⑴ 用一张废旧的CD-R光盘制作一个平面反射光栅，规格尺寸约为10×20mm，固定在光栅座上，根据光栅衍射原理，利用分光仪和光源(如汞灯、钠灯或激光器任选)，参照《用透射光栅测定光波波长》实验，设计出实验方案。
⑵ 用一张废旧的CD-R光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅(制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可)，根据光源的已知光谱(如激光器光源)，利用平面反射光栅反射光的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，设计出实验方案。
学生根据自己所学知识，设计出《CD-R光盘轨道密度的测定》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
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设计要求
⑴ 通过在实验室用目测的方式观察平面反射光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观察实验现象，通过实验现象的观察，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才能写出实验原理。)
⑵ 该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。 ⑶ 选择实验仪器，CD-R光盘自备、米尺(10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm)、光源(汞灯、钠灯、激光器)、分光计、光屏自制、也可以自制辅助器件。
⑷ 设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑸ 测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。 ⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器的选择及提示
⑴ 光栅：平面反射光栅自制，选分光计作为测量仪器的实验，要制作一个规格尺寸约为102
×20mm的光栅，固定在光栅座上，以备使用。选用衍射光屏方法的实验，用一张废旧的CD-R光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅(制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可)。
⑵ 米尺：10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm任选。 ⑶ 光源：钠灯、汞灯、激光器，任选。 ⑷ 分光计实验室提供。
⑸ 可以自制实验器材，如条型光屏，自带胶带和光屏用纸，也可以借助现有实验室的条件。 实验所用公式及物理量符号提示
⑴ 光栅方程: d?sin??k? (k=0、?1、?2、?3、??)
式中d?a?b(其中a为光栅缝宽，b为相邻缝间不透明部分的宽度)为相邻狹缝之间的距离，称为光栅常数，?为光波波长，k为衍射光谱线的级次。
⑵ 用x表示谱线到0级谱线的距离，用y表示光栅到0级谱线的垂直距离。
提交整体设计方案时间
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学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
思考题
⑴ 光栅与光屏之间的距离多远比较合适？
⑵ 激光光源照射反射光栅的角度在什么范围内较合适？ ⑶ 改变光源和光栅的距离是否对衍射花样有影响？ ⑷ 如何确定0级谱线的位置？ ⑸ 光栅与光屏的距离测量，该实验应采用单次测量还是多次测量？单次测量能否满足测量精度的要求？
参考文献
参阅各实验书籍中的夫琅和菲衍射原理及光栅衍射原理。 《创造性物理演示实验》 宣桂鑫 江兴方 编著 华东师范大学出版社 实验五十三 CD光栅 。 《基础物理实验》 沈元华 陆申龙 主编 高等教育出版社 实验3-14《利用钢尺测量激光的波长》。
实验17 《微小线径的测定》实验提要
课题的提出和依据
微小线径的测量在现代科学中有很多的测量方法，但都可以归结为，有直接测量和间接测量两类。在普通物理中，直接测量常用的仪器如：千分尺、读数显微镜等，间接测量常采用的方法如：干涉法、衍射法等。对于0.01mm以下的线径用千分尺和常用的读数显微镜来测量就显得无能为力了，通常采用间接测量的方法。头发对每一个人来说都不陌生，但有谁能说出自己的头发的直径是多少？本课题要求设计一种测量自己头发直径的方法，通过实验加以验证。
实验课题及任务
《微小线径的测定》实验课题的任务是，利用光的的干涉、衍射(波动性)现象及其理论，设计出一种实验方法，根据干涉、衍射的花样测量出自己头发的直径。
学生根据自己所学知识，设计出《微小线径的测定》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
本实验题目要求开光学课程的各专业必选，可以有三至四组选，但是每组的方法或采取的手段应不同。建议电子专业的有四组选择该实验，给专业光学实验打基础。
实验原理提示
⑴ 衍射法 根据巴俾涅(Babinet)原理“两个互补屏所产生的衍射图形，其形状和光强完全相
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同，仅位相差为相同。
