（各位师弟师妹们，本文档仅供参考，请勿照抄，否则后果自负）

【实验现象记录及分析】

1.调节仪器：

调节物镜，直至旋转载物台时玻片上的黑点对应于十字中心基本不变，这时说明载物台中心与物镜中心重合。但是由于实验仪器本身的问题，实验过程中很难调节到黑点位置完全不变。虽然这种情况会影响到观察锥光现象这一实验步骤时的实验现象，但因为不影响实验现象的本质，并且观测样品面积比较大，相对影响不大，故可忽略光路稍微不重合的影响因素。

2.调节偏光镜正交：即将上偏光镜调到0°，下偏光镜调节到90°。可以观察到目镜内视野全暗。

a.将A4样品置于载物台上，通过目镜观察：视野变为黄绿色。顺时针转动后出现四明四暗（四次全消光现象）现象，说明为各向异性介质。

暗点为：130.9°、219.5°、310.3°、40.5°。可知各暗点之间的间距约为90°。

（对于明点，由于用肉眼很难判断视野达到最亮的位置，故无法记录明点的精确位置。考虑到两个暗点的中点即为明点位置，故只需观察暗点位置即可。）

b. 将C样品置于载物台上，通过目镜观察：视野依然全暗。转动载物台，视野保持全暗。说明C样品为各向同性介质。

c. 将B样品置于载物台上，通过目镜观察：视野变为黄色光。顺时针转动后出现四明四暗（四次全消光现象）现象，说明为各向异性介质。

暗点为：130.9°、219.5°、310.3°、40.5°。可知各暗点之间的间距约为90°。

以上现象的理论基础是：A4样品和B样品为各向异性介质，因此光线在通过起偏镜后的偏振光在样品中分成o光和e光，并且在检偏镜的分量可以透过检偏镜并产生干涉。

合成光强为

I =A2sin22αsin2

πd(ne?no)λπ 当а=0,2,π,….时，I=0.视野全暗。

当а=4,π3π4,5π4,….时，I最大，视野全亮。

因此会出现四明四暗和干涉色的现象。

C样品为各向同性介质，因此通过起偏镜的偏振光没有改变偏振方向，依然与检偏镜方向垂直，故视野依然全暗。

3. 用一级红插片判断慢光方向。估计光程差。

a. A4样品：

未插入一级红插片，只有A4样品：调至视野全暗，载物台读书为140°。 插入一级红插片： 观察到紫红色。

顺时针旋转45°至185°，观察到黄色。查阅色序表可知该颜色对应的波长差为?λ1=λ1+λ2=728 nm。此时为同名轴平行。

逆时针旋转45°至95°，观察到绿色。查阅色序表可知该颜色对应的波长差为?λ2=λ1?λ2=332 nm。此时为异名轴平行。

故A4样品的光程差为：λ2=2（?λ1-?λ2）=198nm 1

b. B样品：

未插入一级红插片，只有B样品：调至视野全暗，载物台读书为114.4°。 插入一级红插片： 观察到紫红色。

顺时针旋转45°至185°，观察到黄色。查阅色序表可知该颜色对应的波长差为?λ1=λ1+λ2=1312nm。此时为同名轴平行。

逆时针旋转45°至95°，观察到绿色。查阅色序表可知该颜色对应的波长差为?λ2=λ1?λ2=943 nm。此时为异名轴平行。

故B样品的光程差为：λ2=2（?λ1-?λ2）=184.5nm 1

4.插入石英楔子，分别观察A/B晶片 的色序升降并判断光轴方向：

样品A4：先调节到全暗点，再转动45°可调节到全亮点。然后缓慢插入石英楔子，观察色序变化顺序为：红-蓝-绿-淡黄-橙。色序出现周期性变化。查阅色序表可知该色序为升序。说明A4样品与石英楔子同名轴平行。

样品B：同样先调节到全暗点，再转动45°可调节到全亮点。然后缓慢插入石英楔子，观察色序变化顺序为：红-蓝-绿-淡黄-橙。色序出现周期性变化。查阅色序表可知该色序为升序。说明B样品与石英楔子同名轴平行。

5.观察锥光干涉现象：

在正交偏光镜的条件下，加入聚光镜和勃氏镜构成锥光装置。

LN晶体：视域中心产生十字黑丝，把视域分割成四个象限。每个象限出现彩条色序，由内向外的颜色分布为:黄-橙-红-紫-蓝-绿。转动载物台，十字中心绕动（这是由于实验第一步骤中没有将载物台中心与物镜中心调至重合），色序也发生变化。

插入石英楔子：十字丝中心位置不变，一三象限彩条向外扩张，二四象限彩条向内收缩。可判断是负光性介质。

方石英晶体:现象与LN晶体类似。不同之处在于视域中心没有出现十字消光影。

这是因为方石英晶体具有旋光性，光的传播方向会随方石英厚度而变，所以通过起偏镜后的偏振光在通过方石英晶体后变为非偏振光，不会发生干涉消光现象。因此没有出现十字消光影。

