物理實驗報告測定三棱鏡折射率

1、物理實驗報告測定三棱鏡折射率【實驗目的】?利用分光計測定玻璃三棱鏡的折射率；?【實驗儀器】?分光計，玻璃三棱鏡，鈉光燈。?【實驗原理】?最小偏向角法是測定三棱鏡折射率的基本方法之一，如圖10 所示，三角形ABC 表示玻璃三棱鏡的橫截面，AB和AC 是透光的光學表面，又稱折射面，其夾角a 稱為三棱鏡的頂角；BC 為毛玻璃面，稱為三棱鏡的底面。假設某一波長的光線LD 入射到棱鏡的AB 面上，經過兩次折射后沿ER 方向射出，則入射線LD 與出射線ER 的夾角稱為偏向角。圖 10 三棱鏡的折射由圖 10 中的幾何關系，可得偏向角(3)因為頂角a 滿足，則(4)對于給定的三棱鏡來說，角a 是固定的，隨

2、和而變化。其中與、 、依次相關，因此實際上是的函數，偏向角也就僅隨而變化。在實驗中可觀察到，當變化時，偏向角有一極小值，稱為最小偏向角。理論上可以證明，當時，具有最小值。顯然這時入射光和出射光的方向相對于三棱鏡是對稱的，如圖11 所示。圖 11 最小偏向角若用表示最小偏向角，將代入 (4) 式 得（ 5）或（ 6）因為，所以，又因為，則（ 7）根據折射定律 得，（ 8）將式（ 6）、（ 7）代入式（ 8）得：（ 9）由式（ 9）可知，只要測出入射光線的最小偏向角及三棱鏡的頂角，即可求出該三棱鏡對該波長入射光的折射率 n .【實驗內容與步驟】1調節(jié)分光計按實驗24 一 1 中的要求與步驟調整好分

3、光計。2調整平行光管(1) 去掉雙面反射鏡，打開鈉光燈光源。(2) 打開狹縫，松開狹縫鎖緊螺絲 3。從望遠鏡中觀察，同時前后移動狹縫裝置調整狹縫寬度為 1 毫米左右（用狹縫寬度調節(jié)手輪 1 調節(jié)）。2，直至狹縫成像清晰為止。然后(3) 調節(jié)平行光管的傾斜度。將狹縫轉至水平，調節(jié)平行光管光軸仰角調節(jié)螺絲29，使狹縫像與望遠鏡分劃板的中心橫線重合。然后將狹縫轉至豎直方向，使之與分劃板十字刻度線的豎線重合，并無視差。最后鎖緊狹縫裝置鎖緊螺絲 3。此時平行光管出射平行光，并且平行光管光軸與望遠鏡光軸重合。至此分光計調整完畢。3測三棱鏡的折射率(1)將三棱鏡置于載物臺上，并使玻璃三棱鏡折射面的法線與平行

4、光管軸線夾角約為60 度。(2)觀察偏向角的變化。用光源照亮狹縫，根據折射定律判斷折射光的出射方向。先用眼睛（不在望遠鏡內） 在此方向觀察，可看到幾條平行的彩色譜線，然后慢慢轉動載物臺，同時注意譜線的移動情況，觀察偏向角的變化。順著偏向角減小的方向，緩慢轉動載物臺，使偏向角繼續(xù)減小，直至看到譜線移至某一位置后將反向移動。這說明偏向角存在一個最小值（逆轉點）。譜線移動方向發(fā)生逆轉時的偏向角就是最小偏向角。1 用望遠鏡觀察譜線。在細心轉動載物臺時，使望遠鏡一直跟蹤譜線，并注意觀察某一波長譜線的移動情況波長譜線的逆轉點不同）。在該譜線逆轉移動時，擰緊游標盤制動螺絲27 ，調節(jié)游標盤微調螺絲最小偏向角的位置。（各26，準確找到2 測量最小偏向角位置。轉動望遠鏡支架15 ，使譜線位于分劃板的中央，旋緊望遠鏡支架制動螺絲遠鏡微調螺絲18，使望遠鏡內的分劃板十字刻度線的中央豎線對準該譜線中央，從游標1 和游標折射光線的角度和。21，調節(jié)望2 讀出該譜線3 測定入射光方向。移去三棱鏡，松開望遠鏡制動螺絲21 ，移動望遠鏡支架15 ，將望遠鏡對準平行光管，微調望遠鏡，將狹縫像準確地位于分劃板的中央豎直刻度線上，從兩游標分別讀出入射光線的角度和。4按 計算最小偏向角（取絕對值）。5重復步驟 16，可分別測出汞燈光譜中各譜線的最小偏向角