物理光学实验指导书(长春理工大学).pdf

物理光学实验指导书物理光学实验指导书 张磊 陈宇等主编 长春理工大学光电工程学院 2004 年 1 前前言言 按照 物理光学 教学大纲规定的实验要求 并结合光电工程学院的 物理光学 教学 特点及具体的实验情况 我们新编了 物理光学实验指导书 本指导教程着眼于物理光学实验的原理及内容 侧重于相关实验现象的分析及理解 以 提高学生的综合分析能力的培养 达到理论教学与实验教学的融合及统一 在该实验指导教 程中共包含八项实验 系统的介绍了所有实验的原理 内容 步骤 装置等 并在每个实验 中都配备了相应的思考题 在编写过程中吸纳了过去实验教学的经验与长处 具有自己的特 色 本教程由光电工程学院张磊 陈宇等主编 由于本人水平有限 教程中难免有不足之处 衷心希望广大读者对教程中的不足之处给 予批评指正 编者 2003 年 12 月 2 目目录录 实验一 用激光照明的迈克耳逊干涉仪 1 试验二 法布里 珀罗干涉仪实验 3 实验三 扩展光源的夫琅禾费衍射 5 实验四 色散实验 10 实验五 旋光实验 14 实验六 偏振光演示实验 18 实验七 激光衍射光强自动记录系统实验 19 实验八 激光衍射演示实验 20 1 实验一 用激光照明的迈克耳逊干涉仪 一 实验目的 1 掌握迈克耳逊干涉仪的工作原理并学会调整迈克耳逊干涉仪 2 2 2 2 了解在激光照明条件下迈克耳逊干涉仪所形成的干涉条纹的特征 二 实验内容 1 调整迈克耳逊干涉仪并观察其产生的等倾及等厚条纹形态 2 2 2 2 学会采用迈克耳逊干涉仪测量准单色光的波长 三 实验仪器 激光照明的迈克耳逊干涉仪一台 含其附件 四 迈克耳逊干涉仪的原理 迈克耳逊干涉仪的原理光路如图1 1 所示 光源 S 发出的光首先到达分光板 的第二 1 G 1 G 个折射面上涂有半反半透膜层 入射光将在分光面上 同时发生反射及折射 形成1 2 两支光路 1 光路经 由反射镜反射 透射进入观察系统 2 支光路 1 M 1 G 经补偿板透射 反射镜反射及的分光面反 2 G 2 M 1 G 射之后进入观察系统 1 2 两支光路相遇发生干涉通 过观察系统即可观察到干涉条纹 当采用扩展光源时将形成定域条纹 若此时两个 反射镜相平行 则形成定域于无限远的等倾 21 M M 干涉条纹 若之间有一小的夹角 则将产生 21 M M 等厚条纹 条纹定域在倾斜反射镜附近 反射镜 可以借助于微动鼓轮在精密导轨上前后移 21 M M 动 当前后移动反射镜改变的位置时 将改变虚 2 M 平板 或虚楔板 的厚度 条纹将发生移动 图1 1 当采用的是点光源照明的条件下 诸如本次实验 将产生非定域条纹 只要在两只光 路重叠的空间里都能产生干涉条纹 因此不用任何成像元件只用一个白屏就能够看见干涉条 纹 可见当采用激光点光源照明时比较容易观察到干涉现象 五 测量步骤 首先接通激光器的电源开关 用激光束照明迈克耳逊干涉仪 调整激光管的高低位 置 以便使激光将束能进入系统 固定反射镜的位置 调整反射镜后的三个粗调螺钉 使两个反射镜基本垂 1 M 2 M 直 或基本平行于 此时在观察屏上可以观察到弧状的条纹 如果条纹很密 通过 1 M 2 M 2 继续调节反射镜后的三个粗调螺钉能够使条纹变疏并使条纹成圆形并令环的中心处于视 2 M 场的中心位置处 转动反射镜附近的测微鼓轮 反射镜将发生前后的移动 此时观察屏上 