最新分光计实验报告()资料

1、分光计实验报告【实验目的】1、了解分光计的结构和工作原理2、掌握分光计的调整要求和调整方法，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率【实验仪器】分光计，双面平面镜，汞灯光源、读数用放大镜等。【实验原理】1、调整分光计：调整望远镜：a目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。c调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋 转180 后，另一镜面的反射象仍落在原处。调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。2、三棱镜最小偏向角原理7

2、. 1.2-S 三铁镜Jtt小馆向角顒理图介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上 用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的 精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如 果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中 间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进 行测量。当平行的单色光，入射到三棱镜的AB面，经折射 后由另一面AC射出，如图所示。入射光线LD 和AB面法线的夹角i称为入射角，出射光 ER和AC 面法线的夹角i称为出射角，入射光和出射光的夹角 S称为偏向角。可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角io等于出射角io时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角S

3、min。由图可知： TOC o 1-5 h z S = (i-r) + (i -r)(6-2)A=r+r(6-3)可得：S = (i+ i ) -A(6-4)三棱镜顶角A是固定的，3随i和i而变化，此外出射角 S仅是i的函数.在实验中可观察到，当令d 0 ,由式（6-4）得dii也随入射角i而变化，所以偏向角 i变化时，S有一极小值，称为最小偏向角.didT1(6-5)再利用式（6-3）和折射定律si ni = nsinr,(6-6)得到didi0二聾（J旦n cosrdi drXXdr dr dicos i、1 - n2 sin2 rcosrcosr , 1 -n2 sin2 r22 2es

4、c r - n tg r_ / 2；2. 2 ,.csc rn tg r由式（6-5）可得:、1(1 - n2)tg2r1(1 - n2)tg2r(6-7).1 (1 - n2 )tg2r二.J_(Cn2)tg2rtgr =tgr因为r和r 都小于90 因此，偏向角3取极小值极值的条件为：r =r 或i =i显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为3 min=2i A1i C min A）2A=2rAr :26-6）,可得三棱镜对该单色光的折射率n为1 sin min A）.A sin 2A和对该波长的入射光的最小偏向角3 min,就可以计顶角A和对该波长的最小偏向角3 min用分光计测

5、定。n则减少，如果是复色光入射， 这就是棱镜的色散现象。,所以有r =r 代入式（5）可得i =i。3 min，这时由式（(6-8)6-4)可得：由式（6-3）由折射定律式（可得:sinin =sin r(6-9)可知，只要测出三棱镜顶角算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。 折射率是光波波长的函数，对棱镜来说，随着波长的增大，折射率 由于三棱镜的作用， 入射光中不同颜色的光射出时将沿不同的方向传播,由式（6-9）【实验内容】1、调节分光计(调整方法见原理部分)调节三棱镜使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴，三棱镜光学侧面也是一个光的反射平面。(1)调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，

6、使镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。(2)接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC和AB返回的十字像，只调节台下三螺钉，使其反射像都落在上十子线处。测量顶角A :转动游标盘，使棱镜AC正对望远镜记下游标1的读数宀和游标2的读数 屯。再 转动游标盘，再使 AB面正对望远镜，记下游标1的读数 R和游标2的读数 宀。同一游标两次读数误差日1或&2 日2，即是载物台转过的角度 ，而是A角的补角,A=二-匚.重复操作两次，记下数据。测量三棱镜的最小偏向角。(具体原理看实验原理)平行光管狭缝对准前方水银灯。把载物台及望远镜转至(1 )处，找出水银灯光谱。转动载物

7、台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为 止，固定载物台。谱线对准分划板。(4)记下读数日1和日2转至(2),记下读数0；和日2，有n(5)根据sin hAsin 一2.-min A sinAsin 一2以及所得数据ffl 7,K2-H 樹最小8向沖方法求出棱镜材料的折射率5、注意事项转动载物台，都是指转动游标盘带动载物台一起转动。狭缝宽度1mm左右为宜，宽了测量误差大，太窄光通量小。狭缝易损坏，尽量少调。调节时要 精品文档边看边调，动作要轻，切忌两缝太近。光学仪器螺钉的调节动作要轻柔，锁紧螺钉也是指锁住即可，不可用力，以免损坏器件。【数据处理】1顶角的测量及处

8、理:角度/分组123平均值标准差日10 45 20 224 9 盯120 47 140 4 144 0 日2180 43 200 0 20427300 48 320 05324 1 日1 -盯|120 2 00 120 2 00 120 1 00 120 1 4028 卩2 -财120 5 00 120 5 00 120 4 00 120 4 40 28 护护七120 3 30 120 3 30 120 2 30 120 3 10 28 由于 A二二-可得： A =59 56 502 用最小偏向角法测棱镜材料折射率 测量次数为一次.日1日2日2110 5559 37297 43246 23由 A =59 565019 00得: min AsinAsin 22一=1.6520A sin 2综上n=1.6520【误差分析】1本试验的仪器为分光计精确度高，但是读数存在认为因