分光计实验报告

《分光计实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分光计实验报告（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、分光计实验报告【实验目的】1、了解分光计的结构和工作原理2、掌握分光计的调整要求和调整方法，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率【实验仪器】分光计，双面平面镜，汞灯光源、读数用放大镜等。【实验原理】1、调整分光计：(1) 调整望远镜：a目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。c调整望远镜光轴垂直主轴：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

2、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3称为偏向角。可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角io等于出射角io时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角3min。由图7.1.2-8可知：3=(i

3、-r)+(i-r)(6-2)(6-3)可得:3=(i+i)-A(6-4)A=r+r三棱镜顶角A是固定的，3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3仅是i的函数在实验中可观察到，当i变化时，3有一极小值，称为最小偏向角.令0,由式（6-4）得dididi再利用式（6-3）和折射定律sininsinr,得到1sininsinr(6-5)(6-6)(6-7)didididrdrdrdrdincosrcosi(1)cosincosrcosr、122nsinr/2cscrn2tg2rcosr.1n2sin2r.csc2rn2tg2r11(122n)tgr(1n2)tg2r由式（6-5

4、）可得：,1(1n2)tg2rJ(122,n)tgrtgrtgr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3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3min，这时由式（6-4）可得：由式（6-3）可得:A=2rA)3min=2iAAr2由折射定律式（6-6）,可得三棱镜对该单色光的折射率sininsinrsin-(2_.Asin2minA)(6-9)由式（6-9）可知，只要测出三棱镜顶角算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。A和对该波长的入射光的最小偏向角3min,就可以计顶角A和对该波长的最小偏向角3min用分

5、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ES7.L2-10禅棱AAB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

6、角A:转动游标盘，使棱镜AC正对望远镜记下游标1的读数1和游标2的读数2。再转动游标盘，再使AB面正对望远镜，记下游标1的读数1和游标2的读数2。同一游标两次读数误差11或22，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。望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为1和2，有(3) 转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动,止，固定载物台。谱线对准分划板。(4) 记下读数1和2转至(2),记下读数min211122sinsini1min

7、An2.A.Asinsin(5)根据22以及所得数据求出棱镜材料的折射率5、注意事项 转动载物台，都是指转动游标盘带动载物台一起转动。 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。 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123平均值标准差105200224911204714041440218043200002047230048320053241111120200120020012010012014028|22|120500120050012

8、040012044028211I2211203301200330120230120031028由于A=,可得：A5956502用最小偏向角法测棱镜材料折射率测量次数为一次.112211055593729743246231由A595650min1122=5119002得:sini1sinminAsin2Asin2=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