物理实验思考题答案Word下载.docx
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⑵细调(根据光学规律调整)
利用二次成像法调节。
使屏与物之间的距离大于4倍焦距,且二者的位置固定。
移动透镜,使屏上先后出现清晰的大、小像,调节透镜或物,使透镜在屏上成的大、小像在同一条直线上,并且其中心重合。
⒊能用什么方法辨别出透镜的正负?
方法一:
手持透镜观察一近处物体,放大者为凸透镜,缩小者为凹透镜。
方法二:
将透镜放入光具座上,对箭物能成像于屏上者为凸透镜,不能成像于屏上者为凹透镜。
⒋测凹透镜焦距的实验成像条件是什么?
两种测量方法的要领是什么?
一是要光线近轴,这可通过在透镜前加一光阑档去边缘光线和调节共轴等高来实现;
二是由于凹透镜为虚焦点,要测其焦距,必须借助凸透镜作为辅助透镜来实现。
物距像距法测凹透镜的要领是固定箭物,先放凸透镜于光路中,移动辅助凸透镜与光屏,使箭物在光屏上成缩小的像(不应太小)后固定凸透镜,记下像的坐标位置(P);
再放凹透镜于光路中,并移动光屏和凹透镜,成像后固定凹透镜(O2),并记下像的坐标位置(P´
);
此时O2P=u,O2P´
=v。
用自准法测凹透镜焦距的要领是固定箭物,取凸透镜与箭物间距略小于两倍凸透镜的焦距后固定凸透镜(O1),记下像的坐标位置(P);
再放凹透镜和平面镜于O1P之间,移动凹透镜,看到箭物平面上成清晰倒立实像时,记下凹透镜的坐标位置(O2),则有f2=O2P。
⒌共轭法测凸透镜焦距时,二次成像的条件是什么?
有何优点?
二次成像的条件是箭物与屏的距离D必须大于4倍凸透镜的焦距。
用这种方法测量焦距,避免了测量物距、像距时估计光心位置不准所带来的误差,在理论上比较准确。
6.如何用自准成像法调平行光?
其要领是什么?
固定箭物和平面镜,移动箭物与平面镜之间的凸透镜,使其成清晰倒立实
三、分光计的调节及棱镜玻璃折射率的测定
1.分光计的读数装置为什么要有两个读数窗?
在测量角度时,读数应注意什么
为了消除望远镜(即游标)和载物台(即度盘)得转动轴与中心轴不重和即偏心对测量的影响,在度盘一条直径的两端各安装一个游标,读数时,通过观察窗上部的放大镜观察刻度尺,分别对两个游标读数。
2.分光计的度尺根据游标原理刻成,在用分光计测量前是否需记下零读数(零差)?
为什么?
在用分光计测量前不需要记下零读数(零差),因为用分光计测角度实际上是测定处于与度盘平面平行的平面内,且通过中心轴的两束平行光束的夹角。
3.为什么用平面镜调节分光计平台时,要调相互垂直二次?
因为一条直线不能确定一个平面,两条相交直线才能确定一个平面。
所以要调相互垂直二次。
4.在测三棱镜最小偏向角时,有时无论哪个方向转都没有最小偏向角,这是为什么?
也可能转动三棱镜谱线(出射光线)没有动,这又是为什么?
答:
三棱镜的位置没有放好,光路没有调整好,三棱镜的磨砂面朝那个方向没定位正确,无论哪个方向转都没有最小偏向角。
5.测最小偏向角时,入射角、出射角关系如何?
入射光线、出射光线关系如何?
三棱镜中的光线方向如何?
在测最小偏向角时,入射角和出射角相等,入射光线和出射光线在底边的两侧,并对称,三棱镜中的光线方向
6.阿贝折射率仪是根据什么原理制成的?
答:
阿贝折射率仪是根据全反射原理制成的。
它有两种工作方式,即透射式和反射式。
7.阿贝折射率仪是根据什么原理制成的?
4棱镜色散的研究
1.分光计实际调节的是哪三个面共面?
(1)读数平面,
(2)观察平面,(3)待测光路平面。
2.如何调节望远镜调焦无穷远?
(1)旋转望远镜目镜,使目镜中的十字叉丝清晰。
(2)找到反射回来的绿色叉丝象,拉伸目镜镜筒,使之清晰,并使叉丝与叉丝象无视差,然后固定目镜。
3.用平面镜调节为什么要放二个位置来调节?
五、夫琅和费衍射的强度分布和观察
1.实验中为什么要找出中央明纹的位置?
本实验的最终目的是为了能做出光强度分布图,找出中央明纹的位置,使其极大值位于所测数据的中间位置,做出的图像才能够出现主极大和其两边的二级极大。
2.实验中为什么要保证中央明纹的光电流值不要偏小?
如果中央明纹的光电流值偏小,那么其他位置的光电流值将更小,自然光照射的光电流值给作图带来一定的麻烦,而且,做出的图效果也不好。
3.在单缝实验过程中,当缝宽b及缝到屏的间距d增大或减少时,条纹如何变化?
b增大,条纹变密。
D增大,条纹变稀。
6菲涅耳衍射实验研究
7用双棱镜干涉测钠光波长
1.双棱镜干涉属什么方法的干涉,什么类型的干涉?
双棱镜干涉属于双光束干涉,是分波阵面方法的干涉
2.如何测量波长差?
如何较准确测量?
以钠灯为光源调节干涉仪看到等倾干涉条纹,移动M1镜,使视场中心的视见度最小,记录M1的位置为d1,沿原方向继续移动M1,直至视见度又为最小,M1的位置为d2,Δd=∣d2-d1∣,
3、双棱镜干涉实验中,单缝距双棱镜的间距是否影响干涉条纹?
