大学物理光学实验报告

大学物理光学实验（部分）

单缝衍射

一、 实验目的

1.观察单缝衍射现象，了解衍射特点； 2.测量单缝衍射的相对光强分布。 二、 实验仪器

激光器、单缝、检流计、硅光电池等 三、 实验原理

II??

照到狭缝上的波前上每一点都起着新波源的作用，从这个波前出发，光线迭加的结果是出现平行于狭缝的明暗相间的条纹。亮条纹从中心往两侧依次是0级、1级、2级……n级亮条纹。暗条纹依次是1级、2级…..n级。

I0设光轴上的光强为 屏上与光轴夹角

1.当?2.当?? 为的一处光强为 I?Isin2?0?2 （1）

?aSin??????(2)??0(??0)时，I??I0；称为主极大或零级亮条纹。 ?m?(m??1,?2????)，即Sin??m?时，I??0，出现暗条纹。暗am?2?条纹在??的方向上。主极大两侧暗条纹之间的夹角???，其余暗条

aa纹间的间距为????a。

3.其他亮条纹的位置：

dd??Sin2??3?? ???2Sin??Cos??Sin?/???2?????Cos??Sin??0,即??tg?时，I取 极大值。

可得：? 即：???1.43?，?2.46?，?3.47????

??1.43,?2.46,?3

大学物理光学实验基本常识和知识

一. 基本常识

1. 所有光学镜片(透镜、平面镜、棱镜、光栅、波片、偏振片、分光镜等等)通光面不能用手触摸，需要清洁时必须用专用镜头纸。 2. 用于固定镜片的支架上的固定螺钉和调节螺钉要轻扭。

3. 白炽灯是复色光源（白光－由红、澄、黄、绿、青、蓝、紫色光混合而成）；汞灯是由部分线状谱的光混合成的复色光源；钠灯是准单色光源（有两条非常相近的波长），可以用于干涉实验的光源，只是光强较弱不方便观测；激光是单色光源（一种波长），是用于干涉实验的光源。

4. 用于实验的光学仪器，在做实验前应首先了解各部分的调节功能、作用和调节范围，以及标尺的读数方法。 二.基本知识

1. 光学实验仪器（如：分光计、迈克尔逊干涉仪、读数显微镜、棱镜摄谱仪），可以用来做多种测试实验。分光计可以用于三棱镜的顶角角度测量，某一波长的色散及色散曲线（n-λ曲线）测量，光栅衍射及光谱观测，某透明体的折射率测量。实验用光源有汞灯、钠灯或激光器。迈克尔逊干涉仪可以用于未知激光波长的实验测量，微位移的测量，当用平行光入射时，还可以进行面形、面形变、气体折射率或温度场的实验观测。读数显微镜以钠灯为光源可以进行微小尺寸、球面半径的测量，还可以进行固体热胀系

光源、光的相干性

1. 选择题 难度系数等级：1

来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于

（A）白光是由不同波长的光构成的 （B）两光源发出不同强度的光 （C）两个光源是独立的，不是相干光源 （D）不同波长的光速是不同的

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：2

有三种装置

(1) 完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光，照射到屏上；

(2) 同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上；

以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是： (A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)

[ ]

答案：（A） 难度系数等级：1

对于普通光源，下列说法正确的是：

（A）普通光源同一点发出的光是相干光 （B）两个独立的普通光源发出的光是相干光 （C）利用普通光源可以获得相干光 （D）普通光源发出的光频率相等

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：

光源、光的相干性

1. 选择题 难度系数等级：1

来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于

（A）白光是由不同波长的光构成的 （B）两光源发出不同强度的光 （C）两个光源是独立的，不是相干光源 （D）不同波长的光速是不同的

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：2

有三种装置

(1) 完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光，照射到屏上；

(2) 同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上；

以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是： (A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)

[ ]

答案：（A） 难度系数等级：1

对于普通光源，下列说法正确的是：

（A）普通光源同一点发出的光是相干光 （B）两个独立的普通光源发出的光是相干光 （C）利用普通光源可以获得相干光 （D）普通光源发出的光频率相等

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：

光源、光的相干性

1. 选择题 难度系数等级：1

来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于

（A）白光是由不同波长的光构成的 （B）两光源发出不同强度的光 （C）两个光源是独立的，不是相干光源 （D）不同波长的光速是不同的

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：2

有三种装置

(1) 完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光，照射到屏上；

(2) 同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上；

以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是： (A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)

[ ]

答案：（A） 难度系数等级：1

对于普通光源，下列说法正确的是：

（A）普通光源同一点发出的光是相干光 （B）两个独立的普通光源发出的光是相干光 （C）利用普通光源可以获得相干光 （D）普通光源发出的光频率相等

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：

光源、光的相干性

1. 选择题 难度系数等级：1

来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于

（A）白光是由不同波长的光构成的 （B）两光源发出不同强度的光 （C）两个光源是独立的，不是相干光源 （D）不同波长的光速是不同的

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：2

有三种装置

(1) 完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光，照射到屏上；

(2) 同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上；

以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是： (A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)

