大学物理（下）课堂演示实验说明

实验一：光栅色散演示说明

1.【实验目的】

观察不同波长的光经过光栅时发生色散的现象。

2.【实验原理】

当复色光垂直入射光栅时会发生衍射现象。波长长衍射角小，波长短衍射角大。本实验的光源是红绿两种激光器经过分光片的透射和反射后平行重合形成复合光垂直入射到光栅上。

3.【操作方法】

将激光器分别接在220伏的插座上，红绿激光器分别发光。

1.激光器的调节：

• 升降台的调节：旋松锁紧小螺丝，再调节大旋钮进行高低调节。
• 旋转台的调节：手握圆形角度盘旋转，可调节激光点左右位置。
• 仰俯角的调节：手握调节器手臂，慢旋，可调节激光点的上下位置。

2.分光片的调节：分光片支架可上下调节，在固定分光片的干板夹的下方有个小螺丝可调分光片仰俯角。

通过1、2的调节功能将两束激光光线平行重合，垂直入射到光栅上，观察屏幕上的衍射花样。

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实验二：晶体双折射演示说明

1.【用途】

演示双折射现象，加深对它的理解

2.【实验原理】

对于各向异性晶体，一束光线入射后，可观察到有两束折射光线的现象。寻常光（O光）遵循折射定律；非常光（e光）不遵循折射定律；O光、e光都是线偏振光且振动方向相互垂直。

3.【操作方法】

（1）打开氦氖激光电源，激光管射出激光，直接照射在晶体上，屏上出现两个亮度相同的红色斑点。旋转晶体，观察到一斑点不动，另一个以它为圆心转动。

（2）将偏振片放在晶体的前方，转动偏振片，观察到两者有交替消光的现象。

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实验三：偏振光干涉演示仪说明

1.【操作方法】

（1）观察一起内的图形，都是无色透明的元件。
（2）打开光源，这时立即观察到偏振光干涉条纹。
（3）旋转面板上的旋钮，观察视场中的颜色变化。
（4）把透明U型元件从窗口放进，观察不到异常，用力握U型元件，这时在元件上出现彩色条纹，呈现疏密分布。条纹密集的地方是分布应力比较大的地方，反之是应力较小处，此即为光测弹性。

2.【注意事项】

取放玻璃片要小心轻放，注意安全

3.【原理提示】

在仪器内的透光材料是由里到外用不同层数的薄膜拼制而成的图案，薄膜内部的残余应力分布均匀。光弹材料制成的三角板和曲线板，内部存在着非均匀分布的残余应力。线偏振光通过这些模型后产生应力双折射，分成有一定相差且振动方向互相垂直的两束光，这束光的传播方向是同向的，这两束光通过最外层的偏振片后成为相干光，发生偏振光干涉。对于不同层数的薄膜拼制而成的图案，由于应力均匀，双折射产生的光程差由厚度决定，各波长的光干涉后的强度均随厚度而变，故而合成后呈现与层数分布对应的色彩图案。对于三角板和曲线板，由于厚度均匀，双折射产生的光程差主要与应力有关，各波长的光干涉后的强度随应力分布而变，则合成后呈现与应力分布对应的不规则彩色条纹。转动外层偏振片，即改变两偏振片的偏振化方向夹角，也会影响各波长的光干涉后的强度，使图案颜色发生变化。利用偏振光的干涉，可以考察透明元件是否受到应力以及应力的分布情况。这称为光测弹性。把透明 U 型元件从窗口放进，观察不到异常，用力握 U 型元件，这时在元件上出现彩色条纹，呈现疏密分布。条纹密集的地方是应力比较大的地方，反之是应力较小处，此即光测弹性。

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实验四：音叉演示拍音说明

1.【用途】

演示音叉的共振现象

2.【实验原理】

同方向，频率接近的两振动的合成

3.【操作方法】

将两音叉平行放置，两个共鸣箱口朝向观众。稍微移动一音叉臂上的金属套并固定之，使两音叉的频率有点儿差别。先后敲击两音叉，可听到忽强勿弱的嗡嗡声。这种强弱变化的声音就是拍。强弱变化的频率叫做拍频。

稍微移动金属套的位置，重复1的操作，可听到拍频加快或减少的效果。

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