分光计实验报告

1、E 7 1.2-8三檢谨向角氛理图爲诫叶彳分光计实验报告【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

2、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 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&

3、#39;时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角 3 min。由图7.1.2-8可知：3 = (i-r) + (i -r')(6-2)(6-3)可得:3= (i+ i ) -A(6-4)A=r+rA咖厂彳三棱镜顶角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 di再利用式（6-3）和折射定律di'dTsininsinr.sini' n si nr'得到di'di'dr'drn cosr'八 cosi

4、didr'drdi(1)cosi'ncosrcosr' 、122 n sin resc2 rn2tg2rcosr . 122.n sin r'.csc2 r'n2tg2r'.1 (12 2n )tg r1 (12 2n )tg r'(6-5)(6-6)(6-7)由式(6-5)可得：1 (1n2)tg2r、, 1(1n2)tg2r'tgr tgr'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

5、9;（6-8）显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为3 min，这时由式（6-4 ）可得：3 min=2i A由式（6-3）可得:A=2rA)Ar 2由折射定律式（6-6）,可得三棱镜对该单色光的折射率sininsin rsin-(2_.A sin 2min A)(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3 min,就可以计顶角A和对该波长的最小偏向角 3 min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

6、将沿不同的方向传播，这就是棱镜的色散现象。【实验内容】 #A咖厂彳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。7.1,2-10测幔施施曲A（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1和游标2的读数 2。再1和游标2的读数 2。同一游标两次读转动游

7、标盘，再使 AB面正对望远镜，记下游标1的读数数误差11或22，即是载物台转过的角度，而是A角的补角,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1和2转至（2）,记下读数1和2，有minn(5)根据sin i1.Asin2. minsin2.Asin2以及所得数据需小1ft向角方it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

8、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 -ffA 咖厂彳 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10 °5 '20 °2'24 °9 '1120 °7 '140 °4 '144 °0 '2180 °43 '200 °0 '204°27

9、9;2300 °48 '320 °05'324 °1 '1 11120 °2 00 120 °2 00 120 °1 00 120 °1 4028 2 2120 °5 00 120 °5 00 120 °4 00 120 °4 40 28 12 1 1 I 2 21120 °3 30 120 °3 '30 120 °2 '30 120 °3 10 28 由于 A= ,可得：A 59° 56' 502 用最小偏向角法测棱镜材料折射率 测量次数为一次.1122110° 55'59° 37'297° 43'246° 23' 1由 A 59° 56' 50min 1122 =51° 19' 002得:-ff A 咖厂彳.min Asin i. n A sin 2sin2一=1.6520Asin 2综上n=1.6520【误差分析】1本试