2 M 2 M 的条纹将随着反射镜的移动不断的收缩或者冒出 令视场中心的条纹是亮条纹 或暗条 2 M 纹 此时读出测微鼓轮上的读数 然后再转动测微鼓轮 数出冒出 或收缩 的条纹数 1 a 为个 再次读出测微鼓轮上的读数 则两次读数之差即为反射镜移动的距离20 N 2 a 2 M h 利用公式就能够求出激光的波长 Nh 2 如此反复测量5 次取其平均值 六 思考题 1 激光照明的迈克耳逊干涉仪实验与用扩展光源照明的迈克耳逊干涉仪实验室内有何 不同 2 扩展光源照明的迈克耳逊干涉仪中 补偿板的作用 3 实验二 法布里 珀罗干涉仪实验 一 试验目的 1 掌握法布里 泊罗干涉仪使用方法 2 进一步理解多光束干涉的理论和条纹特点 3 测量单色光的波长 二 实验内容 1 调整F P 干涉仪能够观察到多光束干涉的条纹图案 2 测量钠黄光的平均波长 三 实验仪器 F P 干涉仪 四 试验原理 F P 干涉仪属于多光束干涉仪器 图1 1 是该仪器的光路原理图 S G1G2 L1L2 图 1 1 F P 干涉仪原理图 由扩展源 S 纳光灯 发出的光经镀高反膜表面G 和 G 之间的多次反射 变成互相平 12 行的多光束并且相干 干涉条纹的定域在无限远处 人眼通过由透镜L 和 L 组成的望远镜 21 便可观察到同心圆环状的等倾干涉条纹 亦可用眼睛直接观察干涉条纹 G 固定不动 G 可以平移 因此改变 G 和 G 的间距h G 和 G始终保持严格平行 211212 根据多光束干涉理论 则相邻两束光的光程差为 2hcos 其中 是 G 和 G 之间的反 12 射角 h 是 G 和 G 之间的间距 则相位差为 12 cos4h 透射光的干涉强I 满足下式 t 4 0 t I I 2 sin1 1 2 F 当 即 m2 2hcos m m 整数 产生等倾两干涉环 当平板的反射率很高时 即F 很大 条纹对比度也很高 并且亮环的宽 度变窄 因此在同级于涉条纹中 波长差很小的两条谱线可以分解开 这对于光谱分析和提 高测量精度都提供了有利的条件 五 实验步骤 调整法布里一珀罗干涉仪 视察现象 开启钠光灯 拿开毛玻璃 移开望远镜 眼睛通过G 和 G 直接看钠光灯的灯丝 12 若看到一串灯丝象 则说明G 和 G 不平行 应该先调节G 或 G 后面的粗调螺钉 直到灯 1212 丝象重合为止 这时 可以看到隐约可见的圆环条纹 调节粗调螺钉 使得圆环的中心大体 上在视场中心 在钠光灯前面插入毛玻璃 并且把望远镜对准平板 调节目镜 便条纹比较清楚 然后调节支架上的水平和垂直微调螺钉 使得条纹呈圆形 并使圆环的中心刚好在视场中心 处 如果条纹不够清楚 应该调节读数鼓轮移动G 直到条纹清楚为止 1 向一个方向 注意G 和 G 不要碰在一起 以免破失仪器 移动 G 一会同级 121 干涉条纹出现双环 过了一会又出现单环 连续移动G 单 双环将周期性地出现 想想看 1 为什么 测量钠黄光的平均波长 当角很小时 3 式变成 2h m 4 将上式微分后得 2 或 5 h m m h 2 对于条纹变化的个数 测量出 可以根据上式计算钠黄光的平均波长 m h 六 思考题 1 用一块不透光的纸插入和之间 挡住一半 问视场中的条纹有何变化 为什 1 G 2 G 么 2 法布里 珀罗干涉仪和迈克耳逊干涉仪所产生的等倾干涉环之主要区别是什么 想 想看为什么 3 当干涉环向中心收缩时 干涉级次是增加了还是减少了 