介紹三種測(cè)三棱鏡頂角的方法

2介紹三種測(cè)三棱鏡頂角的方法要想用這三種方法準(zhǔn)確的測(cè)出三棱鏡的頂角，實(shí)驗(yàn)中必須讓分光計(jì)達(dá)到以下三點(diǎn)要求：⑴望遠(yuǎn)鏡達(dá)到自準(zhǔn)。⑵望遠(yuǎn)鏡、平行光管的光軸與分光計(jì)的中心軸達(dá)到垂直。i⑶三棱鏡的反射面與分光計(jì)的中心軸平行。自準(zhǔn)法采用自準(zhǔn)法測(cè)量的前提條件是：用雙面反射鏡將望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)達(dá)到自準(zhǔn)；調(diào)節(jié)待測(cè)三棱鏡使其達(dá)到自準(zhǔn)，在調(diào)節(jié)三棱鏡時(shí)不能再調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡，因?yàn)橥h(yuǎn)鏡已經(jīng)達(dá)到自準(zhǔn)此時(shí)再調(diào)節(jié)它就會(huì)破壞它的自準(zhǔn)條件。此時(shí)可以開始測(cè)量棱鏡的頂角。⑹⑹圖2光路圖測(cè)三棱鏡頂角A的步驟：圖2是自準(zhǔn)法測(cè)量時(shí)的光路。①給刻度盤上的兩個(gè)游標(biāo)標(biāo)上記號(hào)1和2,合上小燈開關(guān)，使望遠(yuǎn)鏡目鏡中的叉絲被燈光照亮。②將三棱鏡如圖1(a)所示放在載物臺(tái)上，鎖緊望遠(yuǎn)鏡支架與刻度盤聯(lián)接螺絲及載物臺(tái)鎖緊螺絲，慢慢旋轉(zhuǎn)內(nèi)游標(biāo)帶著載物臺(tái)一起，使三棱鏡的AB面與由望遠(yuǎn)鏡i江興方?大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M].科學(xué)出版社，一183.射出的光線垂直，2此時(shí)從目鏡里觀察到的綠色“十”字像位于調(diào)整叉絲中心C位置［如圖1(b)所示］。然后在刻度盤上分別讀出游標(biāo)1的度數(shù)p和游標(biāo)2的1度數(shù)p，并記錄在表1中。③繼續(xù)旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，直至AC面與由望遠(yuǎn)鏡射出的光2線垂直，這時(shí)從目鏡里觀察到的綠色“十”字像同樣位于調(diào)整叉絲的中心位置C處。分別記下游標(biāo)1和2的讀數(shù)p'和p'，并記錄在表1中。為了消除偏心差棱12鏡的AB面和AC面的法線的夾角p=1「(p-p')+(p-p')］21122如果p<p',p<p'，則取它們差的絕對(duì)值。如果游標(biāo)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中經(jīng)過零點(diǎn)，1122則該游標(biāo)的度數(shù)應(yīng)加上360。。例如游標(biāo)2在三棱鏡由AB面轉(zhuǎn)到AC使AC面對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的過程中經(jīng)過了零點(diǎn)，則p2'的度數(shù)加上360。。由幾何關(guān)系的望遠(yuǎn)鏡的頂角：ZA=Za=180°—p=180°—1「(p-p')+(p-p')］2°i1 2 2」 ⑴這樣測(cè)量5組數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)填到表1里，再計(jì)算出每組三棱鏡頂角A的值，最后計(jì)算A的加權(quán)平均值。反射法用反射法測(cè)量的前提條件是：調(diào)節(jié)平行光管的狹縫寬度使它發(fā)射出來的光是平行的，并且經(jīng)三棱鏡反射面反射后在望遠(yuǎn)鏡目鏡里的狹縫的像是清晰的。反射法實(shí)驗(yàn)步驟：①接通汞燈光源，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡使其與平行光管構(gòu)成一個(gè)

e角，e角小于90。。此時(shí)將望遠(yuǎn)鏡固定不動(dòng)，且保持兩者的位置不變。②移

動(dòng)載物臺(tái)，帶著刻度盤一起轉(zhuǎn)，使狹縫射出的光經(jīng)過AB面反射后反射光線能夠

進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡，此時(shí)從目鏡里觀察到的經(jīng)過AB面反射過來的狹縫的像應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡

的十字線的豎直線無視差。從度盤上讀出兩個(gè)游標(biāo)1的度數(shù)p［和游標(biāo)2的度數(shù)

p，并記錄在表2中。這兩個(gè)度數(shù)表示AB光學(xué)面法線n的位置。③繼續(xù)旋轉(zhuǎn)載21物臺(tái)，使由狹縫射出的光經(jīng)過AC面反射后反射光線能夠進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡，并且從目鏡里觀察到狹縫的像應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡的十字線的豎直線無視差。從度盤上讀出兩游標(biāo)1和2對(duì)應(yīng)的度數(shù)p'和p'，并記錄在表2中。此度數(shù)表示AC面法線n的位置。1222江興方?大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)［M］.科學(xué)出版社，一183.

光路圖如圖3所示:平行光管3光路圖如圖3所示:平行光管3光路則AB面與AC面的法線夾角為p:= -申211221取它們差的絕對(duì)值。ZAZA=180°—p由幾何關(guān)系可知)+(p2用同樣的方法再測(cè)4次，共得到5組數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)填到表2里，再計(jì)算出每組三棱鏡頂角A的值，最后計(jì)算A的平均值。棱脊分束法用棱脊分束法的前提條件與反射法相同。A⑹(a)4光路A⑹(a)4光路實(shí)驗(yàn)的步驟：①打開汞燈開關(guān)照亮狹縫，把待測(cè)三棱鏡的頂角對(duì)準(zhǔn)平行光管的光軸放在載物臺(tái)上，如圖4(a)，則三棱鏡兩個(gè)反射面接收到的光的強(qiáng)度大致相同。②分別給刻度盤的兩個(gè)游標(biāo)做上記號(hào)1和2,再鎖緊望遠(yuǎn)鏡支架與刻度盤的連接螺絲，讓內(nèi)游標(biāo)和載物臺(tái)都固定不動(dòng)，慢慢移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡到棱鏡的AB面，直到從目鏡里看到狹縫像的中心位于分劃板的十字刻度線中心且和十字刻度線的豎線無視差。記下游標(biāo)1和2的讀數(shù)申和申。③將望遠(yuǎn)鏡再轉(zhuǎn)到三棱鏡的另12一個(gè)AC光學(xué)面，與步驟②一樣從望遠(yuǎn)鏡的目鏡里看到狹縫像跟目鏡中的十字刻度線的豎線無視差。記下游標(biāo)1和2的讀數(shù)申'和申'。12于是*二1[(p-p‘)+G-p5，當(dāng)甲＜申w＜申'，取它們差的絕對(duì)值。由反射211221122定律可知，在圖4(b)中Z1=Z2=Z3=Z4，所以Z1+Z2=Z3+Z4。因?yàn)閆1+Z3=ZA，所以Z2+Z4=ZA。于是三棱