分光计调节和使用实验报告
报告汇编 Compilation of reports 20XX
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长安大学 ---- 分光计实验报告
7 7 系 系 5 05 级
孙明伟
PB05007213
06.4.9.
实验目的:着重训练分光计的调整技术和技巧,并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角,计算出三棱镜材料的折射率。
实验原理:1)分光计的调节原理。
(此项在实验的步骤中,针对每一步详细说明。)
2)测折射率原理:
实验要求:调整要求:①平行光管发出平行光。当 i 1 =i2" 时,δ为最小,此时21Ai
2 21 1 1minAi i i
) (21min 1A i
设棱镜材料折射率为 n,则 2sin sin sin1 1An i n i
故
2sin2sin2sinsinmin1AAAin
由此可知,要求得棱镜材料折射率 n,必须测出其顶角A和最小偏向角min 。
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②望远镜对平行光聚焦。
③望远镜,平行光管的光轴垂直一起公共轴。
④调节动作要轻柔,锁紧螺钉锁住即可。
⑤狭缝宽度 1mm 左右为宜。
实验器材:分光计,三棱镜,水银灯光源,双面平行面镜。
实验步骤:⒈调整分光计:
(1)
调整望远镜:
a目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。
b调整望远镜对平行光聚焦:分划板调到物镜焦平面上。
c调整望远镜光轴垂直主轴:当镜面与望远镜光轴垂直时,反射象落在上十字线中心,平面镜旋转 180°后,另一镜面的反射象仍落在原处。
(2)
调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴:将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上,物镜将出射平行光。
2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。
(1)调整载物台的上下台面大致平行,将棱镜放到平台上,是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。
(2)接通目镜照明光源,遮住从平行光管来的光,转动载物台,在望远镜中观察从侧面 AC 和 AB 返回的十字象,只调节台下三螺钉,使其反射象都落在上十子线处。
3. 测量顶角 A:转动游标盘,使棱镜 AC 正对望远镜记下游标1的读数1 和游标2的读数2 。再转动游标盘,再使 AB 面正
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 对望远镜,记下游标1的读数1 和游标2的读数2 。同一游标两次读数误差1 1 或2 2 ,即是载物台转过的角度 ,而 是A角的补角, A= .
重复操作两次,记下数据。
4.测量三棱镜的最小偏向角。
(1)平行光管狭缝对准前方水银灯。
(2)把载物台及望远镜转至(1)处,找出水银灯光谱。
(3)转动载物台,使谱线往偏向角减小的方向移动,望远镜跟踪谱线运动,直到谱线开始逆转为止,固定载物台。谱线对准分划板。
(4)记下读数1 和2 转至(2),记下读数1 和2 ,有
2 2 1 1 min21
原始数据如下:
1.顶角的测量及处理:
角度/ / 分组
1 2 3 平均值
标准差
1
0°42′ 18°02′ 19°29′
1
120°44′ 138°04′ 139°30′
2
180°40′ 198°00′ 199°27′
2
300°45′ 318°05′ 319°31′
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 1 1
120°02′00″ 120°02′00″ 120°01′00″
120°01′40″ 28″ 2 2
120°05′00″
120°05′00″
120°04′00″
120°04′40″
28″
2 2 1 121 120°03′30″
120°03′30″
120°02′30″
120°03′10″
28″
综上观之,显然取 = 2 2 1 121 时,其在平均值两侧波动较小,取得的 更符合“真值”.且其标准差
1312nx xii
经带入,解得:
28″.
A 类不确定度
nu A 16″.
取置信概率为 0.95 时,查表得:
t=4.30.
因为用刻度盘及游标盘测量角度时,最大允差属于均匀分布, 所以
B 类不确定度
Bu 1′/ 3 35″.
且
96 . 1 pk
由于
A= ,
可得:
A 59°56′50″.
所以
2 2B p A Au k tu 1′37″
2.最小偏向角的测量及处理:
测量次数为一次. 1
1
2
2
107°55′ 56°37′ 287°53′ 236°33′
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2 2 1 1 min21 =51°19′00″
B 类不确定度
Bu 1′/ 3 35″.
即
=35″
所以,根据合成公式
1sini =0.0003
2sin A =0.0002
则
n =0.0013
A 59°56′50″
2 2 1 1 min21 =51°19′00″
2sin2sin2sinsinmin1AAAin =1.6520
综上
n=1.6520 0.0013
p=0.95
实验结论:通过两次实验,对分光计有了一定的了解,掌握了一定的调整技术,对数据的处理更加熟练,同时完成了物理量的测量与数据处理任务,并求出三棱镜的折射率
n=1.6520 0.0013 ,p=0.95 。
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