实验报告一

实验名称：几何光学实验

课程名称：光电工程实训

一.实验题目和实验目的总览

1.实验题目：
（1）小孔成像实验
（2）光的反射实验
（3）光的折射实验
（4）透镜成像实验
2.实验目的：
（1）观察小孔成像实验现象
（2）观察光的反射实验现象
（3）观察光的折射实验现象
（4）观察透镜成像实验现象
二.具体实验

1.小孔成像实验
（1）实验目的：观察小孔成像实验现象如像、距离、小孔大小和形状与光源的关系
（2）实验原理：光的直线传播
（3）实验装置和器件：LED光源屏，小孔屏，观察屏
（4）实验步骤：
1将LED光源屏，小孔屏，观察屏沿一条直线平行放置，离开适当距离，打开LED光源，观察像与光源的关系
2移动光源，观察光源与小孔间距离对成像的影响
3转动小孔屏转盘，观察不同形状及大小的小孔对成像的影响
（5）实验数据处理：
1观察到像为光源的倒立实像
2物距越近像越大但亮度越暗
3不同形状的小孔只影响所成像的像素形状，不同大小的小孔影响像的清晰度，孔越小越清晰
（6）实验结论与讨论：达到实验目的

2. 光的反射实验
（1）实验目的：观察光的反射实验现象如平面镜成像的物象关系，反射角与入射角的关系，镜面反射和漫反射的区别，观察不同反射表面对光传播的影响，理解实焦点和虚焦点的区别，测凹透镜的焦距
（2）实验原理：光的反射定律
（3）实验装置和器件：A4白纸，黑茶色镜面板，支架，2个F型支架，铅笔，刻度尺；小长方形平面镜，塑料滑块，刻度盘纸，激光光源；凹透镜一个
（4）实验步骤：
1在A4白纸上把黑茶色镜面板放于支架上，然后拿一个F型支架置于镜面板前
2观察镜面板中的像，并用另一个F型支架放于镜面板后，透过镜面板使之与镜中的像完全重合
3用铅笔镜面板前面的线和2个F的位置点，连线测量距离
4将平面镜卡入塑料滑块，放置于刻度盘纸中央
5打开激光光源，改变不同的入射角，观察光的反射情况，记录反射角与入射角关系
6将粗糙光屏放在刻度盘纸中央，并用激光照射，观察漫反射情况
7将三束平行激光照向凹面镜，观察反射光线
8将三束平行激光照向凸面镜，观察反射光线
（5）实验结论与讨论：
1平面镜成等大，等距，正立的虚像
2反射角始终和入射角相等
3.镜面反射只能在某个特定角度才能看到，漫反射在光射到表面粗糙的物体上才能发生，这种反射能在各个不同的角度看到
4平行光经凹面镜反射，反射光线会聚到一点，这一点即为凹面镜的实焦点。当平行光线射到凸面镜上时，光线向外发散，反射光线的反向延长线会聚一点，这一点为凸面镜的虚焦点

3. 光的折射实验
（1）实验目的：粗略测量入射和折射角，验证折射定律；测量样品折射率
（2）实验原理：n=sinα/sinβ（n为折射率，α为入射角，β为折射角）
（3）实验装置和器件：半圆形玻璃砖，激光光源， 刻度盘纸
（4）实验步骤：
1将半圆形玻璃砖置于刻度盘纸央，打开激光光源
2记录入射角与折射角，改变入射角多次实验
（5）实验结论与讨论：1折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧

4. 透镜成像
（1）实验目的：
观察透镜成像实验现象例如凸透镜成像和凹透镜成像的区别；凸透镜成实像时，物距从大到小变化时，像是如何变化的；
凸透镜成像，屏和透镜距离不等于像距时的像的特点；验证凸透镜成清晰像规律；利用凸透镜成像规律，测量透镜焦距。
（2）实验原理：1/x+1/y=1/f(x为物距，y为像距，f为焦距)
（3）实验装置和器件：由LED组成的F光源，凸透镜，凹透镜，光屏，光具座
（4）实验步骤：
1安装光具座，并按次序装好F光源，透镜，光屏，观察凹凸透镜成像区别
2前后移动F光源使物距由大到小，观察凸透镜成像的变化特点，记录物距及像距
3改变屏与透镜的距离，观察屏和透镜距离不等于像距时的像的特点
4改变物距与像距的相对关系，寻找清晰像规律
5多次实验求凸透镜焦距
（5）实验结论与讨论：
1凹透镜成正立缩小的虚像；凸透镜成倒立实像或正立虚像
2物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，物象异侧；物距等于二倍焦距，像距等于二倍焦距，成倒立等大的实像，物象异侧；物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，成倒立放大的实像，物象异侧；物距等于一倍焦距，不成像；物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像，物象同侧；物距大于像距，成实像；物距小于像距，成虚像
3屏与透镜距离不为像距时，像是模糊的