如果干涉环由中心向外冒 出呢 5 实验三 扩展光源的夫琅禾费衍射 一 实验目的 1 验证 在用透镜实现夫琅禾费衍射的条件下 光源与夫琅禾费衍射图 即衍射谱面 是互为共轭的关系 即物 像关系 2 加深理解光源的扩展对衍射条纹的影响 二 实验内容 调整仪器能够观察到夫琅禾费衍射现象 对有关数据进行测量 三 实验仪器 光具座一个 读数显微镜一台 钠光灯一台 柱面镜一块 单缝 双缝和光栅一个 四 实验装置与原理 实验装置如图 1 所示 将钠灯 单缝 双缝 柱面镜和读数显微镜按图 1 的编号 依次摆在光具座上 用钠灯照射单缝 形成系统的光源 设单缝至柱面镜的距离为 0 l 图 扩展光源的夫琅禾费衍射原理图 夫琅禾费衍射谱至柱面镜的距离为 则二者必须满足透镜规律 即 2 l 02 f 1 l 1 l 1 式中 表示柱面镜的焦距 f 6 这是一维夫琅禾费衍射装置 取X 轴和Y 轴分别垂直于和平行于柱面镜的母线 则夫琅 和费衍射积分为 2 1 xu2iux2i 12 dxee x tc x u 101 式中 c 是包括二次位相因子的常量 与积分变量无关 空间频率 3 1 0 l b u 21 0 ll l u 此处 b 表示单缝至Y 轴的距离 设双缝的间距为d 缝宽为a 则它的透射为 4 2 d x 2 d x a x rect x t 11 1 1 将 4 式代入 2 式得到 5 d uu cos uu a csinca2 x U 002 衍射光的强度为 6 d uu cos uu a csinI4 x U x U x I 0 2 0 2 0 2 22 当 a 很小时 1 这属于双缝干涉的问题 这时 6 式变成 uu a csin 0 7 d uu cosI4 x I 0 2 02 由此可见 干涉条纹是等距条纹 相邻两个条纹的音频率间距为 8 d 1 u 条纹的半宽度为 9 d 1 u 2 1 现在考虑光源扩展 即单缝有一定的宽度W 对干涉条纹的影响 由于钠光是空间非相 干光源 所以可以把单缝视为由许多线光源组成的 并且它们彼此之间是不相干的 每一个 线光源都产生自己的干涉图 将它们重叠在一起就形成了扩展光源的干涉图 这样一来 只 考虑单缝中心和两端的三个线光源产生的干涉图 而其它线光源产生的干涉图分布在其中 取即 2 w b 7 10 1 0 l2 w u 对于位于单缝中心的线光源来说 可见位于单缝两端的线光源产生的干涉图 见0u0 图 2 3 a 和 c 相对于位于单缝中心的线光源产生的干涉图 见图2 3 b 来说 在 空间频率上错开的距离 图2 3 d 表示扩展光源产生的干涉图 可见亮条纹对称地向 0 u 两侧展宽 条纹的空间频率间隔不变 仍然是 当不大于时 可以分辨出亮条纹和 d 1 0 u d2 1 暗纹 即 11 d2 1 u0 将 10 式代入 11 式中得到 或 12 d l w 1 w 其中 表示干涉孔径角 这个结论与杨氏双缝干涉一致 由此可以推出 当 1 l d 13 w4 时 干涉条纹的对比度不低于0 9 E1 E3 快轴 慢轴 E2 检偏 现在我们用多缝代替双缝 分析光源扩展的影响 仍然用a 表示缝宽 用d 表示相邻两 8 个缝之间的距离 设共有N 个缝 则多缝的透射函数为 14 N 1m 1 1 1 mdx a X rect x t 将 14 式代入积分 2 中 可以推导出 15 uu dsin uu