掠入射法测量棱镜的折射率.doc

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掠入射法测量棱镜的折射率
实验目的：
1． 温习分光仪的结构，并掌握分光仪调节和使用方法
2. 学习用掠入射法测定三棱镜的折射率
实验仪器
分光仪，钠光灯（波长=589.3nm），毛玻璃，三棱镜。
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实验原理:
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如图所示，用单色扩展光源照射到棱镜AB面上使扩展光源以约90 角掠入射到棱镜上。当扩展光源从各个方向AB面时，以90入射的光线的内折射角最大，为，其余入射角小于90的，折射角必小于，出射角必大于，而大于90的入射角不能进入棱镜。这样，在AC侧面观察时，将出现半明半暗的视场。明暗视场的交线就是入射角=90的光线的出射方向。可以证明：

实验步骤：
1. 分光计的调节：
（一） 目测粗调
根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的平行光的高低调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉和平行光管俯仰调节螺钉，使它们的光轴大致与中心转轴垂直；调节载物台下的三个水平调节螺钉，是其大致处于水平状态。
（二） 细调
①　 接上电源，打开开关，调节目镜，直到能够清楚地看到分划板上的双十字叉为止。旋转装置阿贝式字准目镜，使分划板刻线水平或垂直。
②　 将双面反射镜放置在载物台上。转动载物台，使反射镜的一个反射面对望远镜，在轻缓地左右转动载物台，通过望远镜观察，找到由反射镜面反射回来的光斑。
③　 放松目镜锁紧螺钉，前后拉动目镜套筒，调节分划板与物镜之间距离，使模糊的绿色十字清晰。
④　 调节望远镜光轴和分光计中心转轴垂直。
1) 经过ƒ步骤，在望远镜中已经找到了一个反射面反射的绿十字，然后使反射镜跟随载物台和游标盘绕转轴转过180度，从望远镜中找到另一面反射的绿十字。
2) 采用1/2渐近法调节法调节绿十字像与分划板上部十字叉丝重合，先调节望远镜高低调节螺钉使绿十字像与上部十字叉丝的间距减少1/2，再调节载物台调节螺钉使像与上部十字擦丝重合。然后载物台旋转180度，用同样的方法调节另一面。这样调节几次即可调节成功。
⑤　 调节平行 光管光轴和分光计中心转轴垂直。
3) 调节平行光管使其产生平行光。
4) 调节平行光管光轴使其垂直于分光计中心转轴。

2. 测量：
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①　 由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度具有一定的范围，因此在AC出射面观察出射光时，可看到入射角满足<<90的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区，存在两条明暗交界线。
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②　 旋转载物台，使入射到棱镜入射面的光线越来越少，当光源只有入射角约90 的入射光线射入棱镜，望远镜中观察到的视场将由亮区慢慢收窄成为一条清晰的细两线，此时的亮线就是入射角=90的光线的出射方向。记录此时的亮线的角度。
③　 合理摆放钠光源与棱镜入射面的位置，在望远镜中找出这个亮区，共做五组。
④　 测量棱镜的顶角，计算棱镜折射率。
项目
次序
数据记录：

出射光线
法线光线
最小出射角
左游标
右游标
左游标
右游标

1

2

328
109
289
38
3
220
40
180
0
39
4
195
150
156
336
39
5
117
357
138
318
39
误差分析：
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由==（+38+39+39+39）=
不确定度A=s==
=0.23
在《用分光计测量三棱镜的顶角》中已经测得A==59,则由：

可得n=1.65
4 / 4