【思考题】 1。本实哈中有几个磁场？它们的相互方向有什么类求？ 2. 在医院的核磁共振成像宣传资料中，常常把拥有强磁场(11.5T)作为一个宣传的 亮点。请问，磁场的强弱对探测质量有什么关系吗？为什么？ 【参考文献】 川吕斯，段家纸。近代物理实验北京：北京大学出版社 以王金山。核磁共振谱仪。机械工业出版衫 )杨福家.原子物理学.上海：复且大学出版社
【思考题】 1．本实验中有几个磁场？它们的相互方向有什么要求？ 2．在医院的核磁共振成像宣传资料中，常常把拥有强磁场（１-1.5 T）作为一个宣传的 亮点．请问，磁场的强弱对探测质量有什么关系吗？为什么？ 【参考文献】 [1] 吕斯骅，段家忯．近代物理实验．北京：北京大学出版社 [2] 王金山．核磁共振谱仪．机械工业出版社 [3] 杨福家．原子物理学．上海：复旦大学出版社
用CCD成像系统观测双棱镜干涉 采用分波阵面的方法，可以获得相干光源，双棱镜颇具有代表性。虽然在激光出现之后 设法获得相干光源的工作己不如早期那样的重要，但双棱镜干涉在实验构思及装置调整等问 题上仍然具有重要意义。 【实验目的】 了解双棱镜干涉装置及调整方法 3.利用CDD成像系统观测双棱镜干涉条纹，学习定标。 【实验原理】 图1双棱镜干涉原理图 双棱镜可看作是有两个折射棱角α很小（小于1°）的直角棱镜底边相接而成。借助 双棱镜可使从单缝S发出的光的波阵面沿两个不同方向传播。相当于虚光源S,及S发出的 两束相干光。在两束光交迭空间的任何位置上将有干涉发生，在该区域内可以接受并观察到 干涉条纹。 双棱镜干涉条纹间距的计算方法，与扬氏双缝干涉的计算方法相同。在图2中，若S 和S发之间的距离为d(可以由实验测得)，缝S至观察屏的距离为D(当用测微目镜代 屏进行观察时，则为S至目镜的可动分划板间的距离)。P。为屏上与S及S等距离的点，在 该点处两束光波的光程差也为零，因而两波相互加强而成零级的亮条纹。在P。点的两边还 排列者明暗相间的干涉条纹。 设S,和S到屏上距P。点的距离为的P点的光程差为8，当D>d、D>x时，有 (1) 根据相干条件，当光程差6满足： 6=2宁时即在=±号以处01小2以产生亮条致 =2-时，即在=±号2-)-12产生条纹。 从而两相邻亮条纹的距离为
用 CCD 成像系统观测双棱镜干涉 采用分波阵面的方法，可以获得相干光源，双棱镜颇具有代表性。虽然在激光出现之后， 设法获得相干光源的工作已不如早期那样的重要，但双棱镜干涉在实验构思及装置调整等问 题上仍然具有重要意义。 【实验目的】 1．了解双棱镜干涉装置及调整方法； 2．观察双棱镜干涉现象并用它测量光波波长； 3．利用 CDD 成像系统观测双棱镜干涉条纹，学习定标。 【实验原理】 双棱镜可看作是有两个折射棱角a 很小（小于 1°）的直角棱镜底边相接而成。借助于 双棱镜可使从单缝 S 发出的光的波阵面沿两个不同方向传播。相当于虚光源 S1及 S2发出的 两束相干光。在两束光交迭空间的任何位置上将有干涉发生，在该区域内可以接受并观察到 干涉条纹。 双棱镜干涉条纹间距的计算方法，与扬氏双缝干涉的计算方法相同。在图 2 中，若 S1 和 S2发之间的距离为 d（可以由实验测得），缝 S 至观察屏的距离为 D（当用测微目镜代替 屏进行观察时，则为 S 至目镜的可动分划板间的距离）。Po为屏上与 S1及 S2等距离的点，在 该点处两束光波的光程差也为零，因而两波相互加强而成零级的亮条纹。在 Po 点的两边还 排列着明暗相间的干涉条纹。 设 S1和 S2到屏上距 Po点的距离为 xk的 Pk点的光程差为d ，当 D >> d、D >> x 时，有 d D xk d = （1） 根据相干条件，当光程差 d 满足： l l d k d D = ± k )时，即在x = ± 2 2 ( 处（k = 0、1、2 …），产生亮条纹； ) (2 1) 2 = ±(2 -1)( = ± k - d D k 时，即在x l d （k = 1、2…），产生暗条纹。 从而两相邻亮条纹的距离为 图 1 双棱镜干涉原理图
(2) 如果测得D,d及△r便可由(2)式求出值 P D 图2几何关系图 【实验内容】 X 激光 双棱镜 ,双测系统 图3 一，双棱镜干涉 1.调节 (1)实验在光具座上进行，各光学元件及仪器可按图3放置，按同轴等高的要求调整各元 (2)利用观察屏，观察干涉条纹，调整棱镜至干涉条纹成垂直状态： (3)缓慢调节观察屏与双棱镜间的距离，观察干涉条纹疏密程度的变化，找出变化规律， 并加以解释， 2.测量 (1)用CCD代替观察屏，调整双棱镜和CCD之间的距离，至显示屏上能观察到清晰、垂 直的干涉条纹约20条： (2)利用测量软件测量出约20条干涉条纹间的间距（像元数）： (3)记录此时棱镜及CCD的所在位置，同时记录实验室提供的修正值： (4)利用透镜成像原理，测量两虚光源之间的距离（光源通过透镜成大像）： (5)记录此时透镜所在位置 二.定标 1.利用软件所测的实验数据，其单位都为像元，在实际运用中需将像元换算成m单位。 因此须通过定标求出1mm所对应的像元素：
