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文档简介

2020 4 5 山东物理学会 1 测量平板玻璃两个面的楔角 山东大学物理学院徐建强 2020 4 5 山东物理学会 2 测量平板玻璃两个面的楔角 将发散的球面波激光束照射到平板玻璃上时 玻璃的两个面分别反射回来的球面波将在反射空间叠加形成不定位干涉条纹 通过对干涉条纹形状和位置的分析 可对平板玻璃两个面的性质作一判断 仪器与用具 半导体激光器 汇聚透镜 中心带有小孔的观察屏 光具架若干 三角板 米尺 小金属夹 待测平板玻璃 内容 利用给定的器具 测量所给平板玻璃两个面之间的楔角 2020 4 5 山东物理学会 3 要求 画出测量光路图 准确表示出个器件的位置关系 推导计算玻璃两个面夹角的公式 叙述光路共轴调节的过程 方法和达到的要求 完整记录测量数据 计算夹角值 绘出观察屏上的干涉条纹 标出玻璃板增厚的方向 已知 平板玻璃的平均厚度d 4 58mm 玻璃的折射率n 1 50 注意 以卷面为主要评分依据 2020 4 5 山东物理学会 4 参考答案及平分标准 画出测量原理图 准确表示出个器件的位置关系 图中注明有关物理量 5分 激光器 光屏 玻璃板 像位置对 2分 加汇聚透镜 1分 物理量正确 1分 凸透镜焦点与观察屏重合 1分 2020 4 5 山东物理学会 5 2 推导计算玻璃两面夹角的公式 5分 激光发出的平行光汇聚在凸透镜L的焦点S处 S可看作球面波的中心 经平板玻璃前 后表面反射后分别形成球面波I和II 可视为由两个虚光源S1和S2发出的 有 S2的位置取决于平板的契角 厚度d和评比介质的折射率n 利用几何光学 得 1分 连线SS1和SS2的夹角为n 1分 2020 4 5 山东物理学会 6 两相干球面波形成干涉同心圆环的中心在S1和S2的连线的延长线上 观察屏上中心距圆孔的距离为r 则由图有 和 1分 在nD d的情况下 上式可简化为 2分 2020 4 5 山东物理学会 7 叙述光路共轴调节的过程 方法和达到的要求 5分 调节激光器使激光束水平 可利用三角板测量激光器出口高度与平上光点等高 1分 调节观察屏位置使激光束恰好照射到小孔上 1分 将凸透镜放置在激光器与屏之间 调节透镜前后 左右和上下位置 使光束汇聚成最小 且恰好照在小孔上 2分 将待测玻璃板放置在观察屏的另一侧 调节玻璃板方位 使反射光斑中心与小孔重合 1分 2020 4 5 山东物理学会 8 完整记录测量数据 计算夹角值 绘出观察屏上的干涉条纹 标出玻璃板增厚的方向 5分 原始数据有效数字 单位正确 2分 结果位数
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