分光計測量三棱鏡頂角實驗報告

1、參考報告分光計測量三棱鏡頂角一、實驗?zāi)康模?、了解分光計的結(jié)構(gòu)和各個組成部分的作用； 2、學(xué)習(xí)分光計調(diào)節(jié)的要求和調(diào)節(jié)方法； 3、測量三棱鏡頂角； 二、 儀器與用具：1、分光計：（型號：JJY-型, 編號：99056400），最小刻度1'；2、鈉燈： （型號：GY-5, 編號：20020072）；3、三棱鏡棱角:60º±5（材料：重火石玻璃，nD = 1.6475）；4、雙面反射鏡，變壓器(6.3V/220V) 三、 預(yù)習(xí)報告： 1、實驗原理（力求簡要）：（1）分光計調(diào)整總要求：望遠(yuǎn)鏡和平行光管的光軸共線并與分光計中心軸垂直。分要求：有三個如下： 1望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)

2、（接收平行光）、其光軸與分光計中心軸垂直調(diào)整方法：對望遠(yuǎn)鏡的目鏡進(jìn)行調(diào)焦，從望遠(yuǎn)鏡中能清晰看到分劃板十字準(zhǔn)線對望遠(yuǎn)鏡的物鏡進(jìn)行調(diào)焦，用“自準(zhǔn)直法”進(jìn)行，從望遠(yuǎn)鏡中能清晰看到綠“+”字像、且無視差。分別從望遠(yuǎn)鏡看到從小鏡兩反射面反射回來的兩綠“+”字反射像，均與分光板的調(diào)整用線（分劃板上方的十字叉線）重合。在望遠(yuǎn)鏡能接收平行光的基礎(chǔ)上，根據(jù)反射定律，應(yīng)用“各半調(diào)節(jié)法”進(jìn)行調(diào)整。2載物臺垂直儀器主軸調(diào)整方法：將雙面鏡旋轉(zhuǎn)90°，同時旋轉(zhuǎn)載物臺90°，調(diào)節(jié)一個螺絲，分別從望遠(yuǎn)鏡看到從雙面鏡兩反射面反射回來的兩綠“+”字反射像，均與分光板的調(diào)整用線（分劃板上方的十字叉線）重合。 3

3、平行光管出射平行光；調(diào)整方法：從望遠(yuǎn)鏡里看到平行光管狹縫清晰像呈現(xiàn)在分劃板上且無視差。望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)平行光管（注意：這一步及后面操作絕對不能動望遠(yuǎn)鏡的仰角調(diào)節(jié)螺絲以及物鏡和目鏡的焦距），從望遠(yuǎn)鏡觀察平行光管狹縫的像，調(diào)節(jié)平行光管透鏡的焦距，使從望遠(yuǎn)鏡清晰看到狹縫的像（一條明亮的細(xì)線）呈現(xiàn)在分劃板上為止。這時望遠(yuǎn)鏡接收到的是平行光，也就是說，平行光管出射的是平行光。4平行光管光軸與望遠(yuǎn)鏡光軸共線并與分光計中心軸垂直調(diào)整方法：望遠(yuǎn)鏡看狹縫像與分光板豎直準(zhǔn)線重合，狹縫像轉(zhuǎn)90o后又能與中心水平準(zhǔn)線重合。在上一步的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)平行光管（或望遠(yuǎn)鏡）的水平擺向調(diào)節(jié)螺絲，使狹縫細(xì)線像與十字豎線重合，然后轉(zhuǎn)動狹縫

4、90o，調(diào)節(jié)平行光管的仰角螺絲，使狹縫細(xì)線像與中心水平線重合。這時平行光管光軸與望遠(yuǎn)鏡光軸共線，也就與分光計中心軸垂直（2）三棱鏡的頂角的測量1方法：反射法測量。2原理：如下圖所示： 一束平行光由頂角方向射入，在兩光學(xué)面上分成兩束反射光。測出兩束反射光線之間的夾角，則可得到頂角A為 3方法：實驗時，將待測棱鏡放在分光計載物小平臺上，使棱鏡的折射棱正對平行光管，并接近載物臺的中心位置，如圖4-26-2所示。調(diào)節(jié)載物臺面平面與分光計主軸垂直，旋緊7、25，鎖緊載物臺和游標(biāo)盤，緩慢轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡尋找經(jīng)過棱鏡兩反射面反射回來的狹縫像，使狹縫像與分劃板中心豎線重合。記錄下望遠(yuǎn)鏡所處位置分別為和時的

5、兩刻度盤讀數(shù)、 1'和2 、2 '，則望遠(yuǎn)鏡分別處于和位置時光軸的夾角為： 重復(fù)測量五次，按（4-26-1）式求出頂角A，計算其測量不確定度。4讀數(shù)時超過0點處理：轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡時，如果越過了刻度0點，則應(yīng)按下式計算望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)過的角度=360O 212、實驗步驟：（寫出實驗操作過程中的有效步驟）1將雙面鏡放在載物臺上；三個螺釘高度分別為“h”2望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)（接收平行光）3望遠(yuǎn)鏡光軸與分光計中心軸垂直（自準(zhǔn)法）4望遠(yuǎn)鏡和平行光管的光軸共線并與分光計中心軸垂直3、注意事項：（主要）。1不要用手摸三棱鏡棱角、雙面反射鏡鏡面2讀數(shù)時每半小格在游標(biāo)盤上分成30等份；超過0°時要

6、加360°3計算時借位為604鈉燈開啟后直至結(jié)束（中途不要關(guān)閉）再關(guān)閉。四、數(shù)據(jù)及處理：（以下數(shù)據(jù)僅供參考、有錯誤請勿抄襲）一、分光計測三棱鏡頂角表一：數(shù)據(jù)（注意單位）1234平均K=1K=-1K=1K=-1K=1K=-1K=1K=-159°57示數(shù)左331°14211°10328°03208°09319°41199°34198°44318°48右151°1231°10148°0528°07139°3819°3418°4313

7、8°43=59°57±5或59°57±3公式： 數(shù)據(jù)處理：（331°14-211°10）+（151°12-31°10）= 59°57（328°3-208°9）+（148°5-28°7）= 60°1（319°41-199°34）+（139°38-19°34）= 59°54（318°48-198°44）+（138°43-18°43）= 59°58平均值

8、：=59°57不確定度：= 4=1 =5 59°57±05 結(jié)果分析：1結(jié)果評價（見課本p9頁） 參考值：三棱鏡棱角:60º±05百分差：100%=100%=0.09% <Ep測量結(jié)果在隨機誤差的范圍內(nèi)比較相符.誤差分析：（以下為分析方向、具體由同學(xué)自己寫，勿抄老師） （一）定性分析： 分光計屬于精密儀器，其操作調(diào)節(jié)的要求在測量中產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差不是很大，主要有：（1）載物臺傾角對應(yīng)的頂角系統(tǒng)誤差（2）望遠(yuǎn)鏡垂直主軸時的叉絲像位置的系統(tǒng)誤差（3）望遠(yuǎn)鏡和主軸的垂直度的系統(tǒng)誤差（4）平行光管狹縫較寬引起的誤差（5）人眼視覺引起的誤差（二）定量分析：（1）三棱鏡對貢燈各條譜線的折射率與譜線波長的關(guān)系？ 數(shù)據(jù)： 紫（強）綠黃（1）黃（2）波長（nm）404.6