[ ]

答案：（A） 难度系数等级：1

对于普通光源，下列说法正确的是：

（A）普通光源同一点发出的光是相干光 （B）两个独立的普通光源发出的光是相干光 （C）利用普通光源可以获得相干光 （D）普通光源发出的光频率相等

[ ]

答案：（C） 难度系数等级：

大学物理光学习题

一、选择题

1．3165：在相同的时间内，一束波长为 的单色光在空气中和在

玻璃中

(A) 传播的路程相等，走过的光程相等

(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等

(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等

(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 ［ ］

2．3611：如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分

别为r1和r2。路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于

(A)

(B)

(C) (r2 n2t2) (r1 n1t1) [r2 (n2 1)t2] [r1 (n1 1)t2] (r2 n2t2) (r1 n1t1)

(D)

n2t2 n1t1 S1 S2 t1 n1 r1 2 t2 2

［ ］

3．3664：如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两

表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1＜n2＞n3， 1为入射光在折射率为n1

的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为

(A) 2 n2e / ( n1 1)

第一章 光的电磁理论

?z??1.1 一个平面电磁波可以表示成 Ex=0，Ey=2cos[2??10?c?t??2]，Ez=0，问：

??14

（1） 该电磁波的频率、波长、振幅原点的初位相为多少？（2）波的传播和电矢量的

振动取哪个方向？（3）与电场想联系的磁场B的表达式如何写？

?z??t??。 1.2 一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为 Ey=0，Ez=0，Ex=10cos?100.65c??2

15

试求 （1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。

1.3 证明E=Acos(kz-?t)是波动方程（1-22）的解。 1.4 一种机械波的波函数为y=Acos2???xt???，其中A=20mm，T=12s，?=20mm试画出??T?t=3s时的波形曲线。从x=0画到x=40mm。

1.5 在与一平行光束垂直的方向上插入一透明薄片，起厚度=0.01，折射率=1.5，若光波的波长=500，试计算插入玻璃片前后光束光程和位相的变化。

1.6 地球表面每平方米接受到来自太阳光的功率约为1.33kW，试计算投射到地球表面的太阳光的电场强度。假设可以把太阳光看作是波长为?=600nm的单色光。

1.7 在离无线电发射机10km远处飞行的一

建筑光学

建筑物理实验报告

建筑光学实验报告

小组成员：汪宏宇 2011301568 06051102

张坤 2011301551 06051101

张真瑞 2011301574 06051102 朱佳成 2011301552 06051101

指导教师：刘京华

西北工业大学 力学与土木建筑学院

2013年11月5日

建筑光学

【一】采光系数测量

一 实验目的

室内光环境对于室内生产，生活，工作有着直接的影响。良好的光环境能够提高工作学习效率，保障人身安全和视力。天然采光效果的好坏及合理与否，可以通过天然采光实测作出评价。采光系数是评价室内自然光环境，室内开口合理与否的一个重要指标。通过实验了解室内自然光环境测量方法及数据的整理与分析，并对该实测房间的光环境作出评价。

二 实验原理及仪器 1.原理：

（1）室内采光测量最主要的工作是同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度和室外水平面的照度值。室外照度是经常变化的，必然引起室内照度的相应变化，不会是固定值。因此对采光系数量的指标，采用相对值，这一相对值称为采光系数（C）,即室内某一点的天然光照度(En),和同一时间的室外全云天的天然光照度（Ew）的比值。

EnC

Ew

（2）侧窗位置

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小组成员：汪宏宇 2011301568 06051102

张坤 2011301551 06051101

张真瑞 2011301574 06051102 朱佳成 2011301552 06051101

指导教师：刘京华

西北工业大学 力学与土木建筑学院

2013年11月5日

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【一】采光系数测量

一 实验目的

室内光环境对于室内生产，生活，工作有着直接的影响。良好的光环境能够提高工作学习效率，保障人身安全和视力。天然采光效果的好坏及合理与否，可以通过天然采光实测作出评价。采光系数是评价室内自然光环境，室内开口合理与否的一个重要指标。通过实验了解室内自然光环境测量方法及数据的整理与分析，并对该实测房间的光环境作出评价。

二 实验原理及仪器 1.原理：

（1）室内采光测量最主要的工作是同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度和室外水平面的照度值。室外照度是经常变化的，必然引起室内照度的相应变化，不会是固定值。因此对采光系数量的指标，采用相对值，这一相对值称为采光系数（C）,即室内某一点的天然光照度(En),和同一时间的室外全云天的天然光照度（Ew）的比值。

EnC

Ew

（2）侧窗位置