资讯详细

实验大纲
来源:本站 作者:admin 更新时间:2011-10-24 14:44:00 字体大小:

潍坊学院普通物理实验(四)课程(0602004)教学大纲

适用专业:物理学、光信息 光电子专业   总学时:21学时    学分:1学分

一、说明

1.本课程的目的、任务

本课程是物理系学生进行科学实验基本训练的一门必修基础课,本课程教学内容包括几何光学与物理光学的主要内容,是进入大学后系统学习基本实验知识、实验方法和实验技能的继续和深入。光学实验是很广阔技术物理学的基础,对其基本内容进行较深入的学习与研究,为以后科研打下一个良好基础。

理论联系实际,培养学生提出问题、思考问题及解决问题的能力,培养学生科学的世界观、思维方法和创新能力,培养学生认真严谨的工作态度。了解光学实验的特点,了解常见光学仪器的使用和注意事项,学习光学现象观察方法、测量手段及数据处理技术。结合光学理论课教学,学习掌握几何光学、波动光学(干涉、衍射、偏振)及光的量子性等内容中的基本实验规律和某些应用。为进一步学习一系列光学专业课程、或从事光学或光电子学相关工作打下坚实的基础。

2.本课程的教学要求

教学要求:

⑴ 掌握光学实验误差计算的基本知识,具有正确处理光学实验数据的初步能力。

⑵ 熟悉光学实验工作的主要步骤:预习(实验准备)操作(光学仪器调整)

⑶ 握基本量的测量方法及常用光学仪器的正确使用。

⑷ 具有良好的工作作风与基本的实验能力。

⑸ 初步具有综合实验知识和部分相关实验的设计能力。

教学重点:

几何光学

1)重点:基本光路调整及光学元器件使用,常用几何光学仪器的原理、调整使用及应用。

2)难点:光路共轴调节。

3)解决办法:学生事先阅读教材相关内容,教师重点讲解和示范,学生利用实验室开放多次练习,通过多个实验项目进行强化。 

波动光学

1)重点:光波动性的概念、宏观表现方式,及其观察、测量和应用。例如:①光的相干性与相干条件,实现光波干涉的方法和典型实验装置,典型光学干涉仪器的原理、调整使用和应用;②光波衍射的本质、观测,光栅衍射及其分光原理和特性,光栅光谱仪器的原理、调整使用及应用;③光波偏振态的检测,偏振光学器件的使用。

2)难点:实验仪器、实验光路的调整,实验结果的观测和数据处理,以及如何建立这些教学重点内容与实际应用的联系。

3)解决办法:通过灵活多样的教学方式解决实验光路与仪器调整的难点;通过使用现代光电探测技术和计算机信息处理技术改进实验技术手段,解决实验结果观测和数据处理问题;通过充实实验内容、增加选做性实验、综合设计性实验、研究创新性实验等办法,解决教学重点内容与实际应用的联系的问题。

二、课程内容及课时分配

(一)课程内容

绪论课:

1.教学目的和教学要求

教学目的

1)提高学生的科学素质

2)培养学生的科学实验能力

3)通过实验现象的观察和物理量的测量,加深对物理学原理的理解和客观认识。

教学要求

1)掌握光学实验误差计算的基本知识,具有正确处理光学实验数据的初步能力。

2)熟悉光学实验工作的主要步骤:预习(实验准备)操作(光学仪器调整)

3)握基本量的测量方法及常用光学仪器的正确使用。

3)具有良好的工作作风与基本的实验能力。

4)初步具有综合实验知识和部分相关实验的设计能力。

2.教学内容:

1)介绍本课程应该学习和掌握的内容是:学习光学中基本物理量的测量方法;学会使用一些常用的光学仪器;学习分析光学实验中的基本光路;继续学习分析误差的方法和提高对实验数据的处理能力。

2)安排实验分组循环情况,按基础实验、综合性实验和设计性实验各3学时安排教学,每个学生应完成不少于7个实验。布置考试和实验报告的书写要求。

3)实验的基础知识(包括实验的基本方法、数据处理、基本测量仪器使用与基本物理量测量)的掌握;实验的条件控制、参数选择、误差分析能力的培养;分析解决实际问题的科学思维能力和创新能力,具体包括:能够通过阅读实验教材或资料,作好实验预习准备;能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器;能按指定的测量方法,参考教材提示的实验步骤完成测量任务;能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断;能够正确记录和处理实验数据,绘制曲线,说明实验结果,撰写合格的实验报告;能够完成具有部分设计内容的实验。能够创造性地设计新实验。

项目编号:060200401

实验名称: 薄透镜焦距的测定                          

1.实验目的:

1)观察薄透镜成像的规律。

2)学习光学装置的共轴调节技术。

3)掌握根据物像位置关系测定薄透镜焦距的几种方法。

2.实验内容:

1)用自准直法测会聚透镜的焦距

2)用物距和象距法测会聚透镜的焦距

3)用二次成象法测会聚透镜的焦距

4)发散透镜焦距的测定

3.实验要求:

1)自拟表格记录所有实验数据,并求出透镜焦距及其不确定度

2)总结测定透镜焦距的的方法及各有优缺点

4.实验仪器:光具座、米尺、光源、平面物,平面反射镜、光屏、待测透镜等。

项目编号:060200402

实验名称:分光仪的调节及三棱镜顶角的测定               

1.实验目的:

1)了解分光仪的结构和各部分的作用;

2)能独立进行分光仪的调整,学会角游标的读数方法;

3)掌握用分光仪测角的方法。

2.实验内容:

1)分光计的调整

2)调节三棱镜的主截面与仪器转轴垂直

3)三棱镜的顶角的测定

3.实验要求:

1)掌握分光计的调整,独立调节分光计。

2)掌握三棱镜的调节。

3)自拟表格记录所有实验数据 。

4.实验仪器:分光仪,纳光灯,双平面反射镜,三棱镜。

项目编号:060200403

实验名称:分光仪的调节及三棱镜折射率的测定               

1.实验目的:

1)熟悉分光仪的结构,掌握其调节和使用方法;

2)观察复色光的色散现象;

3)用最小偏向角法测量透明介质的折射率。

2.实验内容:

1)分光计的调整

2)平行光管的调节

3)测最小偏向角

3.实验要求:

1)掌握分光计的调整,独立调节分光计。

2)以 表示结果

4、实验设备:分光仪、三棱镜(待测物)、平面镜(双面反射镜)、汞灯、及电源。

项目编号:060200404

实验名称:用牛顿环测曲率半径                     

1、实验目的:

1)观察牛顿环的等厚干涉现象,加深对干涉原理的理解;

2)掌握用干涉法测定球面曲率半径的方法;

3)掌握读数显微镜的使用方法。

2、实验内容:

1)轻调牛顿环装置,使条纹中央暗斑处于中央

2)调节显微镜目镜,使叉丝清晰

3)放置好仪器,通过调节观察到清晰的干涉条纹

4)调节牛顿环位置和显微镜目镜中的十字叉丝

5)测定牛顿环的半径rmrn

3、实验要求:

1)自拟表格记录所有实验数据

2)掌握逐差法处理数据的方法

4、实验仪器:钠光灯、牛顿环装置、读数显微镜、纸片。

项目编号:060200405

实验名称:用透射光栅测定光波波长                

1.实验目的:

1)加深对光的衍射以及光栅分光作用基本原理的认识和理解

2)用透射光栅测定光栅常数、光波波长和光栅角色散。

3)熟悉分光仪的使用方法,学会演示透射光栅所产生的光谱

2.实验内容:

1)熟悉分光仪的使用方法,学会演示透射光栅所产生的光谱分光计的调整

2)平行光管的调节,光栅的调整

3)光栅常数的测定

4)测钠黄光波长λ1、λ2

3.实验要求:

1)掌握分光计的调整,独立调节分光计。

2)独立设计表格记录数据,以 表示结果

4.实验仪器:透射光栅、分光计、汞灯等

项目编号:060200406

实验名称:迈克尔逊干涉仪的调节和使用                

1.实验目的:

1)掌握迈克尔逊干涉仪的构造原理和使用方法。

2)理解薄膜的等倾干涉和等厚干涉。

3)如何利用迈克尔逊干涉仪测量光的波长。

2.实验内容:

1)调整仪器,观察非定域干涉条纹

2)测量HeNe激光的波长

3)观察等倾干涉条纹和等厚干涉条纹,测量钠双线的波长差

3.实验要求:

1)观察非定域干涉条纹

2)与真值误差小于5

4.实验设备:迈克尔逊干涉仪、HeNe激光器、扩束镜

项目编号:060200407

实验名称:偏振光现象的观察    

1.实验目的:

1)了解光的各种偏振状态及其性质;

2)观察光的偏振现象,加深对偏振光的理解;

3)掌握产生、检验、区分各种偏振光的原理和方法

2.实验内容:

1)观察反射时的偏振:

2)观察折射时的偏振

3)观察双折射时引起的偏振:

4)观察偏振状态的观察:

5)观察偏振光干涉

3.实验要求:

观察到各偏振状态并能用偏振理论解释现象

4.实验仪器:激光综合演示仪、平行光源、HeNe激光器或钠灯

项目编号:060200408

实验名称:用陆末-布洛洪光计度比较照度的大小                

1.实验目的:

1)熟悉陆末-布洛洪光计的结构原理;

2)掌握用陆末-布洛洪光计测量发光强度的方法;

3)了解相对测量和绝对测量的区别

2.实验内容:

1)调节目镜使观察到的物清晰;

2)打开遮光屏,使光线进入仪器;

3)使入射光左强右弱,左弱有强,左右强度相等,进行观察。

3.实验要求: 纪录观察结果。

4.实验仪器:陆末-布洛洪光计的结构

项目编号:060200409

实验名称:共轴光具组基点的测定                       

1.实验目的:

1)了解节点测试仪的结构及其工作原理

2)了解光学系统基点的性质,并直观地验证节点和主平面的性质

3)通过实验证明薄透镜成像公式对透镜组也是成立的

2.实验内容:

1)调节光具组共轴,光源为平行光;

2)在节点测试仪上测量四个单透镜的焦点和主点位置;

3)自组透镜组测量物距,像距,验证成像公式;

4)比较测量结果

3.实验要求:

1)自拟表格记录所有实验数据;

2)比较计算结果与测量结果,并分析误差原因。

4.实验设备:光具座、钠光灯、节点测试仪,平面反射镜、光屏、待测透镜等。

项目编号:060200410

实验名称:用阿贝折射计测量液体折射率                    

1.实验目的:

1)了解阿贝折射计的工作原理;

2)掌握用阿贝折射计测定液体折射率的方法。

2.实验内容:

1)学习阿贝折射计的构造原理及其使用

2)分别测定酒精和蒸馏水的折射率

3.实验要求:

1)分别测定酒精和蒸馏水的折射率,并与标准值进行比较;

2)掌握阿贝折射计的构造原理及其使用;

3)掌握极限法测物质的折射率的理论依据。

4.实验设备:阿贝折射仪、待测液体、钠光灯、毛玻璃。

项目编号:060200411

实验名称:光谱的拍摄和波长测量                      

1.实验目的:

1)通过拍摄比较光谱,采用线形内插法来测定某一谱线的波长;

2)实习小型棱镜摄谱仪的原理结构;

3)学会调节方法和拍摄技术。

2.实验内容:

1)小型棱镜摄谱仪的调节;

2)拍摄比较光谱;

3)测量谱线的波长;

4)拍摄铁光谱。

3.实验要求:

1)独立调节小型棱镜摄谱仪;

2)独立完成照片的冲洗

3)正确使用交流电弧发生器

4.实验仪器:小型棱镜摄谱仪,汞灯,氢灯或其他代用光源,钠灯、电弧发生器。

(二)课时分配

项目编号

实 验 内 容

实验类型

实验要求

实验

学时

060200401

薄透镜焦距的测定

验证性

必做

3

060200402

分光计调节及三棱镜顶角的测定

设计性

选作

3

060200403

分光计调节及三棱镜折射率的测定

验证性

必做

3

060200404

用牛顿环测透镜的曲率半径

设计性

选作

3

060200405

用透射光栅测光波的波长

验证性

必做

3

060200406

迈克尔逊干涉仪的调整和使用

验证性

必做

3

060200407

偏振光现象的观察

综合性

选作

3

060200408

用陆末-布洛洪光计度比较照度的大小

综合性

选作

3

060200409

共轴光具组基点的测定

综合性

选作

3

0602004010

用阿贝折射计测量液体折射率

设计行

选作

3

0602004011

光谱的拍摄和波长测量

设计性

选作

3

三、推荐教材及参考书目

推荐教材

1.朱俊孔,张山彪主编.《普通物理实验》.山东大学出版社,2001

参考书目

1.林杼,龚镇雄主编.《普通物理实验》.高等教育出版社,1982

2.李寿松主编.《物理实验教程》.高等教育出版社,2003

3.华中工学院等编.《物理实验》.高等教育出版社,1981

4.张兆奎等主编.《大学物理实验》第二版.高等教育出版社,2003

5.李相银主编.《大学物理实验》.高等教育出版社,2003

6.沈元华等主编.《基础物理实验》.高等教育出版社,2004

7.成正维主编.《大学物理实验》.高等教育出版社,2004

 

CopyRight 2002-2011 潍坊学院普通物理系列精品课程《光学》 Yuleroom.Cn All Rights Reserved 网站热线:0536-8838239  13188865239
地址:山东省潍坊市  鲁ICP备000000号