Ndsin uu a csinI4 x I 0 0 0 2 02 可见 相邻两个条纹的空间频率间隔为 而条纹的空间频率宽度为 也就是说 d 1 Nd 2 亮条的宽度与 N 成反比 N 越大亮纹的宽度越窄 特别是光栅 由于 d 很小 而 N又很大 因此衍射条纹的亮很窄 相邻两个亮纹的间距很大 这样 光源的扩展对于双缝衍射和多缝 衍射便有很大的区别 举例来说明 设N 10 则扩展光源的衍射条纹如图2 4 所示 亮纹的 空间频率宽度为 00 u2 Nd 1 u 2 E1 E3 快轴 慢轴 E2 检偏 将 3 式微分得到 16 21 20 ll Xl u 当时 便是亮条纹的宽度 即 0 u2u 2 X 17 MW l wl 0 2 9 此处表示放大率 17 式得物理意义是 衍射亮条纹实际上就是光源 即 0 2 l l M 单缝 的像 因此 对于光栅或类光栅物体来说 光源的扩展不会降低条纹的对比度 但使 得衍射条纹展宽了 正是这个原因 光栅光谱仪的实际分辨本领与光谱仪的狭缝有关 狭缝 越窄分辨本领越高 但是光谱仪器的实际分辨本领不到理论分辨本领 五 实验步骤 用读数显微镜测量单缝的宽度W 以及双缝的间距d 和每个缝的宽度a 一律测量5 次 再求平均值 然后将读数显微镜的镜筒水平放置 先将钠光灯 单狭缝和柱面镜按图 1 的编号摆在光具座上 调节支架的高度使三 者的中心到导轨的高度相等 然后 接通钠光灯的电源 摆上读数显微镜 调节它的高低 转动显微镜的手轮 使镜筒左右转动 直至光源进入物镜为止 然后转动读数鼓轮 使镜筒 前后移动 可以看到单狭缝的像 再旋转目镜使单缝的像清楚为止 将双缝插在单缝和柱面镜之间的支架上 调节高低和左右位置 通过目镜可以看到 双缝的夫琅禾费衍射条纹 左 右移动双缝 观察衍射条纹是否移动 如果移动 说明衍射 谱面不完全与像面重合 这时 应该转动鼓轮使镜筒前 后移动 同时左 右移动双缝 直 至衍射条纹不动为止 这样 衍射谱面与物镜道德像面完全重合 向单狭缝方向移动双缝 直到刚好能分辨开衍射条纹为止 测量 然后 将双缝 1 l 向柱面镜方向移动 直至衍射条纹最清楚为止 测量 计算二者的干涉孔径角 与理论值 1 l 相比较 看是否满足 12 式和 13 式 转动单狭缝 或双缝 观察条纹有何变化 并说明理由 用光栅代替狭缝 前 后 左 右移动光栅 观察衍射条纹是否有变 转动单狭缝 观察衍射条纹有无变化 为什么 用读数显微镜测量相邻两个条纹的间距 再测量单狭缝至柱面镜的距离 2 X 0 l 以及它至双缝的距离l 已知钠黄光的平均波长为 光栅刻线数为 mm 105893 0 3 将代入 16 式可以推导出 mm 50 d 1 u 18 1 20 2 l Xdl l 将测量数据代入 18 式中 计算 然后利用 1 式计算柱面镜的焦距f 2 l 六 思考题 1 在实验过程中 利用如下现象判断夫琅禾费衍射谱面是否与显微镜的像面重合 即 左 右移动衍射物 如双缝 光栅等 观察衍射条纹是否移动 如果不动 说明二者重合 10 如果移动 说明不重合 说明理由 2 当转动单狭缝 即光源 时 双缝夫琅禾费衍射实验中 观察到什么现象 而在光 栅夫琅禾费衍射中 又观察到什么现象 二者有什么区别 为什么 11 实验四 色散实验 一 实验目的 1 掌握通过测量最小偏向角来测量光学折射率的方法 2 用最小二乘法计算色散方程中的系数 二 实验内容 