分光计的调整测三棱镜折射率

分光计的调节及三棱镜折射率的测定实验报告 分光计实验报告数据处理

分光计的调节及三棱镜折射率的测定实验报告 分光计实验报告数据处理

实验概述

【实验目的及要求】

了解分光计的构造，掌握分光计的调节方法及使用方法。

了解测量棱镜顶角的方法。

【仪器及用具】

分光计、平面反光镜、玻璃三棱镜、钠灯

【实验原理】

分光计的调节

〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直

调整方法：

1.对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线

2.对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视。

3.分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。

4.在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。

〈2〉载物台垂直仪器主轴

调整方法：

将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合

〈3〉平行光管出射平行光；

调整方法：

从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视。望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面作不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。

〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直

调整方法：

望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。

在上一步的基础上，调节平行光管（或望远镜）的水平摆向调节螺丝，使狭缝细线像与十字竖线重合，然后转动狭缝90o，调节平行光管的仰角螺丝，使狭缝细线像与中心水平线重合。这时平行光管光轴与望远镜光轴共线，也就与分光计中心轴垂直

棱镜角的测量

〈1〉：方法：自准直法

将待测棱镜置于棱镜台上。固定望远镜，点亮小灯照亮目镜中的叉丝，旋转棱镜台，使棱镜的一个折射面对准望远镜，用自准直法调节望远镜的光轴与此折射严格垂直，即使十字叉丝的防反射像和调整叉丝完全重合，如图3-2所示，记录刻度盘上的两游标读数v,v;再转动游标盘连带载物平台，依同样方法使望远镜光轴垂直于第二个折射面，记录相应的游标读数，；同一游标两次读数之等于棱镜角A的补角：

即棱镜角A=。重复测量几次，计算棱镜角A的平均值和标准不确定度。

3-2

在测量三棱镜折射率实验中,当调节分光计的平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴后,由实验可知载物台平面的倾斜程度对最小偏向角的测量没影响,但顶角的测量随着载物台平面的倾斜程度不同,有着不同程度的影响.当倾斜角度小于2o时,计算得到的折...8989

分光计是在平行光中观察有关现象和测量角度，因此要求:

(1)分光计的光学系统‘准直管和望远镜)要适应平行光。

(2)从度盘上读出的角度要符合观测现象中的实际角度。

①读值平面就是读取数据的平面，由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成的。对每一具体的分光计，读值平面都是固定的，且和中心主轴垂直。

②观察平面由望远镜光轴绕仪器中心转轴旋转时所形成的。只有当望远镜光轴与转轴垂直时，观察面才是一个平面，否则，将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面。

③待测光路平面由准直管的光轴和经过待测光学元件(棱镜、光栅等)作用后，所反射、折射和衍射的光线所共同确定的。调节载物平台下方的三个调节螺钉，可以将待测光路平面调节到所需的方位。

【注意事项】

时常发现从平面镜的面见到了绿色小十字像、而在第二面则找不到，这可能是粗调不细致，经面调节后，望远镜光轴和平台面均显著不水平，这时要重做粗调;如果望远镜轴及平台面无明显倾料，这时往往是小十字像在调节叉丝上方视场之外，可适当调望远镜倾料(使目镜一侧升高些)去找。

反复进行以上的调整，直至不论转到哪一反射面，小十字叉丝像均能和调整叉丝重合，则望远镜光轴与中心转轴已垂直。此调节法称为逐次遥近法或各半调节法

实验原理：根据光的折射定律，一光线通过掕镜后光的传播方向会发生变化，方向的变化量称偏向角。偏向角与入射角有关，而入射角为一个特定的数值时，偏向角为最小值。

棱镜折射

在给定 α 的情况下,通过测量某波长的光线在三角棱镜中的最小偏向角 δ min。当偏向角达到最小值时，三棱镜的折射率为

公式

要求：

1. 调节分光计

按照调节步骤调节好分光计，调节好须经有经验的人检查。

2. 测定三棱镜对汞光谱中绿色光谱线的折射率

重复测量实验数据8次以上。待测样品顶角数据：

1号三棱镜，顶角60度，不确定度2分；

2号三棱镜，顶角45度，不确定度2分；

3号三棱镜，顶角50度，不确定度2分。

实验步骤：

1. 分光计粗调

望远镜调平；

平行光管调平；

载物台调平。

2. 望远镜调节

目镜分划板清晰度调节；

用自准法调节使望远镜适合观察平行光；

用各半调节法调节望远镜与仪器主轴垂直。

3. 平行光管调节

调节平行光管出射平行光；

调节平行光管与望远镜共轴；

调节缝宽。

4. 测定最小偏向角

放置好三棱镜并调节到能够观察到折射光；

调节载物台使折射光与入射光等高；

转动载物台寻找最小偏向角；

测量折射光方向读数。

测量入射光方向读数。

注意一些重点和难点：

重点：

分光计的调节方法；

最小偏向角测量方法。

难点：

望远镜光轴与仪器主轴垂直调节；

找到折射光；

找到处于最小偏向角的折射光方向。

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：

(1)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。

(2)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

分光计实验报告()

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7.1.2-8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

δ称为偏向角。

可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i0等于出射角i0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin。