分光計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.分光計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理2、掌握分光計(jì)的調(diào)整要求和調(diào)整方法，并用它來測量三棱鏡的頂角和最小偏向角。3、學(xué)會用最小偏向角法測棱鏡材料折射率【實(shí)驗(yàn)儀器】分光計(jì)，雙面平面鏡，汞燈光源、讀數(shù)用放大鏡等?！緦?shí)驗(yàn)原理】1、調(diào)整分光計(jì)：(1)調(diào)整望遠(yuǎn)鏡：目鏡調(diào)焦：清楚的看到分劃板刻度線。調(diào)整望遠(yuǎn)鏡對平行光聚焦：分劃板調(diào)到物鏡焦平面上。調(diào)整望遠(yuǎn)鏡光軸垂直主軸：當(dāng)鏡面與望遠(yuǎn)鏡光軸垂直時(shí)，反射象落在上十字線中心，平面鏡旋轉(zhuǎn)180后，另一鏡面的反射象仍落在原處。(2)調(diào)整平行光管發(fā)出平行光并垂直儀器主軸：將被照明的狹縫調(diào)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

2、理介質(zhì)的折射率可以用很多方法測定，在分光計(jì)上用最小偏向角法測定玻璃的折射率，可以達(dá)到較高的精度。這種方法需要將待測材料磨成一個(gè)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(gè)中間空的三棱鏡，充入待測的液體，可用類似的方法進(jìn)行測量。當(dāng)平行的單色光，入射到三棱鏡的AB面，經(jīng)折射后由另一面AC射出，如圖7.1.2-8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稱為偏向角。可以證明，當(dāng)光線對稱通過三棱鏡，即入射角i0等于出射角i0時(shí)，入射光和出射光之間的夾角最小，稱為最小偏向角min 。由圖7.1.2-8可知：=（i-r）+（i

3、-r） （6-2）A=r+r （6-3）可得： =（i+i）-A （6-4）三棱鏡頂角A是固定的，隨i和i而變化，此外出射角i也隨入射角i而變化，所以偏向角僅是i的函數(shù)在實(shí)驗(yàn)中可觀察到，當(dāng)i變化時(shí)，有一極小值，稱為最小偏向角令 ，由式(6-4)得 （6-5）再利用式（6-3）和折射定律 （6-6）得到 (6-7) 由式（6-5）可得： 因?yàn)閞和r都小于90，所以有r =r 代入式（5）可得i =i。因此，偏向角取極小值極值的條件為： r =r 或 i =i （6-8） 顯然，這時(shí)單色光線對稱通過三棱鏡，最小偏向角為min ，這時(shí)由式（6-4）可得： min=2i A 由式（6-3）可得： A=

4、2r由折射定律式（6-6），可得三棱鏡對該單色光的折射率n為 （6-9）由式（6-9）可知，只要測出三棱鏡頂角A和對該波長的入射光的最小偏向角min，就可以計(jì)算出三棱鏡玻璃對該波長的入射光的折射率。頂角A和對該波長的最小偏向角min用分光計(jì)測定。折射率是光波波長的函數(shù)，對棱鏡來說，隨著波長的增大，折射率n則減少，如果是復(fù)色光入射，由于三棱鏡的作用，入射光中不同顏色的光射出時(shí)將沿不同的方向傳播，這就是棱鏡的色散現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、調(diào)節(jié)分光計(jì)（調(diào)整方法見原理部分）2. 調(diào)節(jié)三棱鏡使三棱鏡光學(xué)側(cè)面垂直望遠(yuǎn)鏡光軸，三棱鏡光學(xué)側(cè)面也是一個(gè)光的反射平面。（1）調(diào)整載物臺的上下臺面大致平行，將棱鏡放到平臺

5、上，使鏡三邊與臺下三螺釘?shù)倪B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(zhuǎn)動(dòng)載物臺，在望遠(yuǎn)鏡中觀察從側(cè)面AC和AB返回的十字像，只調(diào)節(jié)臺下三螺釘，使其反射像都落在上十子線處。3. 測量頂角A：轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，使棱鏡AC正對望遠(yuǎn)鏡記下游標(biāo)的讀數(shù)和游標(biāo)的讀數(shù)。再轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，再使AB面正對望遠(yuǎn)鏡，記下游標(biāo)的讀數(shù)和游標(biāo)的讀數(shù)。同一游標(biāo)兩次讀數(shù)誤差或，即是載物臺轉(zhuǎn)過的角度，而是角的補(bǔ)角，. 重復(fù)操作兩次，記下數(shù)據(jù)。4.測量三棱鏡的最小偏向角。（具體原理看實(shí)驗(yàn)原理）（1）平行光管狹縫對準(zhǔn)前方水銀燈。（2）把載物臺及望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)至（1）處，找出水銀燈光譜。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺，使譜線往偏向角減小的

6、方向移動(dòng)，望遠(yuǎn)鏡跟蹤譜線運(yùn)動(dòng)，直到譜線開始逆轉(zhuǎn)為止，固定載物臺。譜線對準(zhǔn)分劃板。（4）記下讀數(shù)和轉(zhuǎn)至（2），記下讀數(shù)和，有 (5)根據(jù)以及所得數(shù)據(jù)求出棱鏡材料的折射率5、注意事項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺，都是指轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤帶動(dòng)載物臺一起轉(zhuǎn)動(dòng)。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(diào)。調(diào)節(jié)時(shí)要邊看邊調(diào)，動(dòng)作要輕，切忌兩縫太近。光學(xué)儀器螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)動(dòng)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(shù)據(jù)處理】1頂角的測量及處理：角度/分組123平均值標(biāo)準(zhǔn)差04520022429120471400414430180432000020427300483200532431120020012002001200100120014028120050012005001200400120044028120033012003301200230120031028由于 A=, 可得: 595650. 2用最小偏向角法測棱鏡材料折射率 測量次數(shù)為一次.1105559372974324623 由 595650 =511900得：=1.6520綜上 n=1.6520【誤差分析】1.本試驗(yàn)的儀器為分光計(jì)精確度高，但是讀數(shù)存在認(rèn)為因素，會造成微小誤差，可由多次測量減小誤差。 2.實(shí)驗(yàn)儀器本