJY1，型分光计的构造及调节要求（五步骤）教学重点与难点：分光计的调节是重点；避免回程误差是难点。教学过程:1.讲授新课：一、GJZ—15型光具座的构造及调节要求（共轴共面等高）（1）光具座的结构。主体是一个平直有导轨，长 1.5m，上面刻有标尺，导轨上还有可移动的滑块支架。（2）光具座的调节。光学系统应符合或接近理想条件。因此，光具座上调节光学系统，必须满足两个条件：共轴，等高。调节步骤：先粗调和后细调。调节方法：成小像时调节光屏的位置，成大像时调节透镜的高低和左右（并采用逐次逼近法）。二、MCU-15型测微目镜的构造及使用方法（避免回程误差）（一）MCU-15型测微目镜的构造。由目镜、分划板、读数鼓轮、接头装置等。规格如下:目镜放大率15倍；有效测量范围6刖；目镜分划尺分度值1mm；分划尺刻度数0〜8mm;测微鼓轮分度值0.01mm；测量精度0.01mm。（二）使用方法及注意事项。（1）首先要确定分度值；（2）调节目镜使测量基线与移动方向平行；（3）防止回程误差；（4）旋转测微螺旋时，动作要平稳、缓慢。三、JXD-A型移测显微镜的构造及使用方法（避免回程误差）（一）JXD-A型移测显微镜的构造。由底座、横轴、立柱、目镜、物镜、镜筒、调焦手轮、反光镜调节手轮、指针、标尺、毛玻璃等构成。规格如下:总放大率30倍（物镜3义，目镜10X）；数值孔径0.10；测量范E0〜50mm；鼓轮分度值0.01mm。（二）使用方法及注意事项。（1）先调节目镜，测量叉丝在视场中清晰可见；（2）一根测量叉丝与显微镜移动方向垂直，依次通过测量物体的两端；（3）为了消除测量误差，要采用单方向测量；（4）使用完毕应罩好仪器。四、JJY1，型分光计的构造及调节要求（五步骤）（一）JJY1，型分光计的构造。由底座、望远镜、准直管、载物台、刻度圆盘等几部分构成。（二）JJY1，型分光计的调节.调节要求（1）分光计的光学系统（准直管、望远镜）要适应于平行光;（2）从刻度圆盘上读数要符合观察的实际角度。分光计观察系统基本上由读数平面（主刻度盘和游标内盘）、观察平面（望远镜绕中心轴旋转时形成）、待测平面构成（准直管光轴与待测光学元件反射、折射和衍射后的光线形成）。按调节要求，应将三外平面调节成相互平行。.调节方法（1）粗调（2）细调a,应用自准直原理调望远镜适合于平行光；b.用逐次逼近法，调节望远镜光轴与中心转轴垂直（使观察平面与读数平面平行）;c.将分划板十字线调成水平与垂直；d.调节载物台，使其法线与旋转主轴重合;e,平行光管的调节；平行光管的狭缝必须在物镜的焦面上，平行光管的光轴应与望远镜的光轴重合。调节平行光管的倾度螺钉使水平分划线平分狭缝像，再转动狭缝像与分划板竖线平行。2.课程小结:光学实验仪器的调节一般分为粗调与细调两个步骤。在具体使用时要明确仪器的使用方法和适用范围，掌握读数方法和它的测量精度。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，总结实验的操作步骤与注意事项。教案小结:（1）JJY1，型分光计调节，采取了分解与完整教学方式施教，效果不错。（2）个别学生对总结实验操作经验不感兴趣，觉得这种要求过分。不出来，却不找原因。预习的要求还得再次强调和检查。2009年3月10日教学题目：（章、节）实验二薄透镜焦距的测量学时数教学题目：（章、节）实验二薄透镜焦距的测量学时数教学目的和要求:1.学会调节光学系统使之共轴等高，了解视差原理的应用;2.掌握薄透镜焦距的测定方法。教学基本内容:公式法求会聚透镜的焦距;镜二次成像法求焦距;自准直法求焦距;辅助透镜成像法求凹透镜的焦距。公式法求会聚透镜的焦距;镜二次成像法求焦距;自准直法求焦距;辅助透镜成像法求凹透镜的焦距。教学重点与难点：物距与像距的测定是重点，辅助透镜成像法是难点。教学过程:1.课前复习:（1）薄透镜的物距、像距和焦距的概念；（2）物距和像距正负号的规定；（3）薄透镜的成像公式。.讲授新课：（一）测量会聚透镜焦距的方法（1）公式法；（2）两次成像法;（3）自准直法；（二）测量发散透镜（凹透镜）焦距的方法辅助透镜成像法求凹透镜的焦距。先求出物距和像距，再用公式求凹透镜的焦距。难点是如何确定凹透镜的物距和像距。.课程小结:测量凸透镜焦距的方法有三种：公式法、两次成像法和自准直法。测量凹透镜焦距的方法有二种：辅助透镜成像法、平面镜成像法。我们主要学习了辅助透镜成像法。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练:撰写实验报告，预习实验三，并写出预习报告（设计好记录数据的表格）。教案小结:2009年2月20日教学题目：(章、节) 。学时数2实验三分光计调节及玻璃三棱镜折射率的测定教学目的和要求：.了解分光计的结构，掌握调节和使用方法；.掌握测量三棱镜玻璃顶角的方法；教学基本内容：.分光计的调节；.三棱镜顶角的测定(自准直法和棱脊分束法)；教学重点与难点：三棱镜顶角的测量方法是重点，分光计的调节方法是难点。教学过程:.课前复习：(1)分光计的调节方法；(2)三棱镜的分类及顶角。.讲授新课：三棱镜顶角的测量(1)自准直法0=四三)+(丁匕)](1)TOC\o"1-5"\h\z计算公式：A=18。-0 ⑵(2)棱脊分束法A=['-v)+(v-v)] (3)计算公式： 422 113.课程小结：（1）分光计的调节要做到读数平面、观察平面和待测平面节成相互平行。（2）内盘的0刻度过游标时，上述公式已不适用。（3）好的记录表格对处理数据非常有帮助。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。。-作业及课外训练：撰写实验报告，计算顶角A的标准不确定度。教案小结:2009年2月20日学时数实验三分光计调节及玻璃三棱镜折射率的测定教学题目：（章、节）学时数实验三分光计调节及玻璃三棱镜折射率的测定教学目的和要求:.掌握分光计的调节和使用方法;.掌握测量三棱镜最小偏向角的方法;.会计算三棱镜玻璃的折射率。教学基本内容:.分光计的调节;.三棱镜最小偏向角的测定。.计算三棱镜玻璃的折射率。教学重点与难点：三棱镜最小偏向角的测量方法是重点，分光计的调节方法是难点。教学过程:.课前复习:（1）分光计的调节方法；（2）三棱镜的最小偏顶角。当i,=i时，出射光线与入射光线的偏向角最小，记为5。.讲授新课:（一）最小偏向角的测量（1）以钠灯做光源；（2）观察到黄色谱线不再移动时，无论棱镜台向转动，该谱线向相反方向移动，偏向角都变大。这个谱线反向移动的极限位置，就是该谱线的最小偏向角的位置；（3）操作望远镜对准黄色谱线的极限位置，记录望远镜在T1位置的读数v/v2；（4）将棱镜转到另则，寻找黄色谱线的极限位置T2,记录游标的读数v;、V2；8=（Iv,—vI+1v'—v1）/4