l d D x x x D = K+1 - K = （2） 如果测得 D，d 及Dx 便可由（2）式求出 l 值。 【实验内容】 一．双棱镜干涉 1．调节 （1）实验在光具座上进行，各光学元件及仪器可按图 3 放置，按同轴等高的要求调整各元 件； （2）利用观察屏，观察干涉条纹，调整棱镜至干涉条纹成垂直状态； （3）缓慢调节观察屏与双棱镜间的距离，观察干涉条纹疏密程度的变化，找出变化规律， 并加以解释。 2．测量 （1）用 CCD 代替观察屏，调整双棱镜和 CCD 之间的距离，至显示屏上能观察到清晰、垂 直的干涉条纹约 20 条； （2）利用测量软件测量出约 20 条干涉条纹间的间距（像元数）； （3）记录此时棱镜及 CCD 的所在位置，同时记录实验室提供的修正值； （4）利用透镜成像原理，测量两虚光源之间的距离（光源通过透镜成大像）； （5）记录此时透镜所在位置。 二．定标 1．利用软件所测的实验数据，其单位都为像元，在实际运用中需将像元换算成 mm 单位。 因此须通过定标求出 1mm 所对应的像元素； 图 2 几何关系图 图 3
2.将光源换成钠灯，双棱镜换成狭缝板，根据透镜成像原理，仔细调节辅助透镜与CCD至 显示器上能呈现出清晰的狭缝像： 3.利用软件测出狭缝像宽度。记录各元件坐标，根据透镜成像原理及狭缝实际缝宽，计算 出lm所对应的像元素的平均值（狭缝像应取上、中和下三个部位取值）。 4.利用公式(2)计算出激光的波长。 三.选作：采用钠灯作为双棱镜干涉的光源，自行设计光路，测量钠光灯的波长。实验室提 供了钠灯、狭缝和测微目镜等。 【实验仪器】 Ne-Na激光器（波长：632.8nm)、钠光（波长：589.3nm)、双棱镜、透镜、CCD摄像头、 狭缝板、狭缝和观察屏等。 【注意事项】 1.不可直接用手触摸光学元件，可用专用清洁用品： 2.。激光在没有扩束前，眼睛不得直视。 以免损伤眼睛： 3.实验开始前，请仔细阅读实验室提供的微机使用方法 【思考题】 1,若实验时光源改成白炽灯，将会看到怎样的干涉条纹？请分析。 2。实验过程中，你是如何判断虚光源的，为什么？
2．将光源换成钠灯，双棱镜换成狭缝板，根据透镜成像原理，仔细调节辅助透镜与 CCD 至 显示器上能呈现出清晰的狭缝像； 3．利用软件测出狭缝像宽度。记录各元件坐标，根据透镜成像原理及狭缝实际缝宽，计算 出 1mm 所对应的像元素的平均值（狭缝像应取上、中和下三个部位取值）。 4．利用公式（2）计算出激光的波长。 三．选作：采用钠灯作为双棱镜干涉的光源，自行设计光路，测量钠光灯的波长。实验室提 供了钠灯、狭缝和测微目镜等。 【实验仪器】 Ne-Na 激光器（波长：632.8nm）、钠光(波长：589.3nm)、双棱镜、透镜、CCD 摄像头、 狭缝板、狭缝和观察屏等。 【注意事项】 1． 不可直接用手触摸光学元件，可用专用清洁用品； 2． 激光在没有扩束前，眼睛不得直视，以免损伤眼睛； 3． 实验开始前，请仔细阅读实验室提供的微机使用方法。 【思考题】 1． 若实验时光源改成白炽灯，将会看到怎样的干涉条纹？请分析。 2． 实验过程中，你是如何判断虚光源的，为什么？
地球磁场的测量 【实验目的】 1.利用旋转感应线圈测量地磁场。 2.竿摒Cassy Leb计算机测量和数据处理系统的原理和使用方法。 【实验原理】 感应线圈在地磁场中绕直径旋转，通过线圈的磁通为： c(t)=N.x.R2.B.n(t) 式中N为感应线圈的匝数，R为半径，()是旋转环的法向矢量。如果角速度。为常 数，通过感应线圈的磁通为 Φ(e)=NπR2.B:cos(o) 其中，▣为角速度，B是地磁场垂直于旋转轴的有效磁场，产生的感应电压为： U=N.I.R2.B.0 测量几个不同方向旋转轴相应的有效磁场就可计算地磁场的大小和在实验室坐标系中 的方位角
地球磁场的测量 【实验目的】 1. 利用旋转感应线圈测量地磁场。 2. 掌握Cassy Leb计算机测量和数据处理系统的原理和使用方法。 【实验原理】 感应线圈在地磁场中绕直径旋转，通过线圈的磁通为： (t) N R B n(t) 2 s = × p × × × 式中 N 为感应线圈的匝数，R 为半径，n(t) 是旋转环的法向矢量。如果角速度 ω 为常 数，通过感应线圈的磁通为 Φ(t)= N R B cos( t) 2 × p× × ^ × w 其中，ω 为角速度，B┴是地磁场垂直于旋转轴的有效磁场，产生的感应电压为： U= N × p× R ×B^ ×w 2 测量几个不同方向旋转轴相应的有效磁场就可计算地磁场的大小和在实验室坐标系中 的方位角