分光计测量棱镜折射率2

1、请带请带实验报告预习部分实验报告预习部分到考勤册处签到，并到考勤册处签到，并 按考勤册上的桌号入座按考勤册上的桌号入座; ;请勿大声喧哗，手机关机或设为振动请勿大声喧哗，手机关机或设为振动; ;请将书包等物品放入实验桌侧下的柜子里请将书包等物品放入实验桌侧下的柜子里 桌面仅留实验用品。桌面仅留实验用品。欢迎各位同学欢迎各位同学1.注重学习过程注重学习过程2.养成好的习惯养成好的习惯实验课的几点说明及要求实验课的几点说明及要求实验报告：实验报告： 以实验数据实事求是定成绩以实验数据实事求是定成绩 一周内交报告，对应信箱；第二次上课发报告一周内交报告，对应信箱；第二次上课发报告 分析讨论有见解，不

2、贪多，不照抄课本分析讨论有见解，不贪多，不照抄课本 优秀报告优秀报告评选标准（工整、分析与讨论有内容评选标准（工整、分析与讨论有内容） n预习：遇到的问题须有答案，如已解决预习：遇到的问题须有答案，如已解决请写明如没有问题请写请写明如没有问题请写“无无”n不要在原始记录处处理实验数据不要在原始记录处处理实验数据n有效数值的记录：小数点后位有效数值的记录：小数点后位n定域干涉图样：定域干涉图样：需分析讨论图形的变化规需分析讨论图形的变化规律律实验目的实验目的课题实验课题实验实验方法实验方法实验技术实验技术光学系统的自准直原理及方法光学系统的自准直原理及方法分光计的调节和使用分光计的调节和使用三棱

3、镜顶角和最小偏向角的测量三棱镜顶角和最小偏向角的测量物理现象物理现象物理原理物理原理三棱镜色散谱线的观察三棱镜色散谱线的观察最小偏向角测折射率最小偏向角测折射率光谱定性分析光谱定性分析光的色散和偏向角光的色散和偏向角可以证明，当可以证明，当i1=i2、1= 2时，时，有最小偏向角有最小偏向角0.光源光源平行光平行光色散分光色散分光谱线信息谱线信息0sinsin2sinsin2AinA实验仪器实验仪器分光计的主要用途分光计的主要用途分光计的构造原理分光计的构造原理分光计的调节方法分光计的调节方法三棱镜三棱镜汞灯汞灯分光计分光计分光计的测量方法分光计的测量方法分光计的主要用途分光计的主要用途分光计

4、是精确测定光线偏转角的仪器，也分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称称测角仪测角仪。光学中的许多基本量如波长、折射率等都光学中的许多基本量如波长、折射率等都可以可以直接或间接的表现为光线的偏转角直接或间接的表现为光线的偏转角，因而利，因而利用分光计可测量波长、折射率、色散率等。用分光计可测量波长、折射率、色散率等。使用分光计时必须经过一系列的精细的调使用分光计时必须经过一系列的精细的调整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实验中的基本技术之一，必须正确掌握。验中的基本技术之一，必须正确掌握。分光计的构造原理分光计的构造原理平行光管平行光管狭缝狭缝 装

5、装置置锁紧螺锁紧螺钉钉俯仰螺俯仰螺丝丝载物载物台台调节螺调节螺丝丝读数读数窗窗望远镜望远镜止动螺钉止动螺钉微动螺微动螺钉钉目目镜镜调焦手调焦手轮轮俯仰螺俯仰螺丝丝望远镜望远镜筒筒分光计的调节方法分光计的调节方法三垂直三垂直:望远镜轴垂直中心转轴；载物平台望远镜轴垂直中心转轴；载物平台垂直中心转轴；平行光管轴垂直中心转轴垂直中心转轴；平行光管轴垂直中心转轴调节要求调节要求调节步骤调节步骤望远镜调节望远镜调节望远镜轴线及平台与中心转轴垂直望远镜轴线及平台与中心转轴垂直平行光管轴线与中心转轴垂直平行光管轴线与中心转轴垂直目测粗调目测粗调调节俯仰螺丝调节俯仰螺丝 缝缝23mm等等高高目测粗调目测粗调注