双棱镜干涉实验中,单缝距双棱镜的间距对干涉条纹会有影响。
八、用牛顿环测透镜曲率半径和用劈尖测厚度(直径)
1、为什么实验中有的学生算出的R20-10、R25-15、R30-20会有很大的差异?
(1)在数暗环时计数错误或计算中带错数据都可导致此结果。
(2)在转动读数显微镜副尺时,有正转、反转交叉转动的现象。
(3)目镜中的纵丝没有压到暗环的中央,而是与暗环内切或外切。
2、为什么实验中有的学生测出的R持续偏小?
(1)读数显微镜中看到的明暗相间的条纹不清晰。
(2)把中心的暗斑数做第一环。
3、牛顿环的各环是否等宽?
环的密度是否均匀?
如何解释?
牛顿环的各环不等宽,中间宽边缘窄;
环的密度也不均匀,中间密边缘稀。
这是由干涉公式决定。
4、用同样的实验方法,能否测定凹透镜的曲率半径?
能测定凹透镜的曲率半径。
5、牛顿环干涉条纹畸变的可能原因有哪些?
这是由于灰尘或凸透镜和平板玻璃不规则造成的。
6.在牛顿环实验中,如何正确测量圆环的直径?
在牛顿环实验中,测量直径时级次K要取适当大,为了避免螺距误差,测量时显微镜要向一个方向移动,不能中途反向转动.在测量直径时,中心应是暗点,一边是内切,另一边应是外切.调节时应注意将显微镜镜筒先下降,然后缓慢上升,以免损坏牛顿环.
7.牛顿环的干涉属于哪种方法的干涉?
哪种类型的干涉?
迈克尔逊干涉仪的干涉属于哪种方法的干涉?
牛顿环的干涉属于分振幅方法的干涉,是等厚干涉。
迈克尔逊干涉仪的干涉利用分割光波振幅的方法的干涉,是等倾干涉。
8.牛顿环的中心明暗如何?
条纹疏密如何?
条纹级次高低如何?
牛顿环的中心是暗点,条纹中央疏,边缘密,中央低级次,边缘高级次的明暗相间的圆条纹。
9.白光照射劈尖时,干涉条纹如何?
白光照射劈尖时,干涉条纹将是相互平行的彩纹。
10.在调节牛顿环时,为什么不能旋紧三个调节螺丝?
在调节牛顿环时,如果将三个调节螺丝旋得太紧,压力太大会使两块玻璃变形,而使它们之间的接触不是点而变成了面。
11.理论上,牛顿环的中心,应该是暗纹,还是明纹?
为什么?
牛顿环是一块平板玻璃和一块凸玻璃组成的,从理论上讲它们接触应是个点,从上面看下去中心应是暗纹,而从下面看上来中心就是明纹。
12.在调节牛顿环时,为什么不能旋紧三个调节螺丝?
13.理论上,牛顿环的中心,应该是暗纹,还是明纹?
九、用透射光栅测定光波波长
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?
答:
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的。
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、当狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象?
狭缝太宽时谱线太亮、太宽,所以会造成较大的测量误差;
狭缝太窄时谱线亮度不够,甚至会造成找不到谱线。
因此应该使狭缝宽窄合适。
3、入射光末垂直照射光栅所造成的后果是什么?
入射光末垂直照射光栅会给实验带来了系统误差。
当光线以φ角人射光栅时,光栅公式变为(k==0,士1,+2,…)由于对正、负k级而言,φ值为一正一负,所以造成两边衍射角不相等。
如果只取一侧的衍射角,代入计算,则误差较大。
在本实验中,由于把正、负同级衍射角取了平均,部分地消除了由此造成的误差。
在测波长时,由于入射角不变,所以进一步抵销了由此造成的误差。
但是从操作技能等方面考虑,今后应尽量避免类似情况发生。
4、实验时并不要求仪器转轴过光栅面,这对测量衍射角有无影响?
这对测量衍射角无影响。
5、在用自准直法调整光栅方位时,可以同时看到两个一强一弱的十字反射像,它们是怎样形成的?
调整时应如何处理?
强的十字反射像是由光栅前表面反射的;
弱的十字反射像是由光栅后表面反射的。
调整时只以强的十字反射像为准。
6、缝的宽度对光谱的观测有什么影响?
狭缝的宽度太宽测量光谱不准确且分不出黄1和黄2光谱;
狭缝的宽度太窄则狭缝的亮度又太弱,不利于测量。
7.为什么要使平行光垂直入射光栅?
如何调节?
因为只有在平行光垂直入射光栅的情况下,才能用。
分光计调整好后,把平面镜换成光栅,放置光栅时要使公共转轴在光栅平面内,左右转动平台使经光栅反射的绿色叉丝与目镜中的调整叉丝重合,同时缝像又与测量用叉丝的垂直轴重合。
8.如果平行光不垂直入射光栅,则条纹数是否改变?
如要测量,则计算公式如何?
如何测量?
如果平行光不垂直入射光栅,则零级条纹两边的条纹数将不对称,如要测量,则计算公式不能用,而要变成
分光计调整好后,把平面镜换成光栅,放置光栅时要使公共转轴在光栅平面内,左右转动平台使经光栅反射的绿色叉丝与目镜中的调整叉丝重合,同时缝像又与测量用叉丝的垂直轴重合。
9.如何调节望远镜聚焦无穷远?
10.为什么说当缝像(光栅0级谱线)与十字叉丝竖直线重合时,并且光栅反射回来的绿色叉丝与调整用叉丝重合时,平行光已经垂直入射光栅?
当缝像(光栅0级谱线)与十字叉丝竖直线重合时,望远镜与平行光管光轴已垂合。
光栅反射回来的绿色叉丝与调整用叉丝重合时,望远镜光轴与仪器转轴垂直,平行光已经垂直入