m1 1 2 2（二）三棱镜玻璃的折射率的计算（1）将测得的顶角A及最小偏向角（5m代入下式(3-1)sinA+8mn=(3-1)sin2计算棱镜玻璃的折射率。（2）计算n的不确定度。3.课程小结:（1）判断最小偏向角的极限位置是关键。（2）内盘的0刻度过游标时，上述公式已不适用。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，预习实验四，并写出预习报告（设计好记录数据的表格）。教案小结:2009年3月10日教学题目：(章、节)实验四用双棱镜测定钠光波长学时数2教学目的和要求：.观察双光束干涉现象，理解相干条件；.利用双棱镜测定光波波长；.计算钠光波长的相对误差及标准偏差。教学基本内容:调节仪器，使光学系统共轴等高；调节干涉条纹的大小清晰；测量与计算。教学重点与难点：干涉条纹的调节是重点，波长不确定度的计算是难点。教学过程:.课前复习：光具座的调节要求及方法；光的干涉原理及条件。.讲授新课：(1)计算公式“为两虚光源si和s2间的距离，D为虚光源所在平面至观察屏P

的距离（近似为在光源狭缝s的平面内），且d，<<d,干涉条纹的宽度为^x,实验所用波长2由下式表示,(5-1)由透镜两次成像法，求得放大实像的间距，和另一组缩小实像的间距，根据下式,d'd'1呵计算出两虚光源之间的距离d，。(5-2)干涉条纹的间距^x。选取11条暗条纹，用测微目镜测出其总间距x,再计算出干涉条纹的间距,(5-3)AX端(5-3)（2）实验内容及要求①去掉双棱镜，调节狭缝、透镜、测微目镜三者共轴（约12）测微目镜稍大于透焦距的四倍。②去掉透镜，在距狭缝10左右放上双棱镜，调节双棱镜使其与狭缝平行正对。同时，调节狭缝宽度，在测微目镜中看到清晰的干涉条纹。③调节测微目镜，叉丝及刻度最清晰，并使刻度与干涉条纹平行。④测量^x、d，和D的值。4x、d，重复五次，取它们的平均值。用米尺测量D的值。⑤将Ax、土和D的值代入（5-1）式，计算波长的大小。⑥计算波长测量值的标准不确定度。.课程小结:(1)干涉条纹的调节按要求做，只读暗条纹的根数(11条);(2)测两次成像的狭缝的像宽，来决定s和s虚像的距离;(3)s和s虚像与屏的距离D的测量要考虑分划板的距离。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，预习实验五，并写出预习报告教案小结:2009年3月10日学时数实验五用小型棱镜摄谱仪测定光波波长教学题目：(章、节)学时数实验五用小型棱镜摄谱仪测定光波波长教学目的和要求:.了解棱镜摄谱仪的结构及各部件的作用;.初步掌握摄谱仪的调节方法和摄谱技术;.学会用照相法测定某一光谱线的波长。教学基本内容:.摄谱仪的调节;.拍摄光谱;.测量待测谱线的波长。教学重点与难点：拍摄光谱既是重点又是难点。教学过程:1.讲授新课:(1)摄谱仪的调节

