《普通物理實驗—光學(xué)部分》實驗教學(xué)大綱

課程編號：05099002???????????? 學(xué)時：24???????? 學(xué)分：0.8
開課對象：物理學(xué)專業(yè)?????????? 課程類別：專業(yè)必修
英文譯名：optical experiments

一、教學(xué)任務(wù)和目的
物理學(xué)是一門實驗學(xué)科，光學(xué)則是物理學(xué)的一門重要基礎(chǔ)課程。許多光學(xué)現(xiàn)象都來源于實踐，要學(xué)好光學(xué)的基礎(chǔ)知識，做好光學(xué)實驗很有必要。通過對實驗現(xiàn)象的分析，可以加深對光學(xué)基本概念、規(guī)律的理解。同時，通過動手實驗也有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。根據(jù)教學(xué)計劃規(guī)定，物理學(xué)專業(yè)學(xué)生應(yīng)開設(shè)8個實驗。
二、教學(xué)基本要求
概括起來講，通過光學(xué)實驗課教學(xué)使學(xué)生掌握光學(xué)實驗的基本功，從而達到提高學(xué)生實驗素質(zhì)的目的。具體而言包括以下三個基本要求：
1、在光學(xué)實驗的基本知識、基本方法、基本技能方面得到全面而系統(tǒng)的訓(xùn)練。
2、學(xué)習(xí)用實驗方法研究物理現(xiàn)象、驗證物理規(guī)律，加深對物理理論的理解和掌握，并在實踐中提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
3、養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度和積極創(chuàng)新的科學(xué)精神。
三、教學(xué)內(nèi)容
實驗一?? 薄透鏡焦距的測定
一、實驗?zāi)康?BR>1、學(xué)會調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)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(guī)律。
二、實驗內(nèi)容
1、光具座上各元件的共軸調(diào)節(jié)。
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(shè)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(diào)節(jié)及棱鏡玻璃折射率的測定?
一、實驗?zāi)康?BR>1、了解分光計的構(gòu)造和性能，學(xué)會調(diào)節(jié)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(nèi)容
1、調(diào)節(jié)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(shè)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?zāi)康?BR>1、學(xué)會測量透明固體折射率的簡單方法。
2、掌握讀數(shù)顯微鏡的使用，并學(xué)會用讀數(shù)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(nèi)容
1、用插針定向法測玻璃的折射率。
2、用讀數(shù)顯微鏡測量透明介質(zhì)（玻璃和水）的折射率。
3、用阿貝折射儀測定透明媒質(zhì)（液體）的折射率。
三、實驗主要儀器設(shè)備及材料
讀數(shù)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(huán)測定透鏡的曲率半徑?
一、實驗?zāi)康?BR>1、掌握用牛頓環(huán)測定透鏡曲率半徑的方法。
2、觀察光的干涉現(xiàn)象，了解光的干涉原理。
二、實驗內(nèi)容
1、調(diào)節(jié)牛頓干涉環(huán)。
2、用牛頓環(huán)干涉測透鏡曲率半徑。
三、實驗主要儀器設(shè)備及材料
讀數(shù)顯微鏡、牛頓環(huán)儀、鈉光燈。
實驗五? 邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用
一、實驗?zāi)康?BR>1、了解邁克爾遜干涉儀的干涉原理，掌握其調(diào)節(jié)和使用方法。
2、應(yīng)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(nèi)容
1、非定域干涉條紋的調(diào)節(jié)。
2、測量He—Ne激光的波長。
3、定域干涉條紋的調(diào)節(jié)。
三、實驗主要儀器設(shè)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?zāi)康?BR>1、加深對光柵分光原理的理解。
2、學(xué)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(nèi)容
1、分光計的調(diào)節(jié)。
2、光柵位置的調(diào)節(jié)。
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(shè)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?zāi)康?BR>1、了解聲光衍射現(xiàn)象。
2、學(xué)習(xí)用這一現(xiàn)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(nèi)容
1、調(diào)節(jié)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(shè)備及材料
WSG—1型超聲光柵聲速儀， 型分光計及附件（光學(xué)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(xiàn)象的觀察和分析?
一、實驗?zāi)康?BR>1、觀察光的偏振現(xiàn)象，加深對偏振光的了解；
2、掌握產(chǎn)生和檢驗偏振光的原理和方法；
3、了解旋光儀的結(jié)構(gòu)原理，應(yīng)用旋光儀測定糖溶液的旋光率。
二、實驗內(nèi)容
1、觀察偏振現(xiàn)象。
2、考察平面偏振光通過1/2波片的現(xiàn)象。
3、圓偏振光和橢圓偏振光的產(chǎn)生和檢驗；1/4波片。
4、旋光現(xiàn)象的觀察和糖溶液旋光率的測定。
三、實驗主要儀器設(shè)備及材料
偏振光實驗系統(tǒng)、圓盤旋光儀、蔗糖溶液。

實驗九? 顯微鏡和望遠鏡?
一、實驗?zāi)康?BR>1、熟悉顯微鏡和望遠鏡的構(gòu)造及其放大原理。
2、學(xué)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(xué)會利用顯微鏡測量微小長度。
二、實驗內(nèi)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(shè)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(shù)板。

四、學(xué)時分配
序號?實驗名稱?學(xué)時?開課學(xué)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(diào)節(jié)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(huán)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(diào)節(jié)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(xiàn)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(yù)習(xí)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(xué)部分），自編講義，2006.7。
?2、 光學(xué)實驗講義，自編講義，1998。
?3、普通物理實驗（三、光學(xué)部分? 第二版），楊述武主編，高等教育出版社，1997。
?4、大學(xué)物理實驗教程，陳守川主編，浙江大學(xué)出版社，1995。