调整仪器能够观察到棱镜的色散谱线 对有关数据进行测量 三 实验仪器 JJY 型分光仪一台 汞灯一台 棱镜一个 四 实验原理 光学玻璃的色散方程可以写成 4 1 42 2 CB An 对于不同的玻璃 系数A B C 是不同的 可以用实验的方法来确定A B 和 C 原则 上 测量三个波长对应的折射率之值 便可以解出A B 和 C 但是 由测量过程中不可避免 地产生误差 所以测量三个以上波长对应的折射率之值 这样依据 4 1 中以写出方程组 即 4 2 2 1 2 CB An 4 2 2 2 2 2 CB An 4 3 2 3 2 3 CB An 4 2 42 2 mm m CB An 使用最小二乘法原理 可以解出A B 和 C 然后将这三个系数代入方程 4 1 中 便 得到已知牌号玻璃的色散方程 12 测量折射率的方法很多 本实验使用最小偏向角法 见图4 1 和分别表示 1 2 棱镜位顶角 入射角和折射角 当时 折射光线 FR 的偏角 即入射光线DN 与折射 21 光线FR 的交角 最小 称之为最小偏向角 用表示它 根据折射定律有 min 4 3 11 sinsinin 22 sinsinin 当时 根据的内角之和等于180 可以推导出 21 21 ii DEF min n D F N R 1 2 图 4 1色散实验原理图 4 4 2 21 ii 根据的外角等于不相邻的内角之和 可以推导出 DEF min 4 5 2 min 21 将 4 4 式和 4 5 式代入 4 3 式中得 4 6 2 sin 2 sin min n 可见 用分光仪 测角仪 测量出和 便可以用 4 6 式计算出 因此 该 min n 实验的关键在寻找最小偏向角 min 因为最小偏向角是唯一的 即只有当 时 其它位置 于是 21 min min 最小偏向角可以这样来寻找 见图4 1 13 以入射光线DN 为角度原点 即零位 0 用望远镜瞄准出射光线方向FR 以平行A 棱的轴线为转轴转动棱镜 FR 方向也将发生变化 由于存在最小偏向角 所以 入射光与出射光夹角 始终大于一个角度 min 当调整到时 左旋或右旋棱镜出射光线都会向BC 边偏转 细心微量反复转动棱 21 镜 瞄准这一极限位置 即是最小偏向角位置 五 实验步骤 1 调整分光仪 1 先将棱镜放在载物台上 用半补偿法使得棱镜AB 面和 AC 面的法线与望远镜的光 轴平行 2 接通汞灯电源开关 将棱镜按图4 1 光路图摆好 在棱镜AC 面这侧向底边 BC 转 动望远镜 找到汞灯的光谱线 将望远镜瞄准某条谱线 如紫线 如果谱线不清楚 先调整 望远镜的目镜 使得分划板上的黑十字线最清楚为止 然后 前后移动平行光管的狭缝 使 得谱线刚好在分划板上 这时摆动眼睛 谱线相对黑十字线不动 如果谱线过宽 调节狭缝 的宽度使谱线变窄 如果谱线偏低或偏高 调节平行光管下面的螺钉 使谱线居中 最后取 下棱镜 转动望远镜使得分划板上的竖直黑线与狭缝亮像的中心对齐 锁住望远镜 打开载 物台的锁紧螺钉 并转动它使得右侧游标的零刻线与度盘的零刻线对齐 而左侧的游标的零 刻线与度盘的刻线对齐 这两个位置便是右 左两侧读数的零位 锁好载物台的锁紧螺 180 钉 准备测量 2 测量棱镜的顶角 将棱镜放在载物台上的适当位置 使AB 和 BC 两面便于测量 上 转动望远镜使得从AB 面反射回来的黄色十字线的竖线与分划板的黑十字线的竖线对齐 这时望远镜的光轴垂直于 