雷“3雷“3②光源和狭缝S间加入聚光透镜L,使光源像成在入射缝上;①调节共轴，将光源②光源和狭缝S间加入聚光透镜L,使光源像成在入射缝上;1③取去狭缝罩盖，在放置照相底板的位置是放一毛玻璃，可看到汞灯的线光谱。④换用氦一氖激光器作光源，观察氦一氖激光器的光谱。（2）拍摄光谱拍摄比较光谱时，用哈脱曼光阑遮光。光阑装在摄谱仪前，可左右移动。将三条刻线中的任一条对准狭缝外壳边缘，使刻线对应的孔与狭缝吻合。用第一孔拍摄已知波长的光谱（汞灯光谱），移动第二孔拍摄拍摄待测光谱，第三孔拍摄已知波长的光谱（He-Ne辉光光谱）。从而得到三列光谱，两列已知光谱的谱线与待测光谱的谱线在竖直方向相接又不重叠。①将毛玻璃放在暗匣的底板位置处，移动暗匣，毛玻璃上出现光谱，取下暗匣在暗室中装入底版（底版的药膜面应朝上）。

②用手操纵狭缝上的罩盖控制曝光时间；③拍摄比较光谱时，必须防止不同光源的光谱之间出现横向移动,引起测量误差。因此，拍摄同一组比较光谱时，光学系统及暗匣不能移动，只能移动哈脱曼光阑;④在暗室中打开暗匣，按以下顺序冲洗:水f显像液（注意显影时间）f水f定影液（约10分钟）f水f晾干。（3）测量待测谱线的波长在靠近待测波长入,的两面端，选两条波长%、与已知的谱线，测出三条谱线在底板上的位置叱、n1和n，依据线性关系，从求出入x值。另外选两条距入x稍远的（或在入x同一侧的）谱线，算出入x，比较其差异。IlliIIIIIlv板I11Illiill…

!"!I|1已知As=633^4mi 4*=64O.2nm入一入入一入n入一入入一入n2-n】 n-n](5-1)TOC\o"1-5"\h\z九八+"x—"I(九一九) (5-2)x1n-n2 12 12.课程小结：①聚光透镜L的焦距与位置时，应使透镜的孔径对入射狭缝的张角3。＞2和摄谱仪的准直物镜的入射孔径（D/f;）相匹配。当时 f；，一部分— — j…4 …D,光照在入射孔径之外，引起仪器内壁产生杂散光干扰；当时f;，仪器的入射孔径未被照全，降低了仪器的分辨本领。②棱镜台的转动旋钮可调整棱镜的位置，使拍摄的光谱段位于适当的位置。③用移测显微镜测量光谱线的位置时，一要聚焦，二要防止回程误差。④参照实验室提供的江谱图，对作为标准的波长值要认真核对。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，预习实验六，并写出预习报告教案小结:2009年3月15日教学题目：（章、节）实验六用牛顿环十涉测透镜曲率半径学时数 2教学目的和要求：.掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法；.通过实验加深对等厚干涉原理的理解。教学基本内容:.调节牛顿环干涉条纹；.用移测显微镜测量干涉环的半径；.计算平凸透镜的曲率半径R及其标准不确定度。教学重点与难点：干涉圆环的序数及圆直径的测定既是重点又是难点。教学过程：1.课前复习:半径R的透镜，形成m级干涉暗条纹的半径，m级干涉亮条纹的半径分别为。和二:r=r=JmR九m(6-1)(2m-1)R.2(6-2)第m个暗环的半径。，式（6-1）修正为r2=（m+j）R九

(2m-1)R.2(6-2)第m个暗环的半径。，式（6-1）修正为r2=（m+j）R九

m(6-3)m为环序数，（m+j）为干涉级数（j为干涉级修正值）,r2—r2=im- m,2 1透镜的曲率半径为m2+j)一(m^+j)]rX=(m2-m)R入 (6-4)r2一r2R= m2 m1__(m-m)九(6-5)2.讲授新课:（1）调节牛顿环干涉条纹在灯光下，用眼睛直接观察牛顿环，使干涉圆环位于透镜中心。（2）用移测显微镜测量干涉环的半径由于中心附近比较模糊，从第3暗环到第22暗环，测出各环直径两。要从最外侧的位置、开始连续测量，直至^2为止。,r2，A=r2—r2，3， 2 14 4，A10=,「12A=r21 13根据式（6-5）可知上面各a值应相等，取其平均值作为（？一工）的2 1测量值去计算R。（3）计算平凸透镜的曲率半径R及其标准不确定度。根据式（6-5）计算半径R,取钠黄光波长入Na=589・3nm。3.课程小结：（1）牛顿环干涉圆环应居中;（2）测量干涉环的半径时要采用单向测量，避免回程误差;（3）钠光波长晨「5893nm应作单位换算，R的大小毫米做单位。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，预习实验七，并写出预习报告。教案小结:2009年3月15日学时数实验七迈克尔逊干涉仪的调节和使用教学题目：(章、节)学时数实验七迈克尔逊干涉仪的调节和使用教学目的和要求:.了解迈克尔逊干涉仪的结构，初步掌握调节方法;.观察非定域干涉、等倾干涉形成的条件及干涉图样的特点。教学基本内容:迈克尔逊干涉仪的调节;测定钠光波长;观察白光的彩色干涉条纹;迈克尔逊干涉仪的调节;测定钠光波长;观察白光的彩色干涉条纹;4.4.测定钠光。双线(DEMBEDEquation.3D)的波长差;教学重点与难点：等倾干涉图样的特点是重点，迈克尔逊干涉仪的调节是难点。教学过程：1.课前复习:等倾干涉的光程差 △=2dcosi (7-1)令等倾干涉的中心干涉级次最高。纹中心出现亮点的条件,A=2d=2k令等倾干涉的中心干涉级次最高。纹中心出现亮点的条件,A=2d=2k•—=k%2(7-2)圆心处干涉条纹的级次k=2d%(7-3)当间距逐渐增大时，某一级干涉条纹，必定以减少叫的值来满足2dcosk=k%，故干涉条纹向ik变大的方向移动，向外扩展。反之，间距减少时，最靠近中心的条纹一个一个地“陷入”中心。每扩展或陷入一个条纹，间距的改变为％/2。若有N个条纹从中心涌出，表明M1相对M2移动了— %Ad=N2 (7-4)已知波长，由条纹变化的数目，可计算出移动的距离；反之，已知移动的距离和干涉条纹变化的数目，可计算出光波的波长。令干涉条纹的分布是中心宽边缘窄A=i-i»—^― (7-5)相邻条纹的间距卜kk-12支①d一定时，视场里干涉条纹的分布是中心宽(，k小，&k大)，边缘较窄(「女大，Ak小)；②ik一定时，d越小，Ak越大，条纹随d的减小而变宽。所以，调节和测量时，选择d较小为宜。钠黄光由中心波长3=589.0nm、％广589.6nm的双线组成，波长差为0.6nm，每一条谱线有一定宽度。由于双线波长差A%与中心波长相比很小，称为准单色光。

