实验5-6 角度法测量棱镜的折射率.doc

实验5-6 角度法测量棱镜的折射率说明：本实验为设计性实验，要求学生按照实验目的；实验原理；实验仪器；实验步骤；记录数据的表格；结果处理；实验总结，完成完整的实验报告。实验前的预习报告可空出实验步骤部分，做完实验后在实验室补充。 实验时只要求用掠入射法即最小出射角法测定棱镜的顶角，不要求与最小偏向角法的测定结果进行比较。根据，只要测得棱镜顶角和最小出射角，即可计算折射率n。掠入射法实验分为三个步骤：1.分光计的调节；2.三棱镜顶角的测量；3. 掠入射法测量最小出射角。实验前需预习的内容：1 P6063。（1） 注意分光计以下结构：图2-34中7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、21、22、28。（2） 注意游标读数的方法。（3） 仔细阅读分光计的调节方法。2 P138，测量三棱镜顶角的方法。注意望远镜转角的计算公式，即望远镜光轴垂直AB面时，左右刻度圆盘读数分别为、，望远镜光轴垂直AC面时，左右刻度圆盘读数分别为，则望远镜转过的角度。3 P160。掠入射法的原理。测量原理：（1）顶角 （2）最小出射角光源法线出射光线法线2法线1入射光线通过测量两法线所在位置， 使入射光线平行于入射面确定两法线所成角，进而得 确定出射光线以及出射面法到顶角1800。 线位置，进而确定出射角i。实验注意事项：1、 准备工作（1） 实验前，先利用游标盘制动螺钉，把游标内盘（刻度盘）固定在实验者的左右两侧，以后的实验中保持刻度盘固定。（2） 先适当调高载物台的高度，并为三只螺钉留出上下调节的空间。（3） 点亮照明小灯(把变压器出来的6.3V电源插头插到分光计底座的插座上)。调节望远镜目镜调节手轮，使黑色十字叉丝清晰。2、分光计的调节 目的：在平面镜正反面均观察到绿色十字架位于分划版上交线处重合位置，实现步骤如下（由于仪器精度和实验课时的限制，不要求严格重合，只要正反两面的绿十字均处于上交线附近即可进行下一步操作）：123图a（1） 粗调(凭眼睛观察判断)望远镜水平（调其下面的调节螺钉）和载物台水平(调平台下面三个螺钉)。调节载物台时，可使眼睛视线与载物台相平进行观察。（注意载物台下要保留一定的空间）。（2） 将平面镜放置在载物台上。要求压住其中一只螺钉1。如图a所示。将载物台转过180，看平面镜的正反两面是否都看到绿色十字架。若两面都没有，则重新粗调（有时两面都没有的原因是望远镜套筒拔出太多）。如果一面有绿色十字架，另一面没有，则调节望远镜高度螺钉。（可以试着用手倾斜平面镜，试探应该怎样进行调节）（3） 正反两面都能看到绿色十字后，观察平面镜正反两面中绿色十字架与重合位置之间的关系，如果两面绿色十字架同时在重合位置下方或者同时在上方，则需调节望远镜高低。（思考为什么？）（4） 如果两面绿色十字架一面在重合位置上方一面在下方，则根据位置关系进行调节。在这一面调节螺钉3，使得绿色十字向重合位置靠近一半；将载物台转过180以后，调节螺钉2（注意这时螺钉2已经随着载物台转过来了），使得这面的绿色十字向重合位置也靠近一半；即每一面只调节一个螺钉，螺钉1始终不动。（注意：一定采取逐次逼近原则，两面反复调节。调节时不要一步到位，只能调一半，即每一次都把绿色十字架与重合位置的距离缩小为原来的一半；否则可能导致另一面的绿色十字又看不到了。）123图b（5） 两面都调好后，将平面镜垂直于原位置放置，如图b所示，同时将载物台作相应旋转。不动螺钉2、3，只调节螺钉1，使得这时的正反两面绿色十字也处于上交点。231图cCBA3、测量顶角：如图c放置三棱镜(BC为毛面)，使得面下均有一个螺钉，并利用载物台锁紧螺钉固定载物台。根据P138提示，按照测量原理寻找两光面的法线位置，使得望远镜处于两法线位置时，都能看到绿色十字处于上交点。望远镜光轴垂直AB面时，记录左右刻度圆盘读数分别为、，望远镜光轴垂直AC面时，记录左右刻度圆盘读数分别为。重复测量3次（重复测量时可改变棱镜位置）。（若此时不能观察到重合现象只需稍微调节对面的螺钉，望远镜对准AC面时调平台螺钉2，望远镜对准AB面时调平台螺钉1）。表1 棱镜顶角的测量数据次数1234、测量最小出射角：1 松开载物台锁紧螺钉。按照测量原理示意图摆放光路。2 预想出射光线所在位置，寻找出射光带。3 通过左右转动载物台和望远镜，观察出射光带的变化。4 将