分光计实验报告()Word文档下载推荐.doc

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当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°

后，另一镜面的反射象仍落在原处。

（2）调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：

将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。

2、三棱镜最小偏向角原理

介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。

这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。

如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。

当平行的单色光，入射到三棱镜的AB面，经折射后由另一面AC射出，如图7.1.2-8所示。

入射光线LD和AB面法线的夹角i称为入射角，出射光ER和AC面法线的夹角i’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。

可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i0等于出射角i0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin。

由图7.1.2-8可知：

δ=（i-r）+（i’-r’）（6-2）

A=r+r’（6-3）

可得：

δ=（i+i’）-A（6-4）

三棱镜顶角A是固定的，δ随i和i’而变化，此外出射角i’也随入射角i而变化，所以偏向角δ仅是i的函数．在实验中可观察到，当i变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角．

令，由式（6-4）得

（6-5）

再利用式（6-3）和折射定律

（6-6）

得到

（6-7）

由式（6-5）可得：

因为r和r’都小于90°

，所以有r=r’代入式（5）可得i=i'

。

因此，偏向角δ取极小值极值的条件为：

　　　　　　　　　r=r’或i=i'

（6-8）

显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为δmin，这时由式（6-4）可得：

δmin=2i–A

由式（6-3）可得：

A=2r

由折射定律式（6-6），可得三棱镜对该单色光的折射率n为

（6-9）

由式（6-9）可知，只要测出三棱镜顶角A和对该波长的入射光的最小偏向角δmin，就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。

顶角A和对该波长的最小偏向角δmin用分光计测定。

折射率是光波波长的函数，对棱镜来说，随着波长的增大，折射率n则减少，如果是复色光入射，由于三棱镜的作用，入射光中不同颜色的光射出时将沿不同的方向传播，这就是棱镜的色散现象。

【实验内容】

1、调节分光计（调整方法见原理部分）

2.调节三棱镜

使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴，三棱镜光学侧面也是一个光的反射平面。

（1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，使镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。

（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC和AB返回的十字像，只调节台下三螺钉，使其反射像都落在上十子线处。

3.测量顶角A：

转动游标盘，使棱镜AC正对望远镜记下游标１的读数和游标２的读数。

再转动游标盘，再使AB面正对望远镜，记下游标１的读数和游标２的读数。

同一游标两次读数误差或，即是载物台转过的角度，而是Ａ角的补角，

Ａ＝.重复操作两次，记下数据。

4.测量三棱镜的最小偏向角。

（具体原理看实验原理）

（1）平行光管狭缝对准前方水银灯。

（2）把载物台及望远镜转至

（1）处，找出水银灯光谱。

（3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。

谱线对准分划板。

（4）记下读数和转至

（2），记下读数和，有

（5）根据以及所得数据求出棱镜材料的折射率

5、注意事项

①转动载物台，都是指转动游标盘带动载物台一起转动。

②狭缝宽度1mm左右为宜，宽了测量误差大，太窄光通量小。

狭缝易损坏，尽量少调。

调节时要边看边调，动作要轻，切忌两缝太近。

③光学仪器螺钉的调节动作要轻柔，锁紧螺钉也是指锁住即可，不可用力，以免损坏器件。

【数据处理】

1．顶角的测量及处理：

角度/分组

1

2

3

平均值

标准差

0°

45′

20°

02′

24°

29′

120°

47′

140°

04′

144°

30′

180°

43′

200°

00′

204°

27′

300°

48′

320°

05′

324°

31′

02′00″

01′00″

01′40″

28″

05′00″

04′00″

04′40″

03′30″

02′30″

03′10″

由于A=,可得:

59°

56′50″.

2．用最小偏向角法测棱镜材料折射率

测量次数为一次.

110°

55′

59°

37′

297°

246°

23′

由59°

56′50″=51°

19′00″

得：

=1.6520

综上n=1.6520

【误差分析】

1.本试验的仪器为分光计精确度高，但是读数存在认为因素，会造成微小误差，可由多次测量减小误差。

2.实验仪器本身存在系统误差，这时可通过选取更精确的仪器来减小误差。

【实验总结】

通过本次实验，对分光计有了一定的了解，掌握了一定的调整技术，对数据的处理更加熟练，同时完成了物理量的测量与数据处理任务，并求出三棱镜的折射率。