钠光D双线(D]embEDEquation.3D2)的波长差在d为d1时，X1与X2均为亮条纹，视见度最好，XXd1=f，dr= (m和n为整数)若，当d增加到d2，满足d2=(m+K))2，d2=(n+K+0.5)多(K为整数)对九1为亮条纹，对％为暗条纹，视见度最差(分不清楚条纹)。从最佳到最差视见度，叱移动距离为X Xd2-d=K==(K+0.504(d「4(d「d1)4(d2d1)(7-6)X12为九1、%的平均值。X2(7-7)AX="

2Ad(7-7)2.讲授新课:(1)迈克尔逊干涉仪的调节①钠灯照射毛玻璃屏，形成均匀的扩展光源。屏上加一指针或带尖的黑纸片。②旋转粗调手轮，使M1和M2至P1镀膜面的距离大至相等，沿EP1方向观察将看到指针的双影。③仔细调节吃和吃背后的三个螺钉，直到双影在水平和竖直方向完全重合。看到干涉条纹时，仔细调节三个螺丝，使干涉条纹成圆形。④缓慢调节M2下方的两个微调拉簧螺丝，干涉条纹中心仅随观察者2眼睛移动而移动，但不发生条纹的“涌出”或“陷入”，这时看到的条纹才是严格的等倾干涉。（2）测定钠光波长（2和D2二波长的平均值）①旋转粗调手轮，移动M〃观察条纹的变化，从条纹的“涌出”或“陷入”，观察d的取值与条纹粗细、疏密的关系。②当视场中出现清晰、对比度好的干涉圆环时，再慢慢转动微调手轮，观察到中心条纹一个一个地涌出（或陷入）。开始记数，记录叱镜的位置4（两读数相加），继续转动手轮，数到条纹从中心向外涌出100个时，停止转动微调手轮，再记录叱镜的位置d2，利用式（7-4）计算待测光波的波长九。③重复几次，取平均值并计算不确定度，与公认值比较。（3）观察白光的彩色干涉条纹对于等倾干涉，在d接近零时可看到；对于等厚干涉，在叱和M2的交线附近可看到。因为在d=0时，所有波长的干涉情况相同，不显彩色。当d较大时因不同波长干涉条纹互相重叠，彩色消失。只有d接近零时才可看到数目不多的彩色干涉条纹。①先用钠灯观察等倾干涉环，移动M,，根据观察现象确定M,的移动方向，改用白光源继续移动M-直至看到彩色干涉圆环。②再调等厚干涉条纹。（4）测定钠光D双线（DEMBEDEquation,3D）的波长差①钠光做光源调节干涉仪看到干涉条纹；②移动M1，使视场中心的视见度最小，记录M1的位置d1，继续移动M1，直至视见度又为最小，此时M1的位置为d2，则Nd=一即。利用式

