2015-2016学年
光学实验
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【F-P测波长】
【原理目的】
入射光在相对两面上反复反射和折射后产生多束相干反射光和透射光，透射光在透镜L2 的焦面上叠加，形成等倾圆环状干涉条纹。通常，多光束情况下观察透射条纹，条纹细而锐，波长差非常小的两条光谱线的同级条纹角半径稍有不同而能清晰的被分开，从而能直接进行测量。
【光路图】
L1使点光源成平行光束；L2使光聚焦，成像在焦平面，耦合在望远镜上。
The difference between FP and Michelson's ：
1.镀银面G和G`的反射率ρ越大，干涉条纹越清晰明锐
2.前者是振幅急剧递减的多光束干涉，后者是等振幅双光束干涉
【实验步骤】
1.调整干涉仪使两平板内表面平行：一系列的反射像重合，调整到可看到一组平行直条纹
（多光束等厚条纹）继续到出现多光束干涉同心圆环。
2.放入会聚透镜观察钠的多光束干涉条纹
3.测量钠双线波长差：改变两镜距离，观察测量从一次同时以相同衬比度呈现到下一次以
相同衬比度呈现的变化全过程。
【思考题】
1.解释程差变化，条纹从清晰模糊清晰现象：两波长衬比度发生变化
2.提出测量钠双线微小波长差的方法：F-P，迈克逊，光栅。
【自组迈克逊干涉仪测量空气的折射率】
【原理目的】
1.典型光路：
光源S发出，经分光板G1分为两强度大致相等、方向不同的光束，再分别经固定反射镜M1和移动反射镜M2，返回分光板，射向观察系统。一定条件下观察系统呈现干涉图样。
补偿板，使两束光光程差始终相等，单色光不需要。
2.等倾干涉
M2与M1严格垂直，即M2与M1`严格平行。干涉条纹为无限远或透镜焦面上明暗的同心圆环，特征是内疏外密。
M2与M1`距离d减少，条纹缩小其半径，表现为”陷入”
【实验步骤】
1.靠拢器件，调登高共轴
2.调激光器倾角使光束平行于台面
3.调分光镜45
4.调两路臂长相等（使两路光的光程差相等，使用二维平移底座SZ-02）
5.调M1使1路光沿原路返回，调M2使2路光沿原路返回，1、2在屏H上重合，两光斑
完全重合==两镜子垂直
6.加扩束镜，调整一路反光镜（使一路镜子为固定，一路为移动）使出现等倾干涉圆环
7.放入气室，加放气测量。
【思考题】
1.调整等倾条纹，怎样判断严格等倾干涉条纹
当平面镜M1` 与M2 完全平行时，才能观察到严格的等倾干涉条纹。眼睛上下左右微微移动，同心干涉圆环大小不变，仅仅是圆心随眼睛移动而移动，干涉条纹反差大。
2.测量波长如何避免空程误差
微动微调手轮，屏上条纹就应该有变化，否则就存在空程误差，手轻推动反射镜以消除空程误差。测量时连续地沿一个方向转动微调手轮，可以避免空程误差。
1.如何利用气室测量空气折射率
原理加公式解释
气压变化▲，N为条纹变化数，
D 为小气室的厚度，P为实验时测量气压
2. 什么条件下产生等倾条纹，什么条件产生等厚干涉条纹
M2与M1严格垂直，即M1` 与M2 完全平行，观察到等倾
一般情况，M1与M2形成一个空气劈尖，此时观察到近似平行干涉条纹即等厚干涉
3.鉴别M1` 移向还是远离M2，鉴别M2 移动方向是移向还是远离M1、M2等臂位置
1.条纹向外涌现，M1` 与M2间距逐渐扩大，即远离，（条纹向内陷入是靠近）
2.如果干涉图像越来越模糊，则是远离等臂位置
4. 使干涉条纹宽度变大
转动调节手轮，使干涉圆环条纹向里陷入，就能使干涉条纹变粗
【TEC】
每个步骤的含义，必要的光路图。
【椭偏仪测量薄膜厚度】
【原理目的】
利用偏振光在界面反射或透射时发生的偏振态的改变，测出两个物理量，经计算机运算可得数表
·
起偏
1/4波片
检偏
【实验步骤】
1. 按调分光计的方法调整好主机。
2. 水平度盘的调整。
3. 光路调整。
4. 检偏器读数头位置的调整和固定。90-90
5. 起偏器读数头位置的调整与固定。0-0
6. 1/4波片零位的调整。
7. 将样品放在载物台中央，旋转载物台使达到预定的入射角70°即望远镜转过40°，并使反射光在白屏上形成一亮点。
8. 为了尽量减小系统误差，采用四点测量，改变1/4拨片+—45度来获得两组消光位置数值。
9. 将相关数据输入“椭偏仪数据处理程序”，经过范围确定后，可以利用逐次逼近法，求出与之对应的d和n ;
【思考题】
1.1/4波片作用：
调整振幅，使入射的线偏振光出射成为等幅圆偏振光，使P分量与S分量比为1，简化方程计算量
2.对测量的薄膜样品的要求
样品应该为各向同性的单层介质，均匀镀膜。
【旋光仪测溶液的浓度及旋光率】
【原理目的】【思考题】
当线偏振光通过某些透明物质（列如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。对某一旋光溶液，当入射光的波长给定时，旋光度φ与偏振光通过溶液的长度l 和溶液的浓度c 成正比，即式中旋光度φ的单位为“度”，当放进了待测旋光液的试管后，由于溶液的旋光性，使线偏振光的振动面旋转了一定角度，使零度视场发生了变化，只有将检偏镜转过相同的角度，才能再次看到图3（b）所示的（三分视界消失视场较暗）视场，这个角度就是旋光度，它的数值可以由刻度盘和游标上读出。偏振光通过溶液的长度l 的单位为dm，溶液浓度的单位为m/lg α为该物质的比旋光率，它在数值上等于偏振光通过单位长度(m)单位浓度(m/lg)的溶液后引起的振动面的旋转角度。与测量温度，所用光源波长有关。
当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传
播方向为轴线旋转一定角度，这种现象称为旋光现象。
能使其振动面旋转的物质称为旋光性物质。
若面对光源，使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质；
若面对光源，使振动面逆时针旋转的物质称为左旋物质
由于单糖（葡萄糖）溶于水后，即产生环式与链式异构体间的互变，所以新配成的单糖溶液在放置的过程中其旋光度会逐渐改变，但经过一定时间，几种异构体达成平衡后，旋光度就不再变化，这种现象叫变旋现象。
增加：
为什么试管中间是突出来的：移走出现的气泡，减少其造成的误差；
旋光仪视窗观看手动进行旋转的方向要与物质的旋性一致；
【TEC】
光路图。
