《普通物理實驗—光學部分》實驗教學大綱

課程編號：05099002???????????? 學時：24???????? 學分：0.8
開課對象：物理學專業?????????? 課程類別：專業必修
英文譯名：optical experiments

一、教學任務和目的
物理學是一門實驗學科，光學則是物理學的一門重要基礎課程。許多光學現象都來源于實踐，要學好光學的基礎知識，做好光學實驗很有必要。通過對實驗現象的分析，可以加深對光學基本概念、規律的理解。同時，通過動手實驗也有利于培養學生的動手操作能力，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。根據教學計劃規定，物理學專業學生應開設8個實驗。
二、教學基本要求
概括起來講，通過光學實驗課教學使學生掌握光學實驗的基本功，從而達到提高學生實驗素質的目的。具體而言包括以下三個基本要求：
1、在光學實驗的基本知識、基本方法、基本技能方面得到全面而系統的訓練。
2、學習用實驗方法研究物理現象、驗證物理規律，加深對物理理論的理解和掌握，并在實踐中提高發現問題、分析問題和解決問題的能力。
3、養成實事求是的科學態度和積極創新的科學精神。
三、教學內容
實驗一?? 薄透鏡焦距的測定
一、實驗目的
1、學會調節光學系統使之共軸。
2、掌握薄透鏡焦距的常用測定方法。
3、觀察薄透鏡成像的幾種情況，明確成像規律。
二、實驗內容
1、光具座上各元件的共軸調節。
2、分別用物距像距法、二次成像法、自準直法測凸透鏡的焦距。
3、用輔助透鏡法測凹透鏡的焦距。
三、實驗主要儀器設備及材料
光具座、光源、凸透鏡和凹透鏡、平面反射鏡、白屏、物屏。
? 實驗二? 分光計的調節及棱鏡玻璃折射率的測定?
一、實驗目的
1、了解分光計的構造和性能，學會調節和使用分光計的方法。
2、掌握測量棱鏡角和最小偏向角的方法，測定棱鏡玻璃對某波長光波的折射率。
二、實驗內容
1、調節分光計。
2、測定棱鏡頂角。
3、測定棱鏡玻璃的折射率。
三、實驗主要儀器設備及材料
分光計及附件、汞燈、三棱鏡。
實驗三? 測量透明固體和液體的折射率?
一、實驗目的
1、學會測量透明固體折射率的簡單方法。
2、掌握讀數顯微鏡的使用，并學會用讀數顯微鏡測量透明固體及液體的折射率。
3、了解阿貝折射儀的工作原理，并掌握其使用方法。
二、實驗內容
1、用插針定向法測玻璃的折射率。
2、用讀數顯微鏡測量透明介質（玻璃和水）的折射率。
3、用阿貝折射儀測定透明媒質（液體）的折射率。
三、實驗主要儀器設備及材料
讀數顯微鏡、阿貝折射儀、玻璃磚、溴代萘、大頭針、白紙、燒杯、酒精、滴管、米尺、塑料塊。

實驗四? 用牛頓環測定透鏡的曲率半徑?
一、實驗目的
1、掌握用牛頓環測定透鏡曲率半徑的方法。
2、觀察光的干涉現象，了解光的干涉原理。
二、實驗內容
1、調節牛頓干涉環。
2、用牛頓環干涉測透鏡曲率半徑。
三、實驗主要儀器設備及材料
讀數顯微鏡、牛頓環儀、鈉光燈。
實驗五? 邁克爾遜干涉儀的調節和使用
一、實驗目的
1、了解邁克爾遜干涉儀的干涉原理，掌握其調節和使用方法。
2、應用邁克爾遜干涉儀測量He—Ne激光的波長。
3、觀察等傾干涉和等厚干涉。
二、實驗內容
1、非定域干涉條紋的調節。
2、測量He—Ne激光的波長。
3、定域干涉條紋的調節。
三、實驗主要儀器設備及材料
邁克爾遜干涉儀、He—Ne激光器、擴束鏡、鐵架臺。
實驗六? 光柵特性研究并用透射光柵測定光波波長?
一、實驗目的
1、加深對光柵分光原理的理解。
2、學會用透射光柵測定光柵常量、光波波長和光柵角色散。
3、進一步熟悉分光計的使用方法。
二、實驗內容
1、分光計的調節。
2、光柵位置的調節。
3、測光柵常量d。
4、測量未知波長。
5、測量光柵的角色散。
三、實驗主要儀器設備及材料
分光計及附件、平面透射光柵、汞燈。