(7-7)计算。.课程小结:迈克尔逊干涉仪的调节：等倾干涉，条纹应是圆形，注意减少振动。测定钠光波长：在视见度较好时做测量，即d较小范围内。观察白光的彩色干涉条纹：要求d的大小趋于零时做观察最好。测定钠光刀双线(叫embedEq11ati0n.3%)的波长差。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，预习实验八，并写出预习报告。教案小结:2009年3月18日教学题目：（章、节）学时数实验八用透射光栅测定光波波长教学目的和要求：.加深对光的干涉、衍射和光栅分光作用的基本原理的理解；.掌握用透射光栅测定光栅常数，汞谱线的波长和角色散率；.掌握分光计的使用方法。教学基本内容:1.分光计的调节； 2.光栅位置的调节；3.测光栅常数； 4.测量未知波长；5.测量光栅的角色散；教学重点与难点：衍射角的测量是重点，光谱级数的辨别是难点。教学过程:1.课前复习：(a+b)sin0=土k九光栅方程:dsin光栅方程:dsin0=±k九(8-1)a是狭缝宽度，b是不透光条的宽度，00是衍射角，k是光谱级数（k=0，土1,土2,）。当k=0时，0=0处出现中心亮纹。对k的其它值，正负号相当于两组光谱，对称地分布在零级像有两侧。若已知光栅常数d=（a+b），测出第k级条纹对应的衍射角0，由式（8-1）可算出入射光波的波长九；若已知入射光波长，可求出光栅常数d。因为卜加0|<1，所用光栅的光谱线的最高级次由下式决定,(8-2)如果含有多种波长的光照射光栅时，除了零级中央亮纹重合外，不同波长的光在同一级亮线的位置各不相同，波长长的色光衍射角大，波长短的衍射角小。若已知其中某一色光的波长九，只要测得相应的衍射角0、。就可算出另一色光的波长兀，sin0%加=九sin0(8-3)不同波长的光的衍射角不同，为了表征不同谱线的分散程度，引入光d0栅的角色散（d）的概念,d0 kD三= dXdcos0(8-4)对同级光谱，衍射角0大的角色散大；光栅常数d越小的角色散越大。另外，不同级次光谱的角色散也不相同，高级次的谱线角色散大。分辨本领是光栅的一个重要参数，表征光栅分辨光谱细节的能力。(8-5)R=kN(8-6)2.讲授新课:（1）分光计的调节①望远镜适应平行光（对无穷远调焦）；②望远镜、准直管垂直于仪器主轴；③准直管发出平行光；（2）光栅位置的调节①光栅平面应垂直于入射光；②光栅衍射面应与观测平面和读数平面平行；首先望远镜对准准直管，观察准直管的狭缝像与叉丝的竖直线重合，固定望远镜。其次，点亮目镜叉丝照明灯（移开或关闭狭缝照明灯），左右转动载物台，看到反射的“绿十字”，调节b、4使绿十字和目镜中的调整叉丝重合。用汞灯照明准直管的狭缝，转动望远镜观察光谱，如果左右两侧光谱线对于目镜叉丝的水平线高低不等，说明光栅的衍射面和观察平面不一致，可调节载台上的螺钉\使它们左右齐平。（3）测光栅常量d用汞灯光谱中的绿线（九=54607〃山），取光谱级数k=1进行观测。转动望远镜到光栅一侧，叉丝的竖线对准已知波长的第一级谱线中心，记录左右游标的标值、、；将望远镜转到光栅的另一侧，用同样的方法，记录左右游标的标值V；、V。计算绿色谱线的衍射角0，TOC\o"1-5"\h\z1 20=—{Iv'-vI+Iv,-v1} （8-7）4 1 1 2 2重复测量几次，根据式（8-1），计算d值及其标准不确定度。（4）测量未知波长用钠灯做光源，测量1级二黄色谱线的波长九4和九4,并与公认值比较，计算测量的相对误差。(5)测量光栅的角色散用钠灯为光源，测量其1级光谱线中二黄线的衍射角，二黄线的波长差A0AX=0.597nm，衍射角之差A0(=62-0)，由式(8-4)计算角色散氐。3.课程小结：(1)分光计的调节。调节观察平面、待测平面和读数平面的平行。(2)光栅位置的调节。光栅平面与准直管出射光垂直，光栅刻线与望远镜转轴平行。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，预习实验九，并写出预习报告。教案小结:2009年3月18日学时数教学题目：(章、节)实验九全息照相教学目的和要求:学时数.了解全息照相记录和再现的原理;.掌握了解漫反射全息照片的摄制方法;.加深对全息照片特点的理解。教学基本内容:(1)全息台的调节;(2)布置与调整全息光路;(3)曝光;(4)冲洗;(5)全息再现。(1)全息台的调节;(2)布置与调整全息光路;(3)曝光;(4)冲洗;(5)全息再现。教学重点与难点:教学过程:1.课前复习:(1)物体光波波前的记录一一摄制全息图教学重点与难点:教学过程:1.课前复习:(1)物体光波波前的记录一一摄制全息图①参考光和物光的干涉。物光O和参考光R，在H所在的xy平面上的分布为eoo(x,y)cos[①t+q(x,y)]和e(x,y)cos[①t+q(x,y)],其中e°(x,y),e(x,y)、q(x,y),q(x,y)分别是O和R的振幅分布和初位相分布。eo(x,y),q(x,y)是物体各点衍射到(x，y)点的光叠加后的振幅和位相，ejx,y)cos[④t+q(x,y)]又是一群物体各点独立的衍射波。用复数表示时，O和R的复振幅(复矢量)分布为E°=Eo(x,y)=e。(x,y)exp[iQo(x,y)] (9-1)E=E(x,y)=e(x,y)exp[iqr(x,y)] (9-2)E。，Er叠加后的合振幅：E=E(x,y)=E。(x,y)+E(x,y)合振动的强度分布为I=I(x,y)=1E(x,y)12=EE* (9-3)(9-4)(9-5)2eecos(Q(9-4)(9-5)2eecos(Qo-qr)随坐标变化I(x,y)=EE*+EE*+E*E+EE0 0rroro、I(x,y)=e2+e2+2eecos(Q—Q)e：+er是xy平面上平均光强(直流项)，(交流项)，在xy平面上按坐标周期性地变化，形成干涉条纹。设二平面波的夹角为2a，波长为九，对称入射H，得xy平面上光