6、意事项：注意事项：望远镜的仰角调节螺丝和载物平台下的三个调节螺望远镜的仰角调节螺丝和载物平台下的三个调节螺丝都应丝都应为后面细调预留调节余度，即不能将它们拧为后面细调预留调节余度，即不能将它们拧到极限位置到极限位置。目测粗调目测粗调调节俯仰螺丝调节俯仰螺丝 望远镜调节望远镜调节1 1、目镜调焦：目镜调焦：其目的是使眼睛通过目镜能清晰地看到其目的是使眼睛通过目镜能清晰地看到分划板上的叉丝刻线和十字光标。分划板上的叉丝刻线和十字光标。方法：方法：调节目镜。调节目镜。3 3、物镜调焦：物镜调焦：其目的是将分划板上十字光标调整到焦其目的是将分划板上十字光标调整到焦平面上，即望远镜对无穷远聚焦。平面上，

7、即望远镜对无穷远聚焦。方法：方法：调节望远镜调节望远镜调焦手轮，使十字光标成像清晰，然后拧紧锁定螺丝调焦手轮，使十字光标成像清晰，然后拧紧锁定螺丝。调节步骤调节步骤2 2、调整分划板叉丝刻线的方向。使、调整分划板叉丝刻线的方向。使叉丝刻线水平或叉丝刻线水平或竖直竖直。方法：方法：松开目镜筒锁定螺丝，旋转目镜套筒松开目镜筒锁定螺丝，旋转目镜套筒. 望远镜调节望远镜调节分化板位于物镜焦平面上时，十字光标经物镜后成为分化板位于物镜焦平面上时，十字光标经物镜后成为平行光。该平行光经反射镜反射后，依然为平行光，平行光。该平行光经反射镜反射后，依然为平行光，再经物镜会聚于焦平面（分划板平面），形成十字光再

8、经物镜会聚于焦平面（分划板平面），形成十字光标的像。标的像。物镜调焦原理物镜调焦原理 叉丝像分划板视场透光窗反射像旋转目镜调节鼓轮 伸缩目镜筒 望远镜调节望远镜调节分化板位于物镜焦平面上时，十字光标经物镜后成为平行分化板位于物镜焦平面上时，十字光标经物镜后成为平行光。该平行光经反射镜反射后，依然为平行光，再经物镜光。该平行光经反射镜反射后，依然为平行光，再经物镜会聚于焦平面（分划板平面），形成十字光标的像。会聚于焦平面（分划板平面），形成十字光标的像。调节望远镜的仰角调节螺丝和载物平台调节望远镜的仰角调节螺丝和载物平台下的三个调节螺丝，使望远镜和平台基下的三个调节螺丝，使望远镜和平台基本水平。

9、本水平。1.1.将双面反射镜放在载物平台上，与将双面反射镜放在载物平台上，与望远镜筒垂直，视场中能看到十字光望远镜筒垂直，视场中能看到十字光标和它经平面镜反射回来的像。标和它经平面镜反射回来的像。2.2.将平台转过将平台转过180180o o，视场中仍能看到，视场中仍能看到十字光标十字光标反射回来的像反射回来的像。调节要求：调节要求：调节方法：调节方法：望远镜轴线及平台与中心转轴垂直望远镜轴线及平台与中心转轴垂直调节步骤调节步骤1 1、将双面反射镜放在载物台上，使将双面反射镜放在载物台上，使镜面处于任意两个载物台调平螺丝镜面处于任意两个载物台调平螺丝的连线上。并使之正对望远镜。的连线上。并使之

10、正对望远镜。2 2、用、用半趋法半趋法( (各半调节各半调节, ,逐步逼近逐步逼近) )调节螺丝调节螺丝a a和和望远镜的仰角螺丝望远镜的仰角螺丝，使，使十字光标通过反射镜成的十字光标通过反射镜成的像与分划像与分划板的上十字线重板的上十字线重合。合。abc望远镜载物盘水平、望远镜俯仰的载物盘水平、望远镜俯仰的“各半调节、逐次逼近各半调节、逐次逼近”d调节望远镜俯仰调节螺钉 调节载物盘水平调节螺钉d/2a叉丝3 3、使、使载物台（连同底座）转动载物台（连同底座）转动180180o o，同样同样用半趋法用半趋法调节调平螺丝调节调平螺丝和和望远镜望远镜的倾斜度螺丝的倾斜度螺丝，使十字光标通过反射，使