?”。可知细丝衍射图形和狭缝衍射图形是相同的，细丝衍射计算和狭缝衍射计算2狭缝或细丝衍射的光强I的分布，由物理学知道：
I?I0(式中：??sin2??2)
??dsin? ；?为衍射角；d是狭缝宽度或细丝直径；?是单色光源波长(激光光源波?长)I0是??0时的光强，即光轴上的光强度。
当 ??0,??,?2?,?3?,???????n? 处将出现光强为零的条纹，即I0?0的暗条纹。测量出暗条纹的位置以及对应的暗条纹的级数，就可以根据上面公式计算出细丝直径d。
衍射法可以用细丝衍射法(和狭缝衍射互补)，还可以用圆斑衍射法(和小孔衍射互补)。这两种衍射方法都需要制作衍射屏，但前者制作衍射屏比后者容易。
⑵ 干涉法 利用空气劈尖的形成干涉条纹，根据劈尖干涉的原理和计算公式，测量出条纹的距离等参数计算出细丝直径d。
设计要求
⑴ 通过在实验室观察干涉(“劈尖”等厚干涉)、衍射(细丝衍射)现象，选择其中一种方法，制定出实验方案。
⑵ 画出实验原理图，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出头发直径与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据干涉、或衍射理论及相关公式推导出计算公式，写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观察实验现象，通过实验现象的观察，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才能写出实验原理。)
⑶ 根据实验原理写出实验内容，设计出实验步骤，要具有可操作性。 ⑷ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器的选择及提示
⑴ 干涉法：读数显微镜；钠灯；平板玻璃两块；头发丝(自带)；也可以自制辅助器件。 ⑵ 衍射法： 氦氖激光器； 自制衍射屏(头发丝固定在支架上)； 米尺(三米以上较好)； 光屏(可以自制，也可以利用实验室条件)； 也可以自制辅助器件。 可以用透镜，也可以不用，推荐不用透镜。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
思考题
⑴ 衍射物屏与光屏之间的距离多远比较合适？
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⑵ 制作劈尖要注意什么？
参考文献
参阅各实验书籍中的干涉、衍射原理。
《物理学》下册 第四版 东南大学等七所工科院校编 马文蔚等改编 高等教育出版社出版 第十七章 17-4 17-6、7。
《近代光学测试技术》 杨国光 主编 浙江大学出版社 第五章 光的衍射技术。
实验18 《用双缝干涉法测量杨氏模量》
实验提要
实验课题及任务
《用双缝干涉法测量杨氏模量》实验课题任务是：根据双缝干涉现象，找出明暗条纹的宽度与狭缝之间距离的关系。本实验通过设计一个活动的双缝，其中一个缝固定，另一个是活动的，且与金属丝固定在一起，当给金属丝拉力时，金属丝伸长带动狭缝移动，狭缝之间距离就改变了，明暗条纹间的距离就改了。根据这些光学现象和给定的仪器，设计出实验方案，测定金属丝的杨氏模量。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用双缝干涉法测量杨氏模量》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 测量5组数据，测量金属丝的长度l、直径D、双缝到测微目镜间的距离L。 ⑷ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑸ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器
杨氏模量实验仪、测微目镜、激光器、千分尺。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
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实验19 《用迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率》
实验提要
实验课题及任务
《用迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率》实验课题任务是：根据液体的折射率比空气大，当一个光路中加有液体时，其光程差?l'会发生改变，根据这一的光学现象和给定的仪器，设计出实验方案，测定水的折射率。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 根据实验用的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 用最小二乘法求出水的折射率n。
⑷ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器
改装过迈克尔逊干涉仪、专用水槽及配件、激光器。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
参考文献
彭剑辉 周烈生 迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率及仪器调节方法 [J]《光学技术》1998.1
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