奇妙光学现象演示试验-南昌航空大学.DOC

神奇之光演示实验 指导书 主编：杨名宇 南昌航空大学大学物理实验中心 2017年1月 实验一 无弦竖琴 演示目的： 演示激光和光电效应。 物理原理： 这里的“琴弦”是激光束，对应着光敏电阻.手指“轻弹”光束,遮断光路,改变了光敏电阻的电阻值。产生跳变的电压信号,这个电压信号就触发相应的电路开始工作。从而产生一个具有固定频率的电信号,电信号经电子合成器处理放大后,由扬声器发出声音。 学生亲自动手： 学生轻轻的用手遮住光束,琴内就会发出悦耳的声音。 遮住不同的光束，琴会有不同的音符发出.从而按照乐曲韵律，可以弹奏出美妙的音乐。 注意事项： 1、若出现激光管不亮或琴没有声音时，请将电源断掉，然后重新打开电源。 2、仪器若超过36秒无触发信号则自动进入待机状态,此时将电源开关重新开启一次即可让仪器重新工作。 3、若某个光路无声音发出，请将对应的激光器上聚焦镜头微调，使之与下面光敏电阻对应即可。 实验二 无限储钱盒 一、演示目的 演示凹面镜成像现象。 二、演示现象： 投下的硬币经过一个比自己小一半的细孔，落在储钱盒里，并能把钱变小。 三、演示原理： 利用凹透镜成像原理，使得硬币看起来比实际小。 实验三 万花筒 一、演示目的 加深对光的反射成像万花筒利用平面镜的成像原理制作，通过光的反射而产生影像。 万花筒原理图 1816年，苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特爵士发明了万花筒。布鲁斯特主要从事光学和光谱研究，他在童年时代就十分喜欢光学实验，一生中的大部分时间都用在了他所喜爱的光学上。一次，他在用多面镜子研究光的性质时，看到了几面相对放置的镜子里经过多次反射呈现出来的景象，便放了一些花纸在镜子组成的空腔里，结果，他看到了一些对称的图案，而且每变动一下花纸的位置，图案就会变换一次。为了能使图案不断地变换，他将三面成角度的镜子放在一个圆筒里，再将花纸放在筒端的两层玻璃间。随着三角镜中镜子的角度变化，影像的数目也随之变化；影像重叠后形成各种图案，不停地转动万花筒就可以看到不断变换的图案。就这样他制作出了只要轻轻转动就能看到不同图案的万花筒。万花筒在一夜之间便获得了意外的成功。更有意思的是，一旦某个图案消失了，要转动几个世纪才能出现同样的组合，因此每一瞬都值得欣赏，每一秒都值得珍惜！ 万花筒的发明被列入科学重大发明而载入史册，博物馆里也收藏有一些制作精美的万花筒。由于万花筒 万花筒图案 既是美轮美奂的艺术作品，又是能培养思维和观察能力的益智玩具，所以深受小孩子和成年人的喜爱，并在人们的手中不断地翻新花样。例如，有人在万花筒里放上30—40个像教堂塔尖一样的玻璃小瓶，里面装上油，在油里浸着玻璃粒、细珊瑚片、贝壳和沙粒。这些密封的小玻璃瓶一动，瓶里那些闪闪发光的微粒就会升降。 除了这些东西以外，还放入扎紧的细丝线、马鬃以及各种螺旋形的、弯曲的小东西。这样，使万花筒转动起来，就好像在欣赏一场精彩的芭蕾舞表演。 实验五 光纤传像 一、演示目的 演示光纤的传像现象。 二、实验原理及操作： 利用光的全反射原理可以制作光导纤维，光纤由两种不同折射率的透明物质构成，例如塑料光纤，它是一根折射率较高的塑料丝，在它的外表面包有一层折射率较低的塑料膜层。由于光纤里面折射率高，外面折射率低，因此进入光纤的光将发生全反射。光由光纤一端输入，然后经多次全反射由别一端输出。由于全反射，损耗很小。 实验六 光纤花 一、演示目的 进一步了解光纤传光束的原理与应用。 二、实验原理及操作： 光由光纤一端输入，然后经多次全反射由别一端输出。由于全反射，损耗很小。 实验七 光学像无穷 一、演示目的 了解窥视无穷的原理，提高学习物理学的兴趣。 二、演示原理： 无穷像镜是由一面镀有高反射率膜的两片平板玻璃构成，高反射率膜面朝内安放，相互平行的两片平板玻璃中间放置物体。物体发出或反射的光经镀有高反射率膜层面的来回反射，在无穷像镜的左右两边形成一系列的虚像。 三、操作说明： 打开电源开关，呈现无穷像，观察镜中的多次反射成像现象。 四、注意事项： 不要拿起来观看，以免损坏；不要弄脏镜面，以免影响成像质量。 实验八 幻影合成 一、演示目的 再次体验凹面镜成像原理。 二、演示原理： 隐藏在视孔内的屏幕播放着三维影像，此影像（光线）通过屏幕由凹面镜反射回来，镜子的曲度使反射光线汇聚，故影像每一点发出的光都被汇聚在凹面镜前空间相应的点，当影像每一点被这样汇聚时，就在凹面镜前相应位置形成影像，我们把这个影像再通过一个分光镜反射到窗口外部，在空间就会呈现出逼真的立体像。 三、演示效果： 当你误把经凹面镜反射的映像当作屏幕上正在播放的实像而用手去抓时，当然是什么也抓不到。当把影像放到凹面镜二倍焦距处，在空中呈现出等大逼真的立体像，所成影像不仅