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    分光计实验报告

    时间：2020-09-11 09:41:44 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：分光计 实验 报告

    　分光计 实验报告

    　【实验目得】

    　１、了解分光计得结构与工作原理 2、掌握分光计得调整要求与调整方法,并用它来测量三棱镜得顶角与最小偏向角。

    　3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率 【实验仪器】

    　分光计,双面平面镜,汞灯光源、读数用放大镜等. 【 实验原理】

    　】

    　1、调整分光计: (１）调整望远镜: a 目镜调焦：清楚得瞧到分划板刻度线。

    　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,另一镜面得反射象仍落在原处。

    　(2）调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明得狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光. 2、三棱镜最小偏向角原理 介质得折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃得折射率，可以达到较高得精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体得折射率，可用表面平行得玻璃板做一个中间空得三棱镜,充入待测得液体,可用类似得方法进行测量。

    　当平行得单色光，入射到三棱镜得 AB 面，经折射后由另一面 AC 射出，如图７.1。２—8 所示。入射光线 Ｌ D与 Ａ B面法线得夹角i称为入射角,出射光E Ｒ 与AC 面法线得夹角 i’称为出射角,入射光与出射光得夹角 δ 称为偏向角。

    　可以证明，当光线对称通过三棱镜,即入射角 i 0 等于出射角 i 0 ’时，入射光与出射光之间得夹角最小，称为最小偏向角 δ ｍ in

    　。由图 7．1。2—８可知：

    　δ =(i —ｒ )+（i"—r’）

    　 (６-2) A=r+ ｒ ’

    　 (6—3）

    　可得:

    　δ =(i+i’)— Ａ

    　 （6—4）

    　三棱镜顶角 A 就是固定得, δ 随 i 与 i"而变化,此外出射角 i’也随入射角 i 而变化，所以偏向角δ 仅就是 i 得函数．在实验中可观察到，当 i 变化时, δ 有一极小值,称为最小偏向角。

    　令 ，由式（6-4)得

    　(6-5）

    　再利用式(6-3）与折射定律

    　 （6-６) 得到

    　（6-７）

    　由式（6-５)可得:

    　因为 r 与 r’都小于 90 °， 所以有 ｒ

    　＝r’ 代入式（5）可得 ｉ

    　=i"。

    　因此,偏向角 δ 取极小值极值得条件为:

    　ｒ

    　=r’

    　 或

    　i =i ’

    　 （６-8)

    　显然，这时单色光线对称通过三棱镜,最小偏向角为 δ min

    　,这时由式(6—4)可得:

    　δ min =2 ｉ

    　–A

    　 由式（6-3）可得：

    　 A=２ ｒ

    　 由折射定律式(6-6），可得三棱镜对该单色光得折射率 n 为

    　 （６-9) 由式(6-９)可知,只要测出三棱镜顶角 Ａ 与对该波长得入射光得最小偏向角 δ min ,就可以计算出三棱镜玻璃对该波长得入射光得折射率。顶角 A 与对该波长得最小偏向角 δ mi ｎ 用分光计测定. 折射率就是光波波长得函数,对棱镜来说,随着波长得增大,折射率 ｎ 则减少，如果就是复色光入射,由于三棱镜得作用,入射光中不同颜色得光射出时将沿不同得方向传播,这就就是棱镜得色散现象。

    　【实验内容】

    　１、调节分光计（调整方法见原理部分) 2、 调节三棱镜 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴，三棱镜光学侧面也就是一个光得反射平面。

    　(1）调整载物台得上下台面大致平行,将棱镜放到平台上，使镜三边与台下三螺钉得连线所成三边互相垂直。

    　(2）接通目镜照明光源,遮住从平行光管来得光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面ＡC 与 AB返回得十字像，只调节台下三螺钉，使其反射像都落在上十子线处。

    　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得读数与游标２得读数。再转动

    　游标盘,再使ＡB 面正对望远镜，记下游标 1 得读数与游标 2 得读数.同一游标两次读数误差或，即就是载物台转过得角度，而就是 A 角得补角, A=、

    　重复操作两次,记下数据。

    　ﻩ４、测量三棱镜得最小偏向角。（具体原理瞧实验原理）

    　(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得方向移动，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 与转至(2)，记下读数与，有

    　（５)根据以及所得数据求出棱镜材料得折射率 5、注意事项 ①转动载物台，都就是指转动游标盘带动载物台一起转动. ②狭缝宽度 1ｍm 左右为宜,宽了测量误差大,太窄光通量小。狭缝易损坏，尽量少调。调节时要边瞧边调，动作要轻，切忌两缝太近。

    　③光学仪器螺钉得调节动作要轻柔，锁紧螺钉也就是指锁住即可,不可用力，以免损坏器件。

    　【数据处理】

    　１．顶角得测量及处理：

    　角度／分组

    　1 2 ３ 平均值

    　标准差

    　 0°４5′ 2０°02′ ２4°29′

    　１20°47′ １40°04′ 144°30′

    　18０°43′ 200°00′ 204°２7′

    　300°48′ 3２0°05′ 324°3１′

    　 １２０°02′00″ 120°02′0０″ 120°01′０0″

    　120°01′4０″ 28″

    　１20°05′00″

    　1２0°０5′0０″

    　120°04′00″

    　120°04′40″

    　28″

    　 120°0３′30″

    　１20°０3′3０″

    　１20°０2′3０″

    　12０°03′１０″

    　28″

    　由于

    　A＝，

    　可得:

    　5９°５6′50″、

    　2.用最小偏向角法测棱镜材料折射率

    　测量次数为一次、

    　 110°５5′ 59°３7′ 297°43′ ２46°23′

    　由 ５９°56′５0″

    　 =５１°１9′00″ 得：

    　＝1、65２0

    　综上

    　 n=１、6520 【误差分析】

    　1、本试验得仪器为分光计精确度高,但就是读数存在认为因素,会造成微小误差,可由多次测量减小误差.

    　 2、实验仪器本身存在系统误差，这时可通过选取更精确得仪器来减小误差。

    　【实验总结】

    　通过本次实验，对分光计有了一定得了解，掌握了一定得调整技术，对数据得处理更加熟练,同时完成了物理量得测量与数据处理任务，并求出三棱镜得折射率 。

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