光學實驗思考題

1、光學實驗思考題光學實驗思考題一、一、薄透鏡焦距的測定薄透鏡焦距的測定⒈遠方物體經(jīng)透鏡成像的像距為什么可視為焦距？⒈遠方物體經(jīng)透鏡成像的像距為什么可視為焦距？答：根據(jù)高斯公式＝1，有其空氣中的表達式為，對于遠方的vfuf?111fvu???物體有u＝－?，代入上式得f＝v，即像距為焦距。⒉如何把幾個光學元件調(diào)至等高共軸？粗調(diào)和細調(diào)應怎樣進行？⒉如何把幾個光學元件調(diào)至等高共軸？粗調(diào)和細調(diào)應怎樣進行？答：對于幾個放在光具座上的光學元件，一般先

2、粗調(diào)后細調(diào)將它們調(diào)至共軸等高。⑴粗調(diào)將光學元件依次放在光具座上，使它們靠攏，用眼睛觀察各光學元件是否共軸等高?？煞謩e調(diào)整：1)等高。升降各光學元件支架，使各光學元件中心在同一高度。2)共軸。調(diào)整各光學元件支架底座的位移調(diào)節(jié)螺絲，使支架位于光具座中心軸線上，再調(diào)各光學元件表面與光具座軸線垂直。⑵細調(diào)（根據(jù)光學規(guī)律調(diào)整）利用二次成像法調(diào)節(jié)。使屏與物之間的距離大于４倍焦距，且二者的位置固定。移動透鏡，使屏上先后出現(xiàn)清晰的大、小像，調(diào)節(jié)透鏡或物

3、，使透鏡在屏上成的大、小像在同一條直線上，并且其中心重合。⒊能用什么方法辨別出透鏡的正負？⒊能用什么方法辨別出透鏡的正負？答：方法一：手持透鏡觀察一近處物體，放大者為凸透鏡，縮小者為凹透鏡。方法二：將透鏡放入光具座上，對箭物能成像于屏上者為凸透鏡，不能成像于屏上者為凹透鏡。⒋測凹透鏡焦距的實驗成像條件是什么？兩種測量方法的要領是什么？⒋測凹透鏡焦距的實驗成像條件是什么？兩種測量方法的要領是什么？答：一是要光線近軸，這可通過在透鏡前加一光

4、闌檔去邊緣光線和調(diào)節(jié)共軸等高來實現(xiàn)；二是由于凹透鏡為虛焦點，要測其焦距，必須借助凸透鏡作為輔助透鏡來實現(xiàn)。物距像距法測凹透鏡的要領是固定箭物，先放凸透鏡于光路中，移動輔助凸透鏡與光屏，使箭物在光屏上成縮小的像（不應太?。┖蠊潭ㄍ雇哥R，記下像的坐標位置（P）；再放凹透鏡于光路中，并移動光屏和凹透鏡，成像后固定凹透鏡（O2），并記下像的坐標位置（P）；此時O2P＝u，O2P＝v。用自準法測凹透鏡焦距的要領是固定箭物，取凸透鏡與箭物間距略小于

5、兩倍凸透鏡的焦距后固定凸透鏡（O1），記下像的坐標位置（P）；再放凹透鏡和平面鏡于O1P之間，移動凹透鏡，看到箭物平面上成清晰倒立實像時，記下凹透鏡的坐標位置（O2），則有f2＝O2P。⒌共軛法測凸透鏡焦距時，二次成像的條件是什么？有何優(yōu)點？⒌共軛法測凸透鏡焦距時，二次成像的條件是什么？有何優(yōu)點？答：二次成像的條件是箭物與屏的距離D必須大于4倍凸透鏡的焦距。用這種方法測量焦距，避免了測量物距、像距時估計光心位置不準所帶來的誤差，在理論上

