用分光计测定三棱镜的折射率电子教案.doc

用分光计测定三棱镜的折射率精品资料用分光计测定三棱镜的折射率一、实验目的1、 加深对分光计结构、作用及工作原理的了解，熟练掌握分光计的调节方法；2、握测量棱镜玻璃折射率的方法，并用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。二、实验原理 分光计的结构、调节方法及工作原理，我们已在其它实验中作了介绍,这里不再赘述。下面介绍最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率。 将待测的光学玻璃制成三棱镜，测量原理见图1。一束单色平行光以入射角投射到棱镜面AB上，经棱镜两次折射后以角从AC面射出，成为光线，则入射光与出射光的夹角成为偏向角。其大小为：即因为棱镜已经给定，所以顶角A和折射率n已确定不变，所以偏向角是的函数，随入射角而变。转动三棱镜，改变入射光对光学面AB的入射角，出射光线的方向也随之改变，即偏向角发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，偏向角在此位置达到最小值，称为最小偏向角，用表示。用微商算法可以证明，当（或）时，偏向角有最小值，此时有，根据折射定律，三棱镜的折射率为 实验中，利用分光计测出三棱镜的顶角及最小偏向角，即可由上式算出棱镜材料的折射率n。三、实验仪器 JJY型1分光计，玻璃三棱镜，水银灯，平面反射镜四、实验内容1、调节分光计（1） 调节望远镜聚焦于无穷远。（2） 调节望远镜光轴与分光计转轴垂直。（3） 调节平行光管产生平行光。（4） 调节平行光管光轴与分光计转轴垂直。2、调节三棱镜并测量三棱镜顶角A (1)棱镜的主截面与望远镜光轴平行，注意三棱镜在活动平台上的放置方法。 (2)测量棱镜的顶角A。3、测定最小偏向角 本实验中，我们采用水银灯作为光源，在上述调好望远镜和三棱镜的基础上，测定棱镜对水银绿谱线（）的最小偏向角。（1）用水银灯照亮平行光管的狭缝，转动游标盘（连同载物台），使待测棱镜处在如图2示的位置上。转动望远镜至棱镜出射光的方向，观察折射后的狭缝像，此时在望远镜中就能看到水银光谱线（狭缝单色像）。将望远镜对准绿谱线。（2）慢慢转动游标盘，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，同时转动望远镜跟踪绿谱线。当游标盘转到某一位置，绿谱线不再向前移动而开始向相反方向移动时，也就是偏向角变大，那么这个位置就是谱线移动方向的转折点,此即棱镜对该谱线的最小偏向角的位置。 （3）将望远镜的竖直叉丝对准绿谱线，微调游标盘，使棱镜作微小转动，准确找到谱线开始反向的位置，然后固定游标盘，同时调节望远镜微调螺钉，使竖直叉丝对准绿谱线的中心，记录望远镜在此位置时的左、右游标的读数、。（4）取下三棱镜，游标盘固定不动，将望远镜（连同刻度盘）转到入射光线的方向，让竖直叉丝对准白色狭缝像，记下相应的左、右游标的读数、。由此可以确定出最小偏向角，即 (5) 重复测几次，求的平均值。4、计算三棱镜玻璃的折射率n利用测得的顶角A及最小偏向角，根据公式计算棱镜玻璃的折射率n及其标准偏差。数据记录及处理：记录次数绿谱线位置白色光位置最小偏向角123平均值五、注意事项 1、所有光学仪器的光学面均不能用手擦拭，应该用镜头纸轻轻揩擦。三棱镜、平面镜应妥善放置，以免损坏。 2、分光计是较精密的光学仪器，不允许在制动螺钉锁紧时强行转动望远镜或游标盘等，也不要随意拧动狭缝。 3、在读数前务必检查分光计的几个制动螺钉是否锁紧，以防读数过程中，望远镜或游标盘转动，这样取得的数据不可靠。 4、测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝，以便提高工作效率和测量准确度。使用微调螺钉时，应保证相应的制动螺钉在松弛状态。 5、在游标读数过程中，由于望远镜可能位于任何方位，故处理数据时，应注意望远镜转动过程中是否过了刻度零点。6、读数时，左、右游标不要弄混。六、思考讨论1、何谓最小偏向角？在实验中如何确定最小偏向角的位置？2、分光计为什么要调整为望远镜光轴与分光计转轴轴相垂直？如果两者不垂直对测量结果有何影响？3、在已调好望远镜光轴与仪器转轴垂直后，拧活动平台下的螺钉，会不会破坏这种垂直性？4、设计一种不测最小偏向角而能测棱镜玻璃折射率的方案（使用分光计去测）。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢6