光学实验

实验一 薄透镜参数的测定

引言：透镜是光学仪器中最基本的元件，反映透镜特性的一个主要参量是焦距，它决定了透镜成像的位置和性质(大小、虚实、倒立) 以便了解透镜成像的规律，掌握光路调节技术，比较各种测量方法的优缺点，为今后正确使用光学仪器打下良好的基础。

[实验目的]

1.学会测量透镜焦距的几种方法。

2.掌握简单光路的分析和光学元件同轴等高的调节方法。 3.熟悉光学实验的操作规则

实验原理：

薄透镜是指透镜中心厚度d比透镜焦距f小很多的透镜。透镜分为两大类：一类是凸透镜（也称为正透镜或会聚透镜），对光线起会聚作用，焦距越短，会聚本领越大；另一类是凹透镜（也称负透镜或发散透镜），对光线起发散作用，焦距越短，发散本领越大。 透镜的焦距测量用到的成像公式是高斯公式：

1p??1p?1f

一、凸透镜焦距的测定：

透镜的焦距测量主要用到高斯公式计算焦距

1.粗略估测法：

以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点(或像)，此时，p→∞，s’≈f’，即该点(或像)可认为是焦点，而光点到透镜中心(光心)的距离，即

综合设计型实验小论文

一：普朗克常量的测定

二：光学平台自组实验系统——自组望远镜 三：双棱镜测钠光波长

摘要

本文介绍了大学物理实验中常用的光电效应测普朗克常量实验的基本原理及实验操作过程，验证了爱因斯坦光电效应方程并测量了普朗克常量、测定望远镜放大率、用双棱镜粗略地测定钠光的波长，通过对实验得出的数据仔细分析比较，探讨了误差现象及其产生的原因，根据实验过程中得到的体会和思索，提出了一些改进实验仪器和条件的设想。

关键词

光电效应、普朗克常量、光电流、望远镜、放大率、双棱镜、钠光、波长

实验一普朗克常量的测定 【实验目的】

1、通过实验加深对光的量子性的了解；

2、通过实验电管的弱电流特性，找出不同光频率下的遏止电压； 3、验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常数； 【实验仪器和用具】

汞灯，干涉滤光片，普朗克常数测定仪 【实验原理】

光电效应是电磁波理论所无法解释的。1905年爱因斯坦依照普朗克常量的量子假设，提出了关于光的本性的光子假说：当光与物质相互作用时，其能流集中在一些叫光子的粒子上，每个光子都具有能量h?，其中h是普朗克常数，?是光的频率。当金属中的自由电子从入射

实验8基于线扩散函数测量光学系统MTF值

8.1 引言

光学传递函数理论是在傅里叶分析理论的基础上发展起来的。最早在1938年，德国人弗里塞对鉴别率法进行了改进，提出用亮度呈正弦分布的分划板来检验光学系统，并且证实了这种鉴别率板经照相系统成像后像的亮度分布仍然是同频率的正弦分布，只是振幅受到了削弱。1946年法国科学家P.M.Duffheux正式出版了一本阐述傅立叶方法在光学中的应用的书，并首次提出传递函数的概念，从此开拓了像质评价的新领域。 8.2 实验目的

1. 学习了解光学传递函数理论； 2. 光学调制传递函数（MTF）测量。 8.3 实验原理

调制传递函数（Modular Transfer Function，简称MTF）是信息光学领域引入的概念。光学成像系统作为最基本的光学信息处理系统，可以用来传递二维的图像信息。对于一个给定的光学系统而言，输入图像信息经过光学系统后，输出的图像信息取决于光学系统的传递特性。由于光学系统是线性系统，而且在一定条件下还是线性空间不变系统，因此可以沿用通信理论中的线性系统理论来研究光学成像系统性能。对于相干与非相干照明下的衍射受限系统，可以分别给出它们的本征函数，把输入信息分解为由这些本征函数构成的频率分

光学实验习题

1． 如会聚透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个实验，在光具座上能测定它的焦距。 2． 点光源 P 经会聚透镜 L 1 成实像于 P' 点（图 1-8 ），在会聚透镜 L1 与 P' 之间共轴放置一发散透镜 L2 ；垂直于光轴放一平面反射镜 M ，移动发散透镜至一合适位置，使 P 通过整个系统后形成的像仍重合在 P 处。如何利用此现象测出发散透镜焦距？

3． 为什么说当准直管绕轴转过 180 时，十字线物像不重合是由于十字线中心偏离光轴的缘故？试说明之。

4． 准直管测焦距的方法有哪些优点？还存在哪些系统误差？

5． 1 、第一主面靠近第一个透镜，第二主面靠近第二个透镜，在什么条件下才是对的？（光具组由二薄凸透镜组成）。

6． 由一凸透镜和一凹透镜组成的光具组，如何测量其基点？（距离 d 可自己设定）。 7． 设计一种不测最小偏向角而能测棱镜玻璃折射率的方案（使用分光计去测）。

8． 怎样应用掠入射法测定玻璃棱镜的折射率？简要说明实验方法，并推导出折射率的计算公式。

9． 用阿贝折射计测量固体折射率时，为什么要滴入高折射率的接触液？为什么它对测量结果没有影响？试论证之。

10． 显微镜与望

普 通 物 理 实 验

光学设计性实验讲义

物理学专业用

目 录

光学设计性实验绪论

实验一 光具组基点的测定。

实验二 反射全息。

实验三 偏振光分析。

实验四 测量空气折射率。

实验五 玻璃折射率的测定。

光 学 设

计 性实 验

绪 论

一、实验教学目的及任务

1、实验教学目的

光学设计性实验课程是高等院校物理专业最基本的实训研究课，它对于培养学生的动手实践能力，启发学生思维，培养良好的科学素质，及严谨求实的科学作风、创新精神，提高进行科学实验工作的综合能力，包括实际动手能力、分析判断能力、独立思考能力、革新创造能力、归纳总结能力等起着极其重要的作用。设计性物理实验的教学目的，是在学生具有一定实验能力的基础上，通过独立分析问题、解决问题，使学生把知识转化为能力，为作毕业设计，写科研成果报告和学术论文，作初步训练。这对激发学生的创造性和深入研究的探索精神，培养科学实验能力，提高综合素质有重要作用。 2、课程的主要任务

