大学物理实验复习思考题大部分答案 联系客服

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5.是否对有任意顶角A的棱镜都可以用最小偏向角测量的方法来测量它的材料的折射率?为什么?

6.在测角时某个游标读数第一次为343?56',第二次为33?28',游标经过圆盘零点和不经过圆盘零点时所转过的角度分别是多少?P69

游标经过圆盘零点:

360o?343o56'?33o28'?49o32'o'o'o'

不经过圆盘零点:34356?3328?31028

7.在实验中如何确定最小偏向角的位置?P69

向一个方向缓慢的转动游标盘(连同三棱镜),并用望远镜跟踪狭缝像,在望远镜中观察狭缝像的移动情况,当随着游标盘转动而向某方向移动的狭缝像,正要开始向相反方向移动时,固定游标盘,此时确定的角度即是最小偏向角。)

8. 测量三棱镜折射率实验中,从对准平行光管的位置开始转动望远镜,看到的折射谱线颜色排列顺序是什么?(黄绿紫)

实验8迈克尔逊干涉仪的调整与使用

1.迈克尔逊干涉形成条纹的条件、条纹的特点、条纹出现的位置和测量波长的公式。比较等倾干涉条纹和牛顿环(等厚干涉)异同。

等倾是入射角度不同的光具有不同的光程差。等厚是不同位置的光(入射方向一致)具

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有不同的光程差;条纹都是同心圆环;牛顿环出现在空气层附近,等倾条纹出现在无穷远;测量波长的公式牛顿环:rk?kR?,等倾干涉:

cos i'?k?2nh(h为薄膜厚度,i'为折射

角)

2. 怎样准确读出可动反射镜M1的位置?

该读数由三部分组成:①标尺读数,只读出整毫米数即可,不需估读;②粗调大手轮读数,直接由窗口读出毫米的百分位,也不需估读;③微动鼓轮读数,由微动鼓轮旁刻度读出,需要估读一位,把读数(格数)乘10-4即毫米数。M1位置读数为上三读数和。

3. 迈克尔逊干涉仪中的补偿板、分光板各起什么作用?用钠光或激光做光源时,没有补偿

板P2能否产生干涉条纹?用白光做光源呢? 分光板是后表面镀有半反射银膜的玻璃板,激光入射后经半反射膜能分解为两束强度近似相等光线。

补偿板是折射率和厚度与分光板完全相同的玻璃板,使分光板分解的两束光再次相遇时在玻璃板中通过相同的光程,这样两光束的光程差就和在玻璃中的光程无关了。

4. 在迈克尔逊干涉仪的一臂中,垂直插入折射率为1.45的透明薄膜,此时视场中观察到15个条纹移动,若所用照明光波长为500nm,求该薄膜的厚度。

实验16 用分光计研究光栅光谱

1.光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?在上述两种光谱中,哪种颜色的光偏转最大?

(光栅光谱和棱镜光谱采用不同的分光器件——衍射光栅和三棱镜得到。前者依据光栅方程 (k=0,士1,士2,...);后者根据不同波长的光在玻璃中的折射率不同产生色散。在光栅光谱中,对于同一衍射级次k,波长越大衍射角也越大,即红光偏转最大;在棱镜光谱中,由于波长越大折射率越小,偏向角也越小,故紫光偏转最大。) 2.如果在望远镜中观察到的谱线是倾斜的,应如何调整?

平行光管透光狭缝倾斜所致,只要把狭缝调正即可;光栅刻痕和仪器中心转轴不平行,调平行即可。

3.如何测量光栅的衍射角?根据测量数据怎样计算谱线的衍射角和光栅常数?

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衍射角通过光栅公式计算得到,即:dsin(a)=±k入,(=0,1,2,3...), 由该公式就可算出光栅衍射角的值;而d=a+b,即光栅常数便可以得到光栅常数。

衍射图样上,中心对应0级,向两侧依次为正负1级条纹,正负2级条纹,.......依此类推。

4.用白光照射光栅时,形成什么样的光谱?

白光是波长分布连续的复色光,除0级谱线为白光亮线外,各级是从紫光到红光排列的连续彩色光谱

5.如果平行光并非垂直入射光栅片,而是斜入射,衍射图样会有何变化?

这时光栅方程变为d(sin??sin?)?k?(?为入射角),显然衍射图样的0级亮线两边谱线位置分布不对称(±K级谱线的衍射角不相等)

6. 如何测量和判断平行光是否垂直入射光栅面?

在实验中,先把分光计调好使之处在能准确测量状态。为使平行光管出射的平行光垂直入射到光栅面上,必须使狭缝亮线像(零级谱线)与分划板上竖直黑叉丝重合(望远镜对准平行光管),然后调节使光栅面反射回的绿色十字像与分划板上十字黑叉丝重合(平行光垂直入射光栅面),如图所示,这图是垂直入射的判断方法之一。另一

个方法分别测出同一级的正负衍射角??、??,看是否相等,实验要求相差不超过5'。

7.实验中当狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象?为什么?

图16-6

狭缝太宽则分辨本领下降,如两条黄光线分辨不清(因为狭缝太宽,造成谱线过宽不够细锐而重叠);太窄,透光量太少,光线亮度太弱,视场太暗不利于测量。

8.当用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射到每毫米具有500条刻痕的平面透射光栅上时,最多能观察到第几级谱线?

光栅常数d=1/500mm,衍射角最大为90度,由光栅方程

dsi?n?k??k?dsi?n?,显然φ=900时,有

k?kmax?d?,待人数据得,K=3

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实验17 等厚干涉实验

1. 牛顿环形成的条件、条纹的特点、条纹出现的位置和测量波长的公式。比较等倾干涉条纹和牛顿环(等厚干涉)异同。比较牛顿环和劈尖的干涉条纹的异同点.

等倾是入射角度不同的光具有不同的光程差。等厚是不同位置的光(入射方向一致)具有不同的光程差;条纹都是同心圆环;牛顿环出现在空气层附近,等倾条纹出现在无穷远;测量波长的公式牛顿环:rk?kR?,等倾干涉:

cos i'?k?2nh(h为薄膜厚度,i'为折射

角)

2. 何谓等厚干涉? 如何应用光的等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径?(掌握求曲率半径的数据处理方法)

3. 用牛顿环测量平凸透镜曲率半径时,对实验结果有影响的是( C )

A. 牛顿环中心是亮斑而不是暗斑

B. 测量直径时,叉丝交点没有通过环心 C. 测量直径时,测微鼓轮中途倒转

D. 测量直径时,测微鼓轮只向一个方向旋转 4. 用读数显微镜测量出来的牛顿环直径是真实大小的牛顿环直径吗?如何调节使视场变清晰? 是

5.从牛顿环装置的下方透射上来的光,能否形成干涉条纹?如果能的话,它和反射光形成的干涉条纹有何不同?

6.假如在测量过程中,叉丝中心未与牛顿环中心重合,测得的是弦而不是直径,则对R的结果有无影响?为什么? 无影响

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