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关于棱镜光学性质研究EXPERIMENTREPORT汇报人：杨杰,肖贺文目录实验目及原理1试验方法及步骤2数据处理及分析3试验结论及意义4CONTENTS目：1实验目及原理熟悉光谱分析基本方法研究棱镜色散曲线（汞灯、钠灯）验证柯西色散公式计算机进行数据分析和处理方法对比分析并改进试验仪器：JJY型分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯、汞灯以及钠灯光谱；光源三棱镜分光计柯西色散公式光谱实验目及原理1原理：复色光:由不一样波长混合成光源；汞灯，钠灯光谱分析：观察复色光发射光谱，并从原子内部电子状态量子特征，玻璃色散特征，原子能级，及电子能级跃迁来进行试验现象解释

分光仪器：使复色光在经过棱镜时发生色散。（因为复色光各种色光经过棱镜时折射率不一样，传输方向发生偏折）测量仪器：测量角度仪器1.

2.说内容，原理及目标、方法及步骤、数据处理及分析、试验结论及意义3.说目标，熟悉光谱分析基本方法；试验研究棱镜色散曲线；验证柯西色散公式；掌握计算机进行数据分析和处理方法。4.说原理，首先，我们知道光色散(Dispersionoflight)指是复色光分解为单色光现象;复色光经过棱镜分解成单色光现象;光纤中由光源光谱成份中不一样波长不一样群速度所引发光脉冲展宽现象。色散也是对光纤一个传输参数与波长关系描述。光色散能够用三棱镜，衍射光栅，干涉仪等来实现。光色散证实了光含有波动性。当入射光不是单色光而且入射到三棱镜上时，即使入射角对各种波长光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同，从而有了对光色散性质研究。借助三棱镜对不一样光源色散性质研究，利用计算机数据处理软件进行数据分析和处理，从而验证柯西色散公式验证，分析比较试验数据得到结论；实验目及原理1原理：2试验方法及步骤调整分光仪（粗调和细调）（1）调整望远镜聚焦无穷远（2）调整望远镜光轴与仪器转轴垂直（3）调整平行光管，使其产生平行光，并使其光轴与仪器转轴平行测量三棱镜顶角（自准直法和棱脊分束法，测量三次，求取平均值）测量不一样光谱最小偏向角（测量三次求取平均值）求汞灯各种光谱折射率n及不确定度。依据折射率n与波长作出玻璃材料色散曲线,验证柯西色散公式。3数据处理及分析数据处理：试验数据处理方法3数据处理及分析数据处理：3数据处理及分析数据处理：数据处理及分析数据处理：33数据处理及分析数据处理：3数据处理及分析数据处理：比对常见光学材料色散曲线，经过简单换算可知试验中所用三棱镜材料为轻火石玻璃3数据处理及分析数据分析——结果分析3数据处理及分析数据分析——误差分析及处理方案系统误差（1）仪器误差分光计调整不正确造成误差；改进：粗调到位很主要,三面平行再细调;

三面一点像清楚,逐次调整慢慢来；室内漆黑谱线明,光源紧靠狭缝来；不一样曲线有个性,狭缝窄了找小角；左右转动载物台,定位观察无差错。3数据处理及分析数据分析——误差分析及处理方案（2）方法误差同一个材料可能存在不一样正常色散区；轨道贯通理论与原子实极化；利用最小偏向角法测折射率存在误差叠加累计，使相对误差增大。（3）装置误差三棱镜顶角过小影响谱线色散程度；改进：使用顶角大，角色散率大三棱镜使分辨率大（4）环境误差外界光干扰影响谱线观察；改进：在较暗环境中进行观察；空气湿度，温度影响，造成空气折射率不为1。3数据处理及分析数据分析——误差分析及处理方案（5）人为误差转动载物台不仔细，操作中易碰到三棱镜，会影响最小偏向角确实定和读数；因为用眼睛观察光谱受到人眼对不一样波长电磁波灵敏度，相对可见度，与谱线强度限制，产生误差。偶然误差读数不准；最小偏向角判断不准确；改进：屡次测量取平均值，并计算不确定度，左右迫近法。粗大误差一些数据错误或者偏差过大，歪曲测量结果；改进：剔除坏数据，进行再次测量。3数据处理及分析数据分析——现象解释量子假说光量子概念光电效应光辐射光子频率和强度特征光谱

按光谱机制分类发射光谱样品光源分光器纪录仪吸收光谱连续光源样品分光器纪录仪按光谱结构分类连续光谱线状光谱固体热辐射原子发光带状光谱分子发光光谱分类数据分析——现象解释数据处理及分析3§2.3氢原子光谱及其经验规律

巴耳末公式B=3645.6Å里德伯公式Rh=4/B=1.0967758×107m-13数据处理及分析数据分析——现象解释钠原子能级图及观察光谱图数据分析——现象解释数据处理及分析34P4S3P3D3S3P

钠双黄线解释五条谱线解释碱金属原子光谱精细结构对于碱金属原子光谱，当用高分辨率光谱仪进行观察时，发觉每一条光谱线不是简单一条线，而是由二条或三条线组成，这称作光谱线精细结构。全部碱金属原子光谱有相仿精细结构。根本系和第二辅线系每一条光谱线是由两条线组成，第一辅线系及柏格曼线系是由三条线组成。大家熟悉钠黄色光（5893Å

）就是它根本系第一条线，这是由波长为5890Å和5896Å两线组成。下列图是碱金属原子三个光谱线系前四条线精细结构和线系限示意图，坚直线代表光谱线精细成份,它们间隔代表谱线成份波数差。汞原子能级图及发射光谱数据分析——现象解释3数据处理及分析数据分析——试验改进改进一：改进二：

以任意角入射，i1为光线入射角，i4为经棱镜色散后出射角。3数据处理及分析数据分析——试验改进（2）折射率测量方法改进以任意角入射，i1为光线入射角，i4为经棱镜色散后出射角优点：测量数据少，是一个静态测量，更直观介绍。缺点：在公式推导，计算过程及不确定度计算上都比较繁琐。4试验结论及意义利用已知柯西色散公式材料，利用棱镜光谱仪来测量未知谱线波长；利用棱镜光谱仪测得原子光谱来探究未知材料元素组成；实际上，成像光谱技术因其能够取得被测目标两维空间信息和一维光谱信息，而有着广泛利用目标图像含有丰富空间,辐射和光谱三重信息，能够表现出被测目标空间分布影像特征，同时能够以某一个像元或者某像元组得到其对应光谱信息。当前制造各种分光仪器中，光栅逐步取代了棱镜，更令人注目标是，伴随全息技术发展，全息光栅与刻化光栅相比含有色分辨本事高，自由光谱范围广，有效孔径大，有效效率高特点，成为人们研究光谱精细结构强有力工具。试验意义：参考文件【1】杨福家.原子物理.【M]】北京；高等教育出版社.39—64【2】胡亚范.朱二旷.陈海良.测量棱镜色散规律方法改进【J】.物理试验【3】王小怀.分光计调整和使用中困难及处理办法【J】.物理试验.广东.1006-7167（）02-0035-03【4】王敏.分光计最小偏向角法测量方案及其误差产生原因与改进【J】物理试验【5】何颖卓翟琛.在玻璃棱镜折射率试验中