11、十字光标通过反射镜另一面成的像也与分划板的上十字镜另一面成的像也与分划板的上十字线重合。线重合。4 4、重复、重复3 3，直至，直至双面反射镜的任一双面反射镜的任一面都能使十字光标像调节到位。面都能使十字光标像调节到位。至至此以后，不再碰动调平螺丝和望远此以后，不再碰动调平螺丝和望远镜的仰角螺丝。镜的仰角螺丝。望远镜轴线及平台与中心转轴垂直望远镜轴线及平台与中心转轴垂直调节步骤调节步骤abc望远镜8 8、重复、重复7 7，直至，直至双面反射镜的任一面都能双面反射镜的任一面都能使十字光标像调节到位。使十字光标像调节到位。至此以后，不再至此以后，不再碰动螺丝碰动螺丝b b和螺丝和螺丝c c。5 5

12、、将反射镜放在其中两个调平、将反射镜放在其中两个调平螺丝连螺丝连线之中垂线上，将载物台（连同底座）线之中垂线上，将载物台（连同底座）旋转旋转9090o o，使平面镜正对望远镜。使平面镜正对望远镜。6 6、用半趋法调节此两个调平螺丝，使、用半趋法调节此两个调平螺丝，使十十字光标字光标像与分划板的上十字线重像与分划板的上十字线重合。合。7 7、使载物台（连同底座）转动、使载物台（连同底座）转动180180o o，重，重复复6 6。望远镜轴线及平台与中心转轴垂直望远镜轴线及平台与中心转轴垂直调节步骤调节步骤abc望远镜n平行光管由狭缝和准直透镜组成。平行光管由狭缝和准直透镜组成。平行光管轴线与中心转

13、轴垂直平行光管轴线与中心转轴垂直平行光管轴线与中心转轴垂直平行光管轴线与中心转轴垂直调节步骤调节步骤1 1、取走反射镜，、取走反射镜，将已调节好的望远镜正对着平行光将已调节好的望远镜正对着平行光管，打开汞灯，照亮狭缝。管，打开汞灯，照亮狭缝。2 2、松开狭缝套筒锁定螺丝，调节、松开狭缝套筒锁定螺丝，调节狭缝套筒狭缝套筒前后位置，前后位置，使望远镜视场中能看到清晰的狭缝像（白色）。使望远镜视场中能看到清晰的狭缝像（白色）。4 4、调节狭缝的粗细调节旋钮，使缝宽适当。、调节狭缝的粗细调节旋钮，使缝宽适当。一般狭一般狭缝较细测量才能准确。缝较细测量才能准确。3 3、旋转、旋转狭缝套筒狭缝套筒调节调节

14、狭缝方向，使狭缝像与望远镜狭缝方向，使狭缝像与望远镜分划板水平叉丝平行。调节平行光管仰角螺丝，使分划板水平叉丝平行。调节平行光管仰角螺丝，使狭缝像与分划板中间水平叉丝重合。狭缝像与分划板中间水平叉丝重合。至此以后，不至此以后，不再碰动平行光管仰角螺丝。再碰动平行光管仰角螺丝。松开松开狭缝锁紧螺钉狭缝锁紧螺钉前后移动前后移动狭缝装置狭缝装置 转动狭缝转动狭缝调节平行光管俯仰调节螺钉调节平行光管俯仰调节螺钉 转动转动狭缝狭缝锁住锁住狭缝锁紧螺狭缝锁紧螺钉钉 狭缝狭缝锁紧螺钉锁紧螺钉狭缝宽度狭缝宽度调节螺钉调节螺钉俯仰角俯仰角调节螺钉调节螺钉分光计的测量方法分光计的测量方法分光计测角度（两条光线的夹

