用分光計測棱鏡玻璃的折射率

1、頁眉課題 用分光計測棱鏡玻璃的折射率教學(xué)目的1、使學(xué)生了解分光計的結(jié)構(gòu)和原理，學(xué)會調(diào)節(jié)和使用分光計的方法。2、使學(xué)生掌握測量棱鏡頂角和最小偏向角的方法。3、用最小偏向角法計算棱鏡玻璃的折射率。重難點1、分光計的調(diào)節(jié)2、最小偏向角的測量教學(xué)方法講授、討論、實驗演示相結(jié)合學(xué)時4 個學(xué)時一、前言分光計是一種精確測量光線偏轉(zhuǎn)角度的光學(xué)儀器， 常用來測量廣波的波長、 棱鏡的色散率等。分光計比較精密，調(diào)整部件較多，是一種具有代表性的基本光學(xué)儀器，熟練掌握分光計的調(diào)整和使用，對一般光學(xué)儀器具有普遍的參考和指導(dǎo)作用。折射率是介質(zhì)材料光學(xué)性質(zhì)的重要參量， 測量的方法也很多， 本實驗通過測量三棱鏡的頂角和最小偏向

2、角來求出棱鏡玻璃的折射率。二、實驗儀器JJY 型分光計， 6.3V/220V 變壓器，手持照明放大鏡，雙面鏡、三棱鏡、低壓汞燈及電源。三、實驗原理三棱鏡是分光儀器中的色散元件，其主截面是等腰三角形，如圖 1 所示，光線以入射角i1 投射到棱鏡 AB 面上，經(jīng)棱鏡兩次折射后，以i2 角從 AC 面射出，出射光線與入射光線的夾角稱為偏向角。的大小隨入射角圖 1光線在三棱鏡中的折射i1 而改變?？梢宰C明，當(dāng)i1i2 時，偏向角為極小值min稱為棱鏡的最小偏向角。它與棱鏡的頂角A 和折射率 n 之間有如下關(guān)系：sin Aminn2Asin2四、實驗內(nèi)容及步驟1 / 4頁眉1、調(diào)節(jié)分光計（）調(diào)節(jié)的要求分

3、光計的調(diào)節(jié)要達到“ 三垂直 ”的幾何要求和“ 三聚焦 ”的物理要求?！叭怪薄笔侵篙d物臺平面、望遠鏡的主光軸、平行光管的主光軸必須與分光計主軸垂直。 “三聚焦”是指叉絲對目鏡聚焦，即在目鏡中能看到清晰的叉絲的像；望遠鏡對無窮遠聚焦即平面鏡返回清晰的綠十字的像； 狹縫對平行光管物鏡聚焦， 即在望遠鏡中看到清晰的狹縫像。（）調(diào)節(jié)的步驟參照圖，簡要的介紹分光計的基本構(gòu)造以及各部件的功能和調(diào)節(jié)方法。目測粗調(diào)“三垂直” 。調(diào)叉絲對目鏡聚焦。打開電源，讓照明小燈照亮望遠鏡視場。旋轉(zhuǎn)目鏡同時眼睛從目鏡中觀察，直至看到叉絲變清晰，此時叉絲正好位于目鏡的焦平面上。圖 2分光計調(diào)望遠鏡對無窮遠聚焦。 調(diào)望遠鏡的主

4、光軸與分光計主軸垂直。調(diào)載物臺平面與分光計主軸垂直。狹縫對平行光管的物鏡聚焦。1物鏡2 分劃板3目鏡4小棱鏡5小電珠圖 3自準自目鏡調(diào)平行光管主光軸與分光計主軸垂直。、調(diào)節(jié)三棱鏡的兩個光學(xué)面平行于分光計主軸將三棱鏡放置于載物臺上， 使其每一個角對準一個調(diào)平螺釘， 并使其非光學(xué)面對準平行光管。采用“二分法”反復(fù)調(diào)節(jié)，直至 AB 、 AC 兩面返回的綠十字像與調(diào)節(jié)用的叉絲重合，此時棱鏡的兩光學(xué)面就平行于分光計主軸。3、用自準法測三棱鏡的頂角。4、測量三棱鏡的最小偏向角min 。五、數(shù)據(jù)表格及數(shù)據(jù)處理入射光波長：546.1nm分光計分度值： 1'2 / 4頁眉實驗結(jié)果計算（1）三棱鏡的頂角A

5、600（）最小偏向角min38049'（）棱鏡玻璃的折射率nsin 1 ( minA) / sin Asin 1 (380 49'600 ) / sin 300222n1.5187（）不確定度的計算求UA三棱鏡的頂角直接取 A600 ，因此只要取 A 的 B 類不確定度分量，所以U A11'0.00017radU Byi33求 Umin5min )2 / (5 4)0.45'U AS min(min( i )0.00013radi 1U B1'0.00017rad3U minU A2U B20.000214rad求 U nU n1 csc A (sinmincsc A) 2U A2cos2minA U2min 0.0002122222結(jié)果表達式3 / 4頁眉nnU n1.51870.0003六、注意事項1、在實驗中，拿放光學(xué)器件時，要輕拿輕放，注意不要用手接觸光學(xué)面。2、在轉(zhuǎn)動望遠鏡時，不要直接轉(zhuǎn)鏡筒，而是轉(zhuǎn)動望遠鏡下面的支架。3、在測量偏轉(zhuǎn)角度時，一定要固定度盤和望遠鏡，讓它們儀器轉(zhuǎn)動。七、教學(xué)后記1、本實驗操作步驟很多，操作難度較大，一定要注意邊講解邊演示。2、由于實