设计性实验，就是应用物理思想研究合理的实验程序和方法，研究如何合理控制各因素在实验中的条件和参量，以得出最好的测量结果。设计性实验还研究在各种条件

应用光学实验

1

实验九 光学玻璃或液体的折射率和

色散测量（临界角法）

一、实验目的

1．掌握用阿贝折光仪测量光学玻璃或液体的折射率和色散的原理和方法。 2．熟悉阿贝折光仪的结构和使用方法。

二、实验原理

所谓临界角法是将被测试样与已知折射率的折射棱镜紧贴在一起（在试样与折射棱镜之间必须加折射液），通过角定与临界光线相对应的出射光线的方向来求得试样折射率的方法。

如图9-1所示，标准棱镜的折射率为nL，被测试样的折射率为n，以掠射方工进入试样的光线，折射后以全反射临界角I0进入标准棱镜，并以?0角出射。显然，为使临界光线折入标准棱镜中，必须满足nL?nO。

由于光线PR与临界光线对应，因此出

图9-1 临界角法测量玻璃 折射率的光学原理图

1-被测样品 2-折射棱镜

射光线只能分布在光线PR的同侧（或者左侧，或者右侧），而PR就是出射光的边界。在用来接收出射光的望远镜视场中，它形成明暗两部分的分界线，瞄准这一分界线，就确定了光线PR的方向，就起到了标定?0的作用。

可以导出

2n?sinAnL?sin2?0?cosAsin?0 (9-1)

式中 n，nL——分别为试样和标准棱镜在测试条

实验14 微波光学实验

微波在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、国防工业的国民经济的各个方面都有十分广泛的应用。研究微波，了解它的特性具有十分重要的意义。

微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性。都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。因此用微波作波动实验与用光作波动实验所说明的波动现象及规律时一致的。由于微波的波长比光波的波长在数量级上相差一万倍左右，因此用微波来做波动实验比光学实验更直观，方便和安全。比如在验证晶格的组成特征时，布喇格衍射就非常的形象和直观。

通过本系统所提供的以下实验内容，可以加深对微波及微波系统的理解，特别是微波的波动这一特性。

【实验目的】

1. 了解微波光学系统实验的仪器和组件的工作原理，掌握其使用的一般方法。 2. 了解迈克尔逊干涉仪工作原理，测量并计算微波波长。 3. 了解劳埃德镜原理，并用劳埃德镜测微波波长。

4. 了解法布里-贝罗干涉仪原理，测量并计算微波波长。 5. 了解布喇格衍射实验原理，并测量立方晶格内晶面间距。

【仪器用具】

ZKY-WB微波光学实验仪。

【仪器介绍】

1． 仪器组成

微波信号源

输出频率10.545GHz，波长2.84459cm，功率15mW，频率稳定度可达5×

几何光学实验报告完整版,主要为显微镜和望远镜的相关系数的测定。

实验一 显微镜与望远镜光学特性分析测量

一、实验目的

1.通过实验掌握显微镜、望远镜的基本原理；

2.通过实际测量，了解显微镜、望远镜的主要光学参数；

3.根据指示书提供的参考材料自己选择2 套方案，测出水准仪的放大率并比较实 验结果是否相符。

二、实验器材

1．显微镜实验：测量显微镜、分辨率板、分辨率板放大图、透明刻线板、 台灯，高倍（40×、45×）、中倍（8×或10×）、低倍（2.5×、3×或4 ×）显微物镜各一个，目镜若干（4×、5×、10×、15×等）。

2．望远镜实验：25×水准仪、平行光管、1×长工作距测量显微镜、视场仪、 白炽灯、钢板尺、升降台、光学导轨、玻罗板、分辨率板。双筒军用望 远镜，方孔架（被观察物）。

三、实验原理

（1）显微镜原理：

显微镜是用来观察近处微小物体细节的重要目视光学仪器。它对被观察物 进行了两次放大：第一次是通过物镜将被观察物成像放大于目镜的分划板上，在 很靠近物镜焦点的位置上成倒立放大实像；第二次是经过目镜将第一次所成实像 再次放

工程光学实验指导书 目 录

目 录

目 录 ........................................................... 1 实验一 LD/LED的P-I-V特性曲线测试 ............................ - 2 - 实验二 光电探测原理实验 ........................................... 5 实验三 光电探测器直流特性测试 .................................... 13 实验四 光纤衰减系数的测试 ........................................ 16 实验五 光电倍增管特性参数的测试 ................................. 19 实验六 CCD原理及应用实验 ......................................... 23 实验（一） CCD驱动实验 ..........................

录

前言.......................................................................................................................... 错误！未定义书签。 第一章 ZEMAX软件简介 ......................................................................................................................... 1

1.1 简介............................................................................................................................................. 1 1.2 用户界面 ............................................................................................