强的空间频率为强的空间频率为(9-6)N=(2sina)/入(9-6)当物体有一定大小时，H处的光强分布极其复杂，它是一系列空间频率的大小不同、方向不同、强度也不同的干涉条纹的叠加，也就图9・3乳胶的图9・3乳胶的特性曲线把上述光强分布用感光介质线性地记录下来，也就记录了O光和R光在xy平面上的振幅和位相信息，因而称全息照相。②记录介质。负性乳胶干版的感光特性如图9-3所示，t是振幅透过率，£是曝光量。设入射光强为3透过光强为i，振幅透过率t=(i/i。)1/2。从曲线看出，在£的中间段，可用方程t=t。+Ps (9-7)近似表示。to，P为常数，P<0是负片。在一定范围内，振幅透过率和曝光量是线性关系。③物体光波波前的记录一一摄全息图将上述干版放在xy平面处，让它的感光量I(x,y)t落在线性区，再经显影定影处理后，xy平面上的光强分布I(x,y)就转变成了干版上的振幅透过率分布t(x,y)，从而得到了物体光波的全息图H。将£=I(x,y)t代入式(9-7)中，全息图的振幅透过率分布为t(x,y)=k+ptEE*+ptE*E (9-8)or or式中k=t0+p11Eo12+p11E12=t0+pteo+pe近似为常数。t(X)=k+2Pteecos。即) (9-9)由式可知，全息图的振幅透过率也是按周期性变化的。(2)物体光波波前的重建再现物体像(2)物体光波波前的重建再现物体像全息照相的第二步如图9-2所示，用原参考光，照射上述全息图H，照射光通过全息图复杂光栅的衍射，图中每一点的衍射子波，包含了原物体上各点照射到图上该点的所有光波，图中许多的点的衍射子波叠加后，在H右方就合成出了原物O的光波波前，并继续向右传播。不用透镜，迎着此光看去就能看到“原物O”。传播。不用透镜，迎着此光看去就能看到“原物O”。但原物已挪走，光并不是发自原物O,所以看到的实际上是原物O的一个虚像。不用透镜就有成像作用是全息图的一大特点。波前重建用数学式子表达是，在E,的照射下，透过全息图的振幅分布为，E'(x,y)=TE=kE+p11E12E+ptE2E*=E1+E—E'

rr ro ro1 2 3(9-10)上式第一项，(9-10)E=kE

1 r是再现照明光Er的波前，是E透过全息图的0级衍射波。第二项,(9-11)是Er透过全息图的1级衍射波，但它和原物O的光波波前完全相同,只是有所减弱。由它形成的虚像称为初始像，通常说再现，就是指再现初始像。第三项，(9-12)是Er透过全息图的-1级衍射波，它形成与初始像共轭的有失真的实像。由于图中每点都载有物体各点光的完全信息，所以由一般全息图任意割出的一小块，仍能再现物体像，这是全息图的又一特点。