6、比較準確。6如何用自準成像法調(diào)平行光？其要領是什么？如何用自準成像法調(diào)平行光？其要領是什么？答：固定箭物和平面鏡，移動箭物與平面鏡之間的凸透鏡，使其成清晰倒立實像答：公式法、位移法測透鏡焦距時，加圓孔光闌時象變得清晰。主要是把雜光去掉，使遠軸光線變成近軸光線。2121測量透鏡焦距，選擇測量透鏡焦距，選擇放大的像還是縮小的像比較準確，為什么？的像還是縮小的像比較準確，為什么？答：測量透鏡焦距，選擇縮小的像比較準確，容易觀察它的清晰度。如果

7、在測凹透鏡焦距時，如第一次就成一個大的象，然后再放上凹透鏡，經(jīng)發(fā)散象會更大，一象會不清晰，二會超出視場范圍。2222加圓孔光闌后，選擇較遠的像還是較近的像比較準確，為什么？加圓孔光闌后，選擇較遠的像還是較近的像比較準確，為什么？答：加圓孔光闌后，選擇較近的像比較準確，因為加上圓孔光闌后，光的能量會減少，如距離較遠的話，由于光能的不足而影響象的清晰度。2323自準直法則透鏡焦距時，為什么不加圓孔光闌？自準直法則透鏡焦距時，為什么不加圓孔光

8、闌？答：自準直法則透鏡焦距時，光經(jīng)過平面鏡反射路徑長，光的能量要損耗，為了保證能量所以不加圓孔光闌。2424如何測量凸透鏡的曲率半徑及折射率？如何測量凸透鏡的曲率半徑及折射率？答：用牛頓環(huán)放在讀數(shù)顯微鏡上，測出它第K級的直徑D，代入公式算出它的曲率半徑及折射率。2525測量時將透鏡轉過測量時將透鏡轉過180180，測量結果如何？為什么？，測量結果如何？為什么？答：測量時將透鏡轉過180，測量結果是相同的，因為這是在同一個介質空氣中。26

9、26如何調(diào)節(jié)光具座上光學儀器的共軸？如何調(diào)節(jié)光具座上光學儀器的共軸？答：（1）粗調(diào)：用眼鏡觀察，使光具座上各元件等高，互相之間平行，中心在一條直線上。（2）細調(diào)：利用位移法進一步調(diào)節(jié)各元件的共軸，移動凸透鏡使兩次在白屏所成的一個放大的像和一個縮小的像的中心重合。二、二、分光計的調(diào)節(jié)及棱鏡玻璃折射率的測定分光計的調(diào)節(jié)及棱鏡玻璃折射率的測定1分光計的讀數(shù)裝置為什么要有兩個讀數(shù)窗分光計的讀數(shù)裝置為什么要有兩個讀數(shù)窗在測量角度時，讀數(shù)應注意什么

10、在測量角度時，讀數(shù)應注意什么答：為了消除望遠鏡（即游標）和載物臺（即度盤）得轉動軸與中心軸不重和即偏心對測量的影響，在度盤一條直徑的兩端各安裝一個游標，讀數(shù)時，通過觀察窗上部的放大鏡觀察刻度尺，分別對兩個游標讀數(shù)。2分光計的度尺根據(jù)游標原理刻成，在用分光計測量前是否需記下零讀數(shù)（零差）分光計的度尺根據(jù)游標原理刻成，在用分光計測量前是否需記下零讀數(shù)（零差）為什么為什么答：在用分光計測量前不需要記下零讀數(shù)（零差），因為用分光計測角度實際上是

11、測定處于與度盤平面平行的平面內(nèi)，且通過中心軸的兩束平行光束的夾角。3為什么用平面鏡調(diào)節(jié)分光計平臺時，要調(diào)相互垂直二次？為什么用平面鏡調(diào)節(jié)分光計平臺時，要調(diào)相互垂直二次？答：因為一條直線不能確定一個平面，兩條相交直線才能確定一個平面。所以要調(diào)相互垂直二次。4在測三棱鏡最小偏向角時，有時無論哪個方向轉都沒有最小偏向角，這是為什么？在測三棱鏡最小偏向角時，有時無論哪個方向轉都沒有最小偏向角，這是為什么？也可能轉動三棱鏡譜線（出射光線）沒有動，