分光计实验报告

1、分光计实验报告 分光计 实验报告 【实验目得】 、了解分光计得结构与工作原理 2、掌握分光计得调整要求与调整方法,并用它来测量三棱镜得顶角与最小偏向角。 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: (）调整望远镜: a 目镜调焦：清楚得瞧到分划板刻度线。 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 18后,另一镜面得反射象仍落在原处。 (2）调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明得狭缝调到平行

2、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 介质得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得折射率，可以达到较高得精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体得折射率，可用表面平行得玻璃板做一个中间空得三棱镜,充入待测得液体,可用类似得方法进行测量。 当平行得单色光，入射到三棱镜得 ab 面，经折射后由另一面 ac 射出，如图.1。8 所示。入射光线 d与 b面法线得夹角i称为入射角,出射光e 与ac 面法线得夹角 i称为出射角,入射光与出射光得夹角 称为偏向角。 可以证明，当光线对称通过三棱镜,即入射角 i 0 等于出射角 i 0 时，入射光与出

3、射光之间得夹角最小，称为最小偏向角 in 。由图 71。2可知： =(i )+（i"r） (-2) a=r+ (63） 可得: =(i+i) （64） 三棱镜顶角 a 就是固定得, 随 i 与 i"而变化,此外出射角 i也随入射角 i 而变化，所以偏向角 仅就是 i 得函数在实验中可观察到，当 i 变化时, 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）与折射定律 （6-) 得到 （6-） 由式（6-)可得: 因为 r 与 r都小于 90 ， 所以有 r 代入式（5）可得 =i"。 因此,偏向角 取极小值极值得条件为: =r

4、或 i =i （-8) 显然，这时单色光线对称通过三棱镜,最小偏向角为 min ,这时由式(64)可得: min =2 a 由式（6-3）可得： a= 由折射定律式(6-6），可得三棱镜对该单色光得折射率 n 为 （-9) 由式(6-)可知,只要测出三棱镜顶角 与对该波长得入射光得最小偏向角 min ,就可以计算出三棱镜玻璃对该波长得入射光得折射率。顶角 a 与对该波长得最小偏向角 mi 用分光计测定. 折射率就是光波波长得函数,对棱镜来说,随着波长得增大,折射率 则减少，如果就是复色光入射,由于三棱镜得作用,入射光中不同颜色得光射出时将沿不同得方向传播,这就就是棱镜得色散现象。 【实验内容】

5、 、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，三棱镜光学侧面也就是一个光得反射平面。 (1）调整载物台得上下台面大致平行,将棱镜放到平台上，使镜三边与台下三螺钉得连线所成三边互相垂直。 (2）接通目镜照明光源,遮住从平行光管来得光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面c 与 ab返回得十字像，只调节台下三螺钉，使其反射像都落在上十子线处。 、 测量顶角 a:转动游标盘,使棱镜c 正对望远镜记下游标得读数与游标得读数。再转动 游标盘,再使b 面正对望远镜，记下游标 1 得读数与游标 2 得读数.同一游标两次读数误差或，即就是载物台转过得角度，而就是 a 角得

6、补角, a=、 重复操作两次,记下数据。 、测量三棱镜得最小偏向角。（具体原理瞧实验原理） (）平行光管狭缝对准前方水银灯。 （）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得方向移动，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 与转至(2)，记下读数与，有 （)根据以及所得数据求出棱镜材料得折射率 5、注意事项 转动载物台，都就是指转动游标盘带动载物台一起转动. 狭缝宽度 1m 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。调节时要边瞧边调，动作要轻，切忌两缝太近。 光学仪器螺钉得调节动作要轻

7、柔，锁紧螺钉也就是指锁住即可,不可用力，以免损坏器件。 【数据处理】 顶角得测量及处理： 角度分组 1 2 平均值 标准差 05 202 429 2047 4004 14430 1843 20210 2047 30048 3005 3243 0200 120210 120210 120214 28 202100 1050 1202100 1202140 28 120030 2033 2023 1203 28 由于 a， 可得: 5650、 2.用最小偏向角法测棱镜材料折射率 测量次数为一次、 1105 597 29743 4623 由 560 =900 得： 1、650 综上 n=、6520 【误差分析】 1、本试验得仪器为分光计精确度高,但就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