1、分光計實驗報告【實驗目的】1、了解分光計的結構和工作原理2、掌握分光計的調整要求和調整方法，并用它來測量三棱鏡的頂角和最小偏向角。3、學會用最小偏向角法測棱鏡材料折射率【實驗儀器】分光計，雙面平面鏡，汞燈光源、讀數用放大鏡等。【實驗原理】1、調整分光計：調整望遠鏡：a目鏡調焦：清楚的看到分劃板刻度線。b調整望遠鏡對平行光聚焦：分劃板調到物鏡焦平面上。c調整望遠鏡光軸垂直主軸：當鏡面與望遠鏡光軸垂直時，反射象落在上十字線中心，平面鏡旋 轉180 后，另一鏡面的反射象仍落在原處。調整平行光管發出平行光并垂直儀器主軸：將被照明的狹縫調到平行光管物鏡焦面上，物鏡將出射平行光。2、三棱鏡最小偏向角原理7

2、. 1.2-S 三鐵鏡Jtt小館向角顒理圖介質的折射率可以用很多方法測定，在分光計上 用最小偏向角法測定玻璃的折射率，可以達到較高的 精度。這種方法需要將待測材料磨成一個三棱鏡。如 果測液體的折射率，可用表面平行的玻璃板做一個中 間空的三棱鏡，充入待測的液體，可用類似的方法進 行測量。當平行的單色光，入射到三棱鏡的AB面，經折射 后由另一面AC射出，如圖所示。入射光線LD 和AB面法線的夾角i稱為入射角，出射光 ER和AC 面法線的夾角i稱為出射角，入射光和出射光的夾角 S稱為偏向角。可以證明，當光線對稱通過三棱鏡，即入射角io等于出射角io時，入射光和出射光之間的夾角最小，稱為最小偏向角S

3、min。由圖可知： 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)三棱鏡頂角A是固定的，3隨i和i而變化，此外出射角 S僅是i的函數.在實驗中可觀察到，當令d 0 ,由式（6-4）得dii也隨入射角i而變化，所以偏向角 i變化時，S有一極小值，稱為最小偏向角.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因為r和r 都小于90 因此，偏向角3取極小值極值的條件為：r =r 或i =i顯然，這時單色光線對稱通過三棱鏡，最小偏向角為3 min=2i A1i C min A）2A=2rAr :26-6）,可得三棱鏡對該單色光的折射率n為1 sin min A）.A sin 2A和對該波長的入射光的最小偏向角3 min,就可以計頂角A和對該波長的最小偏向角3 min用分光計測

5、定。n則減少，如果是復色光入射， 這就是棱鏡的色散現象。,所以有r =r 代入式（5）可得i =i。3 min，這時由式（(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，只要測出三棱鏡頂角算出三棱鏡玻璃對該波長的入射光的折射率。 折射率是光波波長的函數，對棱鏡來說，隨著波長的增大，折射率 由于三棱鏡的作用， 入射光中不同顏色的光射出時將沿不同的方向傳播,由式（6-9）【實驗內容】1、調節分光計(調整方法見原理部分)調節三棱鏡使三棱鏡光學側面垂直望遠鏡光軸，三棱鏡光學側面也是一個光的反射平面。(1)調整載物臺的上下臺面大致平行，將棱鏡放到平臺上，

6、使鏡三邊與臺下三螺釘的連線所成三邊互相垂直。(2)接通目鏡照明光源，遮住從平行光管來的光，轉動載物臺，在望遠鏡中觀察從側面AC和AB返回的十字像，只調節臺下三螺釘，使其反射像都落在上十子線處。測量頂角A :轉動游標盤，使棱鏡AC正對望遠鏡記下游標1的讀數宀和游標2的讀數 屯。再 轉動游標盤，再使 AB面正對望遠鏡，記下游標1的讀數 R和游標2的讀數 宀。同一游標兩次讀數誤差日1或&2 日2，即是載物臺轉過的角度 ，而是A角的補角,A=二-匚.重復操作兩次，記下數據。測量三棱鏡的最小偏向角。(具體原理看實驗原理)平行光管狹縫對準前方水銀燈。把載物臺及望遠鏡轉至(1 )處，找出水銀燈光譜。轉動載物

7、臺，使譜線往偏向角減小的方向移動，望遠鏡跟蹤譜線運動，直到譜線開始逆轉為 止，固定載物臺。譜線對準分劃板。(4)記下讀數日1和日2轉至(2),記下讀數0；和日2，有n(5)根據sin hAsin 一2.-min A sinAsin 一2以及所得數據ffl 7,K2-H 樹最小8向沖方法求出棱鏡材料的折射率5、注意事項轉動載物臺，都是指轉動游標盤帶動載物臺一起轉動。狹縫寬度1mm左右為宜，寬了測量誤差大，太窄光通量小。狹縫易損壞，盡量少調。調節時要 精品文檔邊看邊調，動作要輕，切忌兩縫太近。光學儀器螺釘的調節動作要輕柔，鎖緊螺釘也是指鎖住即可，不可用力，以免損壞器件。【數據處理】1頂角的測量及處

8、理:角度/分組123平均值標準差日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 -財120 5 00 120 5 00 120 4 00 120 4 40 28 護護七120 3 30 120 3 30 120 2 30 120 3 10 28 由于 A二二-可得： A =59 56 502 用最小偏向角法測棱鏡材料折射率 測量次數為一次.日1日2日2110 5559 37297 43246 23由 A =59 565019 00得: min AsinAsin 22一=1.6520A sin 2綜上n=1.6520【誤差分析】1本試驗的儀器為分光計精確度高，但是讀數存在認為因