1、最小偏向角法測量單軸晶體的主折射率 一、實驗目的： l、觀察晶體的自然雙折射現象，鞏固和掌握光在單軸晶體中的傳播特點； 2、掌握用最小偏向角法測單軸晶體主折射率的方法； 3、學會自準直分光計的調整和使用。 二、實驗器材： 分光計一臺，汞燈、鈉燈各一具，LiNbo2棱鏡一個。 三、測量原理：A 將待則晶體(本實驗用LiNbo2)加工成一個 光學棱鏡，使兩通光面均與光軸平行。如圖(1)所 示，一束由汞燈發射的自然光經準直后，垂直光軸綠黃入射于棱鏡會產生雙折射現象，o光和e光以不同綠黃藍的偏向角從棱鏡另側射出，通過望遠鏡觀察到兩藍組光譜，對應每一個入射波長有兩條譜線，又由于光在晶體內是垂直于光軸傳播

2、，所以e光的折射率恰為主折射ne，當各條譜線處于對應的最小偏向角min時,用下式便可算出各入射波長相應 圖（1）的折射率ne和no (式中A為棱鏡頂角) 三、分光計的結構簡介 請參看«大學物理»。 四、實驗步驟： l、分光計的調整，測棱鏡頂角：(1) 熟悉分光計的結構后，將棱鏡置于載物臺上，并使棱鏡的三個面與載物臺的三個調平螺釘(a，b，c)的相對位置如圖(2)所示，且調節螺釘使載物臺大致水平。(2) cbaABCcba 、ba準直望遠鏡：目的是將望遠鏡中的十字分劃線調整到目鏡和物圖（2）鏡的焦平面上，也就是望遠鏡對無窮遠調焦。其方法是：先將望遠鏡軸線大致調水平。調好視度，

3、使自目鏡中清晰看到十字分劃線。開亮照明燈泡。轉動載物臺使棱鏡的一個光學面對準望遠鏡的管口，從望遠鏡中觀察，并慢慢轉動載物臺使該光學面反射的光線進入望遠鏡，此時視場中出現一亮斑，前后調節高斯目鏡，使得到最清晰的亮十字像為止。 (3)調節望遠鏡的軸線與載物臺的中心軸垂直：調節載物臺的調平螺釘(即調棱鏡光學面的傾斜)，使由棱鏡光學面反射回來的十字像與十字分劃線的垂直距離減小一半，另一半由調節望遠鏡的俯仰螺釘，使十字像與十字分劃線完全重合。再轉動分光計游標盤(載物臺與之聯動)，使棱鏡的另一通光面對準望遠鏡作同樣調節。如此反復耐心地調整，直至兩通光面的反射像都與十字分劃完全重合為止，這時望遠鏡的軸線便和

4、載物臺中心軸垂直，以后不再作任何調動。(4)測量棱鏡頂角，由圖（3）知，A=1800 ，測的方法是：鎖緊游標盤，轉動望遠鏡，先后對準棱鏡的兩個通光面進行微調，使反射的亮十字像與望遠鏡中的十字分劃線完全重合，先后記下刻度盤上的讀數T1和T2，則=|T1T2|。測量三次，取平均值。注一：是小于1800的角度，但由于轉向關系，可能讀數大于1800，這時。便取讀數與3600之差的絕對值注二：為了減少由儀器偏心引起的誤差，測量角度時，取該度盤上對徑方向上的兩讀數，分別箅出角度后取平均。以下讀數操作均一樣。 (5)調節平行光管：調節的內容是水平、準直、狹縫的垂直度和寬度。其方法是，斷開望遠鏡照明電流，取下

5、載物臺上的棱鏡，開啟汞燈并照明平行光管狹縫。將巳調好的自準直望遠鏡對準平行光管，從目鏡中看到狹縫的像，調節狹縫的前后位置和寬度，達到成細而亮的清晰的豎直像，再調節平行光管俯仰螺釘，使狹縫像被望遠鏡的十字分劃線水平線基本平分。 圖（3）2、測量最小偏向角 （1）、如圖(4)所示，將棱鏡 置于載物臺上，使平行光 由AB面入射，轉動望遠C圖（4）BAC 鏡從棱鏡的另一側(AC 面)觀察，再緩慢轉動游 標盤(即增大i角)，同時 使望遠鏡作相應轉動，當i i角增大至一定角度時， 從望遠鏡中便可觀察到ed0 光和o光的兩組光譜。d(2)、將望遠鏡看著黃色譜線，慢慢轉動游標盤M(即改i變角)，當i改變到某一

6、值時，譜線將折回，然后再仔細左右轉動游標盤，準確確定折回點的位置，同時鎖緊游標盤，用微調螺釘，使望遠鏡的十字分劃線豎線精確對準黃譜線，測出黃譜線的出射位置d(黃)。(3) （黃）（黃） 、鎖緊望遠鏡與刻度盤螺釘，取下棱鏡，轉動望遠鏡，使十字分劃線與平行光管狹縫像重合，測得入射光的方向d0，則其對應的最小偏向角便是： (4)、類似上(2)、(3)步驟，測出其它五條譜線的最小偏向角(5)、重復測量二次，取其平均值。五、實驗數據及處理 l、測量棱鏡頂角(A)次數T1T2A1 2 3 2測量最小偏向角(min)譜線序號光色測量次數dd0min1黃1 2 2綠1 2 3蘭1 2 4黃1 2 5綠1 2 6蘭1 2 4、計算主折射率波長（Å）5770（黃光）5461（綠光）4353（蘭光）ne no 六、思考題 、1、如何設計棱鏡的頂角大小?2、對LiNbo3晶體，同一入射波長的o光最小偏向角大，