棱镜 AB 面 也就是 AB 面的法线 FN 平行于望远镜的光轴 记下左 右盘的读数 AB n1 AB n2 取 平 均 值 然 后 按 同 样 方 法 测 量 AC 面 法 线 的 读 数 即 2 1 21 AB n AB n AB n 2 1 21 AC n AC n AC n 4 7 180 AB n AC n 反复测量5 次 取平均值 3 测量紫光 的最小偏向角 um4047 0 将棱镜按图4 1 的光路摆在分光仪的载物台上 用眼睛可以看到汞灯的各种颜色的谱线 14 再转动望远镜大致使分划板的竖十字黑线与紫线对齐 此时按照上面讲的方法 转动载物台 使紫光谱向入射光线方向偏转 当转动到某一位置时如再继续转动 谱线会向相反方向移动 转动望远镜瞄准这一位置 在这一位置附近微量来回转动载物台 观察谱线运动 并使谱线 移动到与入射光轴最近的地方 瞄准这一位置 记下读数 则 左R 右R 180 2 1 min 右左RR 然后再重复测量三次 计算平均值及均方误差 min 4 测量兰光 黄绿光和红光的最小偏向角方法同3 每种都要测量三次 注意各种颜色 光之间最小偏向角测定之后 都应校对度盘零位是否移动 如移动应加以补偿 min 六 思考题 1 怎样使用色散方程计算棱镜的角色散 并且计算黄双线的角间距 2 怎样使用色散方程计算棱镜的理论分辨本领 15 实验五 旋光实验 一 实验目的 1 掌握三分视场测量振动面旋转的原理 2 测量溶液的旋光率 二 实验内容 调整旋光仪 观察现象 测量蔗糖溶液的浓度 三 实验仪器 WZX 1 光学度盘旋光仪 量杯二只 天平一台 四 WZX 1 光学度盘旋光仪的工作原理 图 5 1 该仪器的光学系统如图5 1 所示 由光源射出的光 经过聚光镜 滤 um5893 0 色片和起偏器之后成为线偏振光 然后均匀的照射到半波片上 半波片由石英晶体制成 中 央切掉一条 设半波片的快轴与起偏器的透射轴成角 则透过半波片后 三分视场中的线 偏振动方向如图5 2 所示 设检偏器的透射轴与起偏器的透射轴之间的夹角为 由于三分 视场的中央没有半波片 因此 线偏振光的振动方向旋转角 见图5 3 a 设检偏器的 2 透射轴平行半波片的慢轴 仪器的半波片与度盘联动 设此时的读数为 则经过检偏器之 0 后 三分视场中的照度分别为 2 031 sinIII 2 02 sinII 16 E1 E3 快轴 慢轴 E2 检偏 图 5 2 此时三分视场的照度是均匀的 见图5 3 b 式中 表示透过起偏器的光强 2 00 EI 度 如果起偏器转动角 读数为 则 见图5 3 b 则透过检偏器之后 0 三分视场的照度分别为 5 1 sin 0 2 021 III 5 2 sin 0 2 2 II 当检偏器转动时 即 由 1 式和 2 式分别 2sin 2 031 III 0 2 I E1 E3 快轴 慢轴 E2 检偏 图 5 3 此时 三分视场中央最暗 两侧亮 见图 5 4 a 当检偏器转动时 即 由 5 1 式和 5 2 式得 0 0 31 II 17 2sin 2 02 II E1 E3 快轴 慢轴 E2 检偏 图 5 4 此时 三分视场中央亮 而两侧变暗 见5 4 C 刚好与图3 a 的照度反转 当检 偏器转动 即 则三分视场的照度为 90 90 0 2cos2 031 III 02 II 此时 三分视场中央最亮 而二侧较暗 见图5 4 d 