拍摄时，如果干版平面垂直于物体和参考光源的连线，上述 0，1级三个像就处在连线上，这种全息图叫同轴全息图，那三个像在观察时会互相干扰，这是同轴全息图的缺点。最早，伽伯的全息图就是同轴全息图。现在制作的通常都是离轴全息图，即干版平面不垂直于物体和参考光源的连线，它形成的三个像能很方便地分离开。离轴方法是利思等人对全息术的重要贡献。（3）几种全息图的拍摄光路②菲涅尔变换全息图①傅里叶变换全息图图9-5菲涅尔变换全息拍摄光路④体积全息图③像面全息图(b)图9-7体积全息图的拍摄②菲涅尔变换全息图①傅里叶变换全息图图9-5菲涅尔变换全息拍摄光路④体积全息图③像面全息图(b)图9-7体积全息图的拍摄和再现of⑥二次曝光全息图在图9-4在图9-4至9-9的光路中，镀膜式或棱镜式分束镜 B或P,反射镜M,扩束镜C,被摄物体O,参考光R,透镜L,针孔e,狭缝S,漫射器G，干版H等。G有时很重要，用了它，再现时才能在较大的角度范2.讲授新课：(1)实验条件要求①选用相干性好的强光光源。基于干涉原理的全息照相，要求O光和R光是相干光。激光是相干光，用激光分束可以得到相干的O光和R光；小型激光器输出的不是偏振激光，使用它时O光和R光的夹角不能太大；再要注意的是激光的空间相干性，一般各横模之间的光是不相干的，应使用单横模激光；激光器输出的也不是无限延续的简谐波，而是较长的一个波列，所以调整光路时，O光和R光应在宏观零光程差附近。小型激光器的功率小，曝光时间就较长，更要注意光路系统的稳定性。②确保光路系统的机械稳定性。若在感全息照相记录的是0光和R光的干涉条纹，设条纹间距为d,光期间条纹移动d/2,条纹就不能被记录下来。因此，光路每一元件、元件和防震台的联结，以及防震台本身，都要能稳定在调好的任一状态，以若在感确保条纹移动小于第。③选用分辨率适当的干版。干版的分辨率应高于全息图的最大空间频率。空间频率与O光和R光的夹角有关。按式(9-6)，对已选定的干版，二光束的最大夹角要适当。国产全息干版(如天津感光胶片厂的产品)的分辨率约为3000条/mm。此外，O光和R光的强度比应适当，一般应是1：2〜1：4,使用的光学元件应该尽可能少而且应保持元件清洁，以减少杂散光和缩短感光时间。(2)设备器具。钢质防震光学平台、激光器、快门、分束镜、反射镜、扩束镜、透镜、干版架、曝光控制器、照度计以及干版、显影定影药和器皿等。(3)实验内容注意：千万不能让激光束直接照射眼睛！如果选用的激光器功率较大，还要防止较强的反射光进入眼睛。否则，会致盲或严重损害视力。防止干版误感光。①检查防震台的稳定性。用光学元件在平台上摆成迈克尔逊干涉仪，用扩束镜将二光束投射到白墙上，观察干涉条纹随外来震动引起的颤动和衰减的情况。②按选定的光路布置、调整好光学元件，并做到O光和R光接近零光程差。调整时干版应先用白屏代替。③测量光强比和总光强。用照度计分别测出O光和R光在白屏处的光强，调整好光强比后测出总光强，确定出感光时间。此项内容也可凭估计完成。④拍摄和暗室处理。先用快门关闭光路，用干版换下白屏，且乳胶面朝向物体O,静待片刻微振消失后，打开光路感光到预定时间。二次曝光全息图，应使物体O微小形变后再感光一次，取下干版并保护好，然后到暗室进行显影、定影、水洗、吹干等处理。⑤再现。光路不变，把全息图原样装回干版架，遮住物光，用原参考光做再现光，寻找观察再现像。⑥测量。若制作的是二次曝光全息图，可按式(9-13)测量，计算出物体有关部位的相对位移1；若是检查工件，比较有损、无损工件再现像上的干涉条纹，确定哪些是有损工件。3.课程小结：教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练:思考与讨论:1.你怎样理解一般全息图每点上都记录了物体上各点光的完全信息？像面全息也是这样吗?为什么?2.拍摄全息图时，光路布置要注意些什么?作业：撰写实验报告，预习实验十，并写出预习报告。教案小结:2009年月曰教学题目：（章、节）选做实验一测定透镜组的基点学时数 2教学目的和要求：1.测定透镜组的基点及焦距；2,了解透镜组基点的特性；教学基本内容:.测量透镜组”和L2的焦距f和f；.测量透镜组”和^的主点和节点；.按比例绘出透镜组的主点、节点和焦点的位置。教学重点与难点：透镜组物方和像方节点的测量是重点，透镜组基点的绘制是难点。

教学过程：1.课前复习:薄透镜组合成的共轴球面系统的物、像位置的高斯公式，f1系统的像方焦距，p物距，p像距。物距由第一主面量到物的距离,像距从第二主面量到像的距离。(1,-2)共轴球面系统的物、像位置的牛顿公式,(1,-2)xx'=ff（f=-f'）共轴球面系统的基点、基面的特性:（1）主点和主面。主点是横向放大率。=+1的一对共轭点（H、H'），第一主面和第二主面（MH、MH）。（2）节点和节面。节点是角放大率丫=+1的一对共轭点，光从第一节点N入射，出射光必从第二节点N'出来，并与N的入射光平行。当共轴球面系统处于同一媒质中时，两主点分别与两节点重合；两主面分别与两（3）焦点和焦面。像方焦点F，，像方焦面，像方焦距f'（第二主点H'到像方焦点F'的距离）；物方焦点F，物方焦面，物方焦距f（第一主点H到物方焦点F的距离）。两透镜之间的距离为d，TOC\o"1-5"\h\z它们的像方焦距分别为f:和f2'，透镜组的物方1 2两透镜之间的距离为d，和像方焦距分别为,f'=Tff—,f=~f (1-3)(f+f)-d1 9

t光线自左向右，当f>0时，F在H的右边；当fV0时，F在H的左边。物方和像方主点位置分别为，»i=-4^-»i=-4^-,

(f+f)-d1 2»-'_ -fdl= 1 21 ,(f+f)-d

1 2计算时注意，l'从第二透镜的光心量起,(1-4)(1-5)l从第一透镜的光心量起。当H点的位置与l值的正负l>0时，H位于上之右；i'v0时，HH点的位置与l值的正负关系同H点。（4）透镜组节点的位置根据节点的定义，一束平行光轴的入射光，经透镜后相交于主轴上的焦点F（像点Q）。若入射的平行光束方向不变，而系统绕着第二节点N'（主点H'）稍稍转动一个角度6，像的位置仍然在原主轴的Q点（像的位置不变）；若系统的转轴不通过节点，系统转动时，像点Q也随之转动。上述原理为我们提供了一种测定节点（同时也是主点）的方法。实验时，我们把透镜组放在测节器的U形槽上，一次次地改变它在槽上的位置，每改变一次就转动U形槽试试，直至转动U形槽屏上的像不发生移动（改变透镜组的位置时，像屏的位置也应随着改变，保持成像清晰）。此时，U形槽的转轴必然通过透镜组的节点N'。于是，在测节仪上可以直接读取从上的光心到第二主点H的距离l及像方焦距 f'。2ai'-i透镜组基点位宣的示意图(5)仪器LKF-2型测节仪包括测节器和基座两个部分。基座上依次放有：①带伸缩臂的光源光凳，插有灯管，会聚透镜；②测节器光凳，插有测节器;③带转臂的像屏光凳，可插直光屏和横光屏。测节器部分有：①上下两层的测节器座，上层通过转轴及轴承跟下层相连，可转动180°,侧面刻有轴线标志，供测定节点位置用；②U形槽安装在上层测节器的顶面，可拆卸，可左右移动；③带镜座的透镜和连接筒，用来组装透镜组。.讲授新课:实验内容及要求(教师示范与分析)(1)调节仪器的水平。先调横向水平，测节器旋转 90°再调，反复调整，直至水平。(2)调出平行光。带镜座的平面镜放U形槽上，接通电源，调节灯管和会聚透镜，使与平面镜共轴。再调节灯管前后位置及左右方位，使物标的反射像落在物标上。最后仔细调节灯管前后位置使物标的反射像最清晰。(3)用70mm长的连接筒及焦距为f=100mm,f=280mm透镜组成透镜组,在测节仪上测出H'、F'的位置(重复三次)；然后将U形槽旋转180°

