物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc

物理实验报告测定三棱镜折射率 【实验目的】 利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率； 【实验仪器】 分光计玻璃三棱镜钠光灯 【实验原理】 最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一如图10所示三角形?ABC?表示玻璃三棱镜的横截面AB和AC是透光的光学表面又称折射面其夹角a称为三棱镜的顶角；BC?为毛玻璃面称为三棱镜的底面假设某一波长的光线?LD?入射到棱镜的?AB?面上经过两次折射后沿?ER?方向射出则入射线?LD?与出射线?ER?的夹角?称为偏向角 图10三棱镜的折射 由图10中的几何关系可得偏向角 (3) 因为顶角a满足则 (4) 对于给定的三棱镜来说角a是固定的随和而变化其中与、依次相关因此实际上是的函数偏向角也就仅随而变化在实验中可观察到当变化时偏向角有一极小值称为最小偏向角理论上可以证明当时具有最小值显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的如图11所示 您正浏览的文章由第一范文网整理版权归原作者、原出处所有 图11最小偏向角 若用表示最小偏向角将代入(4)式得 （5） 或 （6） 因为?所以?又因为?则 （7） 根据折射定律得 （8） 将式（6）、（7）代入式（8）得： （9） 由式（9）可知只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n. 【实验内容与步骤】 1调节分光计 按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计 2调整平行光管 (1)去掉双面反射镜打开钠光灯光源 (2)打开狭缝松开狭缝锁紧螺丝3从望远镜中观察同时前后移动狭缝装置2直至狭缝成像清晰为止然后调整狭缝宽度为1毫米左右（用狭缝宽度调节手轮?1?调节） (3)调节平行光管的倾斜度将狭缝转至水平调节平行光管光轴仰角调节螺丝29使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合然后将狭缝转至竖直方向使之与分划板十字刻度线的竖线重合并无视差最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3此时平行光管出射平行光并且平行光管光轴与望远镜光轴重合至此分光计调整完毕 3测三棱镜的折射率 (1)将三棱镜置于载物台上并使玻璃三棱镜折射面的法线与平行光管轴线夹角约为?60度 (2)观察偏向角的变化用光源照亮狭缝根据折射定律判断折射光的出射方向先用眼睛（不在望远镜内）在此方向观察可看到几条平行的彩色谱线然后慢慢转动载物台同时注意谱线的移动情况观察偏向角的变化顺着偏向角减小的方向缓慢转动载物台使偏向角继续减小直至看到谱线移至某一位置后将反向移动这说明偏向角存在一个最小值（逆转点）谱线移动方向发生逆转时的偏向角就是最小偏向角 1用望远镜观察谱线在细心转动载物台时使望远镜一直跟踪谱线并注意观察某一波长谱线的移动情况（各波长谱线的逆转点不同）在该谱线逆转移动时拧紧游标盘制动螺丝?27调节游标盘微调螺丝?26准确找到最小偏向角的位置 2测量最小偏向角位置转动望远镜支架?15?使谱线位于分划板的中央旋紧望远镜支架制动螺丝?21调节望远镜微调螺丝?18使望远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对准该谱线中央从游标?1?和游标?2?读出该谱线折射光线的角度?和? 3测定入射光方向移去三棱镜松开望远镜制动螺丝?21?移动望远镜支架?15?将望远镜对准平行光管微调望远镜将狭缝像准确地位于分划板的中央竖直刻度线上从两游标分别读出入射光线的角度?和? 4按计算最小偏向角（取绝对值） 5重复步骤?16可分别测出汞灯光谱中各谱线的最小偏向角