当检偏器旋动 即时 则 90 90 0 2 0321 cosIIII 此时 视场照度均匀 见图5 4 e 但是与图5 4 d 的照度不同 二者互补 而且 角越小 二者的区别越大 当检偏器转动 即时 则 90 90 031 III 2cos2 02 II 此时 管三分视场两侧最亮 而中央较暗 见图 5 4 f 当和 180 0 时 分别重复图4 a b 和 c 如果检偏器继续转动到 则重复出图5 4 180 360 d e f 因此 三分视场法的测量范围为 我们选取图5 4 b 为零位 如果 180 旋光溶液使得振动面旋转角 则三分视场的照度分别为 5 3 sin 0 2 031 III 18 5 4 sin 0 02 II E1 E3 快轴 慢轴 E2 检偏 图 5 5 当时 则 0 2 0231 sinIIII 再次出现视场均匀的情况 即图5 4 b 因此 如果试管内没有注入有溶液时 转动手轮 使得视场出现图5 4 b 的情况 记下读数 注入溶液后 再转动手轮 使得视场重新 0 出现图5 4 b 的情况 记下读数 则溶液的旋光角为 5 5 0 如果 则是右旋物质 如果 则是左旋物质 这便是旋光仪测量溶液旋光角 0 0 的原理 由于 5 6 CL T 式中 表示溶液的旋光率 它是温度和浓度的函数 C 表示溶液的浓度 即 T g 100ml L 表示试管的长度 单位未cm 如果已知C 是可以由 5 6 式计算出 5 7 100 2 gcm CL T 如果已知 则可以由 5 7 式计算出溶液的浓度 T 5 8 100 100 Cmlgg L T 19 五 实验步骤 1 测量蔗糖的旋光率 1 用一只量杯量出100ml 的蒸馏水 然后倒入5g 蔗糖并摇晃量杯直到完成溶解为止 再将糖溶液注入长度了L 22cm 的试管中 将螺母旋上 使其不漏溶液 但是 不要将螺母 旋的过紧 引起保护玻璃产生应力 影响读数的正确性 2 将旋光仪调整到视场出现图5 4 b 的情况 记下左右读数 即左右 0 0 放入试管 转动手轮 使视场中重新出现图5 4 b 的情况 记下左右读数 左右 按 2 3 步骤重复5 次 将试验数据填入表1 中 计算旋光角的均方差 以 及析糖的折光率 T 2 测量蔗糖溶液的浓度 1 用另一只量杯量出100ml 的蒸馏水 然后倒入少许蔗糖摇晃量杯直到完全溶解为 止 2 按上述 2 3 步骤进行测量 并将数据填入表1 然后计算析糖溶液的浓度 做完实验 将试管冲洗数次 然后擦干 六 思考题 1 你能用实验的方法测量半波片快轴与起偏器的透射轴之间的夹角吗 WZX l光学 度盘旋光仪的角是多少 2 如果 45 问对角度的测量范围和零位误差有何影晌 0 20 实验六 偏振光实验 一 实验目的 1 加深对偏振光理论的理解 掌握偏振器件的原理及使用 2 掌握偏振光的产生及检测方法 二 实验内容 实验产生偏振光的几种方法 验证马吕斯定律 偏振光的检验 薄片的作用 三 实验仪器 激光器 偏振光实验台 白炽灯 带绿色滤光片 线偏振片 1 4 波片 A5300 1 2 波片 玻璃片堆 晶片 有机玻璃试样 四 实验原理 光波是一种横波 它的光矢量是与传播方向相垂直的 当矢量的末端在固定的几何图形 上运动时 称相应的光波为偏振光 从普通光源发出的光都是自然光 自然光通过线偏振器 可以变成线偏振光 而线偏振光通过1 4 波片或其它偏振器件可以变成椭圆偏振光或圆偏