测出H、F位置（重复三次），与算出的l'、f及l、f值比较；计算百分误差；按比例画出透镜组各基点及透镜的位置图形。（4）同上，用fD=100mm，f：=-150mm，连接筒用35mm（透镜座上标有字母A，D，F，其焦距分别为f=-150mm，f=100mm，f=280mm）。A D f【注意事项】（2）l（2）l、f及l、的左右位置确定。f的正负由实验中的H,、F及H、F点在透镜L1、LU形槽旋转了180°后，左右颠倒了，正负符号应特别注意！！①【D（L1）（①【D（L1）（L）】

2ff=(f+f-d

D F 1Jfd_100x280 =90.3mm(100+280)-70100x70(ff-d-(100+280)-70DF 1=22.6mm由计算可知②【A（L）• _由计算可知②【A（L）• _f=-f=2 2ff=(f+f_d-A D 2J一fd_(-150)x100(-150+100)-35=176*5mm(-150)x35(f，+f，)-d-(-150+100)-35AD 2=61.8mm_ /= -fd =(-280)x70=_632mTOC\o"1-5"\h\z1=(f，+f1-d-(100+280)-70= •DF 1I*JC ―I T 、A— T,11V0,H位于L2之左侧；11>0,H位于L1之右侧。fD(L2)】TOC\o"1-5"\h\z_ _,' -fd (-100)x35l= .J. = =41.2mm2(f，+f')2_d (-150+100)-35AD 2、A一t T 7n一 T由计算可知，11>0,H位于L2之右侧；11>0,H位于L1之右侧。

国1~2匕和1^透镜组芬基点位置的小,意图图1'-3La和Ld透镜组各基点位置的示意图.课程小结：（1）测量透镜组L1和L2的焦距f和，时，应仔细调节仪器的水平和平行光的获得。（2）测量透镜组L1和L2的主点和节点，要注意正负号的判别和做好数据的记录。（3）用作图纸按比例绘出透镜组的主点、节点和焦点的位置。教学方式及教学方法：分组实验教学，学生操作与教师个别辅导。作业及课外训练：撰写实验报告，预习选做实验二，并写出预习报告。

、、九rL、、九rL业学时数选做实验二液体及透明固体折射率的测定教学目的和要求：.掌握用用读数显微镜测量折射率的方法;.掌握用阿贝折射仪测量折射率的方法。教学基本内容：.液体折射率的测定;.固体折射率的测定;教学重点与难点：阿贝折射仪的调节是重点，读数方法是难点。教学过程:1.课前复习:(1)用读数显微镜测平行玻璃板的折射率如图2,-1,某物点的位置在P点处，若在该物点上放置一厚度为D,折射率为n的平行玻璃板，由于玻璃板的折射，物点的像将落在Q点处。根据成像原理，P、Q两点的距离T为_i 1_1、T=PQ=D(1一-)n(2'-1)整理后，可得玻璃的折射率,图2'—1测平行玻璃板折射率(2,-2)用移测显微镜读出物点的真实位置P,放上平行玻璃板后，测出物点像的位置Q,再测出玻璃板的厚度D,用式(2,-2)计算平行玻璃板的折射率n。(2)用阿贝折射仪测液体的折射率折射率为〃的待测物质放在已知折射率为〃1的直角棱镜的折射面上，且篦＜n。折射角i为临界角，满足关系式，sini=— （2'-1）cn

i光线I射到AC面，再折射进入空气，在AC面上的入射角为打，折射角为甲，sinq=n1sinw （2'-2）除掠射光线i夕卜，其它光线（如光线n）在ab面上的入射角均小于兀/2。经三棱镜折射后进入空气时，都在光线I，的左侧。当用望远镜对准出射光线观察时，视场中将看到以「为分界线的一半明一半暗的区域（见图2，—2）。(2'-3)(2'-4)当三棱镜的角A大于角i时，A、i0和(2'-3)(2'-4)A=i+w

c由式(2,-1)、(2,-2)和(2,-3)得,n=sinA—n--sin29-cosA•sin中若A=90，上式简化为，n=vn2-sin2中(2,-5)已知n1，测出©角，就可以算出待测物质的折射率n。sin©sinv= ,cosv=\1-sin2v=,1-n1 1sin2©

n212.讲授新课:sini=sin(A土V)c=sinA-cosv±cosA-sinvn=sinA•.1一n1 1sin2©, .si