分光計試驗報告

1、分光計實驗報告【實驗?zāi)康摹?、了解分光計的結(jié)構(gòu)和工作原理2、掌握分光計的調(diào)整要求和調(diào)整方法，并用它來測量三棱鏡的頂角和最小偏向角。3、學(xué)會用最小偏向角法測棱鏡材料折射率【實驗儀器】分光計，雙面平面鏡，汞燈光源、讀數(shù)用放大鏡等。【實驗原理】1、調(diào)整分光計：(1)調(diào)整望遠鏡：a目鏡調(diào)焦：清楚的看到分劃板刻度線。b調(diào)整望遠鏡對平行光聚焦：分劃板調(diào)到物鏡焦平面上。c調(diào)整望遠鏡光軸垂直主軸：當鏡面與望遠鏡光軸垂直時，反射象落在上十字線中心，平面鏡旋轉(zhuǎn)180后，另一鏡面的反射象仍落在原處。(2)調(diào)整平行光管發(fā)出平行光并垂直儀器主軸：將被照明的狹縫調(diào)到平行光管物鏡焦面上，物鏡將出射平行光。2、三棱鏡最小偏向

2、角原理介質(zhì)的折射率可以用很多方法測定， 在分光計上用最小偏向角法測定玻璃的折射率，可以達到較高的精度。這種方法需要將待測材料磨成一個三棱鏡。如果測液體的折射率，可用表面平行的玻璃板做一個中間空的三棱鏡，充入待測的液體，可用類似的方法進行測量。當平行的單色光， 入射到三棱鏡的AB面， 經(jīng)折射后由另一面AC射出，如圖7.1.2-8所示。入射光線LD和AB面法線的夾角i稱為入射角，出射光ER和AC面法線的夾角i稱為出射角，入射光和出射光的夾角8稱為偏向角?？梢宰C明，當光線對稱通過三棱鏡，即入射角片等于出射角M時，入射光和出射光之間的夾角最小，稱為最小偏向角8min。由圖7.1.2-8可知：8=(i-

3、r)+(i-r)(6-2)A=r+r(6-3)可得:(6-4)圖三棱鏡鍛小偏向南原理圖三棱鏡頂角A是固定的，8隨i和i而變化，此外出射角i也隨入射角i而變化，所以偏向角tgr=tgr折射率是光波波長的函數(shù)，對棱鏡來說，隨著波長的增大，折射率n則減少，如果是復(fù)色光入射,由于三棱鏡的作用，入射光中不同顏色的光射出時將沿不同的方向傳播，這就是棱鏡的色散現(xiàn)象。【實驗內(nèi)容】8僅是i的函數(shù).在實驗中可觀察到，當令妙=0,由式（6-4）得dii變化時，8有一極小值，稱為最小偏向角.didi二1(6-5)再利用式（6-3）和折射定律sini=nsinr,sin=nsim(6-6)得到didididrdrnco

4、srXX=drdrdicosicosi(-1)ncosrcosrcosr.1-n2sin2r222cscr-ntgr22.2,.cscr-ntgr、1(1-n2)tg2r1(1-n2)tg2r(6-7)由式（6-5）可得:.1(1-n2)tg2r=,1-(11n2)tg2r因為r和r都小于90,所以有r=r代入式（5）可得i=io因此，偏向角8取極小值極值的條件為:r=r或i=i顯然，這時單色光線對稱通過三棱鏡，最小偏向角為Smin=2iA1二=（,minA）2（6-8）8min,這時由式（6-4）可得：由式（6-3）可得:A=2rAr二一由折射定律式（26-6）,可得三棱鏡對該單色光的折射率

5、n為sinin二sinr由式（6-9）可知，只要測出三棱鏡頂角算出三棱鏡玻璃對該波長的入射光的折射率。1sin-（minA）=J.Asin2A和對該波長的入射光的最小偏向角頂角A和對該波長的最小偏向角8(6-9)8min,就可以計min用分光計測定。1、調(diào)節(jié)分光計(調(diào)整方法見原理部分)2.調(diào)節(jié)三棱鏡使三棱鏡光學(xué)側(cè)面垂直望遠鏡光軸，三棱鏡光學(xué)側(cè)面也是一個光的反射平面。(1)調(diào)整載物臺的上下臺面大致平行，將棱鏡放到平臺上，使鏡三邊與臺下三螺釘?shù)倪B線所成三邊互相垂直。(2)接通目鏡照明光源， 遮住從平行光管來的光， 轉(zhuǎn)動載物臺，在望遠鏡中觀察從側(cè)面AC和AB返回的十字像，只調(diào)節(jié)臺下三螺釘，使其反射像

6、都落在上十子線處。3 .測量頂角A:轉(zhuǎn)動游標盤，使棱鏡AC正對望遠鏡記下游標1的讀數(shù)由和游標2的讀數(shù)斗。再轉(zhuǎn)動游標盤，再使AB面正對望遠鏡，記下游標1的讀數(shù)叫和游標2的讀數(shù)/。同一游標兩次讀數(shù)誤差4耳或2E,即是載物臺轉(zhuǎn)過的角度,而是A角的補角,重復(fù)操作兩次，記下數(shù)據(jù)。4 .測量三棱鏡的最小偏向角。(具體原理看實驗原理)(1)平行光管狹縫對準前方水銀燈。(2)把載物臺及望遠鏡轉(zhuǎn)至(1)處，找出水銀燈光譜。(3)轉(zhuǎn)動載物臺，使譜線往偏向角減小的方向移動，望遠鏡跟蹤譜線運動，直到譜線開始逆轉(zhuǎn)為止，固定載物臺。譜線對準分劃板。(4)記下讀數(shù)日1和日2轉(zhuǎn)至(2),記下讀數(shù)8；和日2，有求出棱鏡材料的折

7、射率5、注意事項轉(zhuǎn)動載物臺，都是指轉(zhuǎn)動游標盤帶動載物臺一起轉(zhuǎn)動。狹縫寬度1mm左右為宜，寬了測量誤差大，太窄光通量小。狹縫易損壞，盡量少調(diào)。調(diào)節(jié)時要hin=1久+甩一%n(5)根據(jù)_sini1一Asin2Aminsin2Asin2以及所得數(shù)據(jù)ffl7,K2-HIM最小偏向痢方法邊看邊調(diào)，動作要輕，切忌兩縫太近。光學(xué)儀器螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)動作要輕柔，鎖緊螺釘也是指鎖住即可，不可用力，以免損壞器件。【數(shù)據(jù)處理】1.頂角的測量及處理:角度/分組123平均值標準差日104520022429叩120471400414430日2180432000020427日23004832005324314-4,120020012002001200100120014028區(qū)-冤1200500120050012004001200440282%寸8-a120033012003301200230120031028由于A=n，可得：A=5956502.用最小偏向角法測棱鏡材料折射率測量次數(shù)為一次.4日；日2日211055593729743246023由A=595650，n=；R-+阿%=5101900自：綜上n=1.6520【誤差分析】1.本試驗的儀器為分光計精確度高，但是讀數(shù)存在認為因素，會造成微小誤差，可由多次測量減小誤差。2.實驗儀器本身存在系統(tǒng)誤差，這