實驗七? 液體中聲速的測量(綜合性)?
一、實驗目的
1、了解聲光衍射現象。
2、學習用這一現象測量聲速在液體中的傳播速度。
3、進一步熟悉分光計的使用。
二、實驗內容
1、調節分光計。
2、利用超聲光柵獲得衍射光譜。
3、利用衍射光譜測液體（蒸餾水）中的聲速。
三、實驗主要儀器設備及材料
WSG—1型超聲光柵聲速儀， 型分光計及附件（光學平行平板、變壓器等），低壓汞燈，測微目鏡，待測液體（蒸餾水）等。

實驗八? 偏振和旋光現象的觀察和分析?
一、實驗目的
1、觀察光的偏振現象，加深對偏振光的了解；
2、掌握產生和檢驗偏振光的原理和方法；
3、了解旋光儀的結構原理，應用旋光儀測定糖溶液的旋光率。
二、實驗內容
1、觀察偏振現象。
2、考察平面偏振光通過1/2波片的現象。
3、圓偏振光和橢圓偏振光的產生和檢驗；1/4波片。
4、旋光現象的觀察和糖溶液旋光率的測定。
三、實驗主要儀器設備及材料
偏振光實驗系統、圓盤旋光儀、蔗糖溶液。

實驗九? 顯微鏡和望遠鏡?
一、實驗目的
1、熟悉顯微鏡和望遠鏡的構造及其放大原理。
2、學會測定顯微鏡和望遠鏡放大率的方法。
3、掌握顯微鏡的正確使用方法，并學會利用顯微鏡測量微小長度。
二、實驗內容
1、測定顯微鏡和望遠鏡的放大率。
2、用顯微鏡測量微小長度。
三、實驗主要儀器設備及材料
顯微鏡、望遠鏡、物鏡測微尺（標準石英尺）、鋼尺、測微目鏡、血球記數板。

四、學時分配
序號?實驗名稱?學時?開課學期?實驗要求?實驗類型
實驗一?薄透鏡焦距的測定?3?三?必做?驗證
實驗二?分光計的調節及棱鏡玻璃折射率的測定?3?三?必做?綜合
實驗三?測量透明固體和液體的折射率?3?三?必做?驗證
實驗四?用牛頓環測定透鏡的曲率半徑?3?三?必做?驗證
實驗五?邁克爾遜干涉儀的調節和使用?3?三?必做?驗證
實驗六?光柵特性研究并用透射光柵測定光波波長? ?3?三?必做?驗證
實驗七?液體中聲速的測量(綜合性)?3?三?必做?驗證
實驗八?偏振和旋光現象的觀察和分析?3?三?必做?驗證
實驗九?顯微鏡和望遠鏡?3?三?選做?綜合
五、考試和考核方法
?實驗成績包含實驗預習成績、實驗操作成績、實驗報告成績和期末（理論考試或操作抽考）成績。
六、教材與參考書
?1、普通物理實驗講義（光學部分），自編講義，2006.7。
?2、 光學實驗講義，自編講義，1998。
?3、普通物理實驗（三、光學部分? 第二版），楊述武主編，高等教育出版社，1997。
?4、大學物理實驗教程，陳守川主編，浙江大學出版社，1995。