15、角）的方法分光计测角度（两条光线的夹角）的方法测量时，测量时，刻度盘固定，刻度盘固定，望远镜带动游标盘一起转动望远镜带动游标盘一起转动，刻度，刻度盘与游标盘之间相对运动的角度即为望远镜转过的角度。盘与游标盘之间相对运动的角度即为望远镜转过的角度。望远镜通常先对准某条光线（如入射光），转动后对准另望远镜通常先对准某条光线（如入射光），转动后对准另一条光线（如折射光），望远镜转过的角度就是这两条光一条光线（如折射光），望远镜转过的角度就是这两条光线之间的夹角。线之间的夹角。分光计的测量方法分光计的测量方法望远镜旋转角度读数和计算公式望远镜旋转角度读数和计算公式分光计的读数与游标卡尺的读数类似。分光

16、计的读数与游标卡尺的读数类似。如如图，游标的零刻度线对准的刻度盘读数为图，游标的零刻度线对准的刻度盘读数为250250o o2222。主刻度盘主刻度盘游标盘游标盘游标窗口游标窗口游标窗口游标窗口偏心差的偏心差的消除？消除？设望远镜竖直叉丝先对准某条设望远镜竖直叉丝先对准某条光线，此时，左右两个游标的光线，此时，左右两个游标的零刻度线分别对准刻度盘上的零刻度线分别对准刻度盘上的两个值（两个值（ 左左和和 右右），当望远当望远镜镜竖直叉丝对准另一条光线后，竖直叉丝对准另一条光线后，左右两个游标的零刻度线分别左右两个游标的零刻度线分别对准刻度盘上的另两个值（对准刻度盘上的另两个值（ 左左和和 右右）

17、。）。左右右左分光计的测量方法分光计的测量方法望远镜旋转角度读数和计算公式望远镜旋转角度读数和计算公式( )( )左左右右实实 验验 原原 理理 入射光入射光 LD与出射光与出射光ER的夹角的夹角 称为偏向角称为偏向角。当改变入射角时，偏向角也会改变，当改变入射角时，偏向角也会改变，在某个入射角处，在某个入射角处，偏向角最小，称最小偏向角偏向角最小，称最小偏向角 m。三棱镜对入射光线三棱镜对入射光线的的 m与其对入射光的折射率存在单值关系与其对入射光的折射率存在单值关系minsin2sin2n可见可见, ,通过测定棱镜顶角和某单色光在棱镜中的最小偏通过测定棱镜顶角和某单色光在棱镜中的最小偏向角

18、可得棱镜对该单色光的折射率向角可得棱镜对该单色光的折射率. 实实 验验 步步 骤骤三棱镜折射顶角的测定三棱镜折射顶角的测定(反射法反射法)2 2, 转动望远镜筒的方位转动望远镜筒的方位,可分别观可分别观察到从察到从AC和和AB面反射的平行光面反射的平行光线线I和和II,测出两束光测出两束光I和和II之间的之间的夹角夹角 即可求得顶角即可求得顶角.1, 将三棱镜放在载物台将三棱镜放在载物台上上,使顶角对准平行光管使顶角对准平行光管,使平行光照射在三棱镜使平行光照射在三棱镜两个反射面上两个反射面上;实实 验验 步步 骤骤21nAB1,1,顶角应放在靠近载物台中心处顶角应放在靠近载物台中心处, ,否

19、则发射光线不能进否则发射光线不能进入望远镜入望远镜; ;2,2,利用望远镜转动微调螺丝使分划板上的竖叉丝与狭利用望远镜转动微调螺丝使分划板上的竖叉丝与狭缝像对准缝像对准. .3,3,多次测量多次测量(3(3次以上次以上),),求平均求平均. .注意事项注意事项实实 验验 步步 骤骤21nAB1, 观察汞光谱，观察光谱线排列及入射角改变时观察汞光谱，观察光谱线排列及入射角改变时所观察到的现象；所观察到的现象；测量绿光的最小偏向角测量绿光的最小偏向角2, 根据最小偏向角的概念根据最小偏向角的概念,测量汞光谱中绿色光的最测量汞光谱中绿色光的最小偏向角小偏向角 ( 2-1 + 2-1 )/2 平行光管平行光管2 2 望远镜平行光管平行光管1 1 望远镜望远镜最小偏向角最小偏向角21nAB测量最小偏向角步骤测量最小偏向角步骤三棱镜置于平台上三棱镜置于平台上转动望远镜，观察折射光（汞光谱六条谱线）转动望