棱鏡色散實(shí)驗(yàn)報(bào)告6

實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目：棱鏡色散關(guān)系的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)一步練習(xí)使用分光計(jì)，并用最小偏向角法測(cè)量棱鏡的折射率；研究棱鏡的折射率與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)儀器分光計(jì)、雙面鏡、三棱鏡、汞燈。實(shí)驗(yàn)原理（原理圖、公式推導(dǎo)和文字說明）棱鏡色散原理棱鏡的色散是由于不同波長(zhǎng)的光在棱鏡介質(zhì)中傳播速度不同，從而折射率不同而引起的。在介質(zhì)無吸收的光譜區(qū)域內(nèi)，色散關(guān)系的函數(shù)形式早在1863年由科希(Cauchy)得出，該關(guān)系式為

式中A和B是與棱鏡材料有關(guān)的常數(shù)，也叫色散常數(shù)。利用最小偏向角法測(cè)量折射率的原理如圖1所示為一束單色平行光入射三棱鏡時(shí)的主截面圖。光線通過棱鏡時(shí)，將連續(xù)發(fā)生兩次折射。出射光線和入射光線之間的交角δ稱為偏向角。i為入射角，i′為出射角，α為棱鏡的頂角。當(dāng)i改A變時(shí)，i′隨之改變?？梢宰C明，當(dāng)入射角i等于出A射角i′時(shí),偏向角有最小值，稱為最小偏向角，以δmin望遠(yuǎn)鏡表示，此時(shí)入射角為望遠(yuǎn)鏡平行光管平行光管出射角為CBCB由折射定律可得三棱鏡的折射率為測(cè)棱鏡的最小偏向角確定出射光線方位用汞燈照亮平行光管狹縫，將載物臺(tái)與游標(biāo)盤固定在一起，望遠(yuǎn)鏡與刻度盤固定在一起。轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，使棱鏡處于如圖所示的位置，先用眼睛沿著棱鏡出射光的方向?qū)ふ依忡R折射后的狹縫像，找到后再將望遠(yuǎn)鏡移至眼睛所在的位置，此時(shí)可在望遠(yuǎn)鏡觀察到汞燈經(jīng)棱鏡AB和AC面折射后形成的光譜。將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)其中的某一條譜線(如綠色譜線λ＝546.1nm)，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，以改變?nèi)肷浣?，使綠色譜線往偏向角減小的方向移動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡跟蹤譜線，直到載物臺(tái)繼續(xù)沿著原方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，綠色譜線不再向前移動(dòng)反而向相反方向移動(dòng)(偏向角反而增大)為止。這條譜線移動(dòng)的反向轉(zhuǎn)折位置就是棱鏡對(duì)該譜線的最小偏向角的位置。然后將望遠(yuǎn)鏡的叉絲豎線大致對(duì)準(zhǔn)綠色譜線，固定望遠(yuǎn)鏡，微調(diào)游標(biāo)盤，找出綠色譜線反向轉(zhuǎn)折的確切位置。再固定游標(biāo)盤，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，使其叉絲豎線與綠色譜線中心對(duì)準(zhǔn)，記下兩游標(biāo)的讀數(shù)。(2)確定入射光線方位取下棱鏡，使游標(biāo)盤固定，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡直接對(duì)準(zhǔn)平行光管，使叉絲豎線對(duì)準(zhǔn)狹縫中心，記下此時(shí)兩游標(biāo)的讀數(shù)。為了消除分光計(jì)刻度盤的偏心誤差，測(cè)量每個(gè)角度時(shí)，在刻度盤的兩個(gè)游標(biāo)Ⅰ，Ⅱ上都要讀數(shù)，然后取平均值。每組波長(zhǎng)的折射率為棱鏡的色散關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（整理表格、計(jì)算過程、結(jié)論）棱鏡頂角α＝60°譜線波長(zhǎng)/nm游標(biāo)Ⅰ游標(biāo)Ⅱ游標(biāo)Ⅰ游標(biāo)Ⅱδmin折射率nδ1δ01δ2δ02δδ’δmin404.7116°0′61°39′295°58′241°26′54°30′54°32′54°31′1.6834435.8115°39′62°03′295°34′242°10′53°36′53°24′53°30′1.6730546.1105°45′54°50′285°42′234°15′50°55′51°27′51°06′1.6509577.095°41′44°36′275°37′224°31′51°5′51°06′51°06′1.6501579.191°35′40°31′271°32′220°28′51°4′51°4′51°4′1.6496根據(jù)上表作出n～1/λ2的關(guān)系曲線。由最小二乘法確定棱鏡介質(zhì)的色散常數(shù)A、B因此棱鏡的色散關(guān)系為：總結(jié)及可能性應(yīng)用通過本實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