插入石英楔子：一三象限彩条向内收缩，二四象限彩条向外扩张。可判断方石英晶体是正光性介质。

转动载物台不出现消光的原因：这是因为锥光干涉与正交偏光干涉的原理不同。锥光干涉中的光线倾斜于光轴，不论载物台怎么转动，光锥中总是有部分光位于十字消光影面内或附近，因此消光影总是存在。

6.观察埃利旋，判断旋光性：

将圆形石英晶体置于方形石英晶体上，埃利旋为 ；反之，将方形石英晶体置于圆形

石英晶体上，埃利旋为 ；可知方石英为左旋物质，圆石英为右旋物质。

【思考题】

1.对于观察者来说，观察消光现象和锥光干涉图时，应分别注重观察什么内容？

观察消光现象：注意观察四明四暗现象及各个暗点和亮点的位置。以及干涉光的颜色。

观察锥光干涉现象：视野中十字消光影的位置以及粗细。从圆心向外的彩条的疏密，色序。转动载物台时十字中心及色序的变化。插入石英楔子的色序的变化。

2.实际观察到的消光现象与你设想的有哪些不同，如何解释？

设想中的消光现象是可以观察到最亮位置的，但实际观察到的消光现象几乎只能观察到最暗位置，即完全消光位置，但除了消光位置以外的其他位置亮度都差不多，很难判断出最亮点。这是因为人眼的结构很难判断出亮度的大小。如果要准确判断出最亮点，可以加一个光强测量装置来测量光强。

3观察消光时，你看到的颜色可能没有列表中的丰富，为什么？此时你应该如何用消色法则。

由于晶片的光程差事固定的，但当其光程差小于169.12nm时就很难看到四个色序中所有的颜色。此时可以将多块晶片叠放到一起观察，这样增大了光程差就可以看到丰富的颜色。

4.各向异性的晶片放在正交偏光镜下，当转动载物台一周时，出现四次消光，如何解释。

合成光强为

I =A2sin22αsin2

πd(ne?no)λπ 当а=0,2,π,….时，I=0.视野全暗。

当а=4,π3π4,5π4,….时，I最大，视野全亮。

因此会出现四明四暗的现象。

5.双折射率较低时，黑十字粗些，而双折射率较高或者双折射率不太高而晶片较厚时，黑十字较细，为什么？

对应双折射率较高或者双折射率不太高而晶片较厚的晶片，光程差较大，因此十字较细。双折射率较低时，光程差较小，因此十字较粗。

6.平行光轴切片的晶片厚度较大时，沿光轴方向的干涉色是否肯定越向外越低？为什么？

不一定，在强聚光敛光条件下，厚度对光程差的影响超过双折射率；包含光轴的二象限开始时会出现干涉色降低，而到视域边缘干涉色又会逐渐升高。

第二篇：光学实验报告

                           光学实验报告

班级：              学号：        姓名:    成绩：      

实验内容：                                  指导老师:        

实验目的：通过杨氏双缝干涉实验求出钠的波长。

实验器材：钠灯，透镜L_1,二维架，可调狭缝S，透镜架，透镜L₂,双棱镜调节架，双缝，延伸架测微目镜，3个二维平移底座，2个升降调节座.

实验原理(根据光学教程)：波在某点的强度也就是波在该点所引起的振动的强度，因此也正比于振幅的平方。如果两波在P点引起的振动方向沿着同一直线。根据△φ=2π/λδ=2π/（r₂-r₁）=k（r₂-r₁）k为波数。

    对应于2πj即r₂-r₁=2jλ/2(j=0,±1,±2…)（1—14）差按等于λ/2的整数倍，两波叠加后的强度为最大值，而对应于△φ=(2j+1) λ\2(j=0,±1,±2…) （1—15）式那些点，光程差等于λ/2的奇数倍，称为干涉相消。如果两波从s₁,s₂向一切方向传播，则强度相同的空间各点的几何位置。满足 r₂-r₁=常量，   r₂-r₁≈s₂s₁=d满足下列条件的各点，光强为最大值r₂-r₁≈ d=jλ

考虑到r<<d,≈=y/r₀,y表示观察点。P到P₀的距离，因而强度为最大值的那些点应满足：d≈dy/r₀=jλ或y=j r₀λ/d (j=0, ±1,±2…) 同理按（1—15）式可得强度为最小值的条纹或相邻两条强度最小值的条纹的顶点同理按（1—15）式可得强度为最小值的条纹或相邻两条强度最小值的条纹的顶点             △y=y_j+1-y_j= r₀λ/d

 

实验步骤:1使汞光通过透镜L₁会聚到狭缝上,用透镜L₂将S成像于测微目镜分划板M上,然后将双缝D置于L2近旁.在调节好S,D和M的刻线平行,并适当调窄S之后,目镜视场出现便于观察的杨氏条纹.2 用测微目镜测量干涉条纹的间距△x,用米尺测量双缝的间距d,根据△x=lλ/d计算钠光的波长.

实验数据记录与处理

                 

误差分析：

1由于实验条件的不同，会引起测量时的误差。

2在实验过程中，读数的时候不太准确而引起的偶然误差，

以及实验仪器本身所引起的条件误差，都会让实验结果与真

实值存在一定的误差。

3在试验中我们要尽量做到减小误差，使实验结果更接近真实值。