分光計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

分光計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告()分光計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理2、掌握分光計(jì)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(huì)用最小偏向角法測棱鏡材料折射率【實(shí)驗(yàn)儀器】分光計(jì)，雙面平面鏡，汞燈光源、讀數(shù)用放大鏡等?！緦?shí)驗(yàn)原理】1、調(diào)整分光計(jì):(1)調(diào)整望遠(yuǎn)鏡：2目鏡調(diào)焦：清楚的看到分劃板刻度線。b調(diào)整望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦：分劃板調(diào)到物鏡焦平面上。C調(diào)整望遠(yuǎn)鏡光軸垂直主軸：當(dāng)鏡面與望遠(yuǎn)鏡光軸垂直時(shí)，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、三棱鏡最小偏向角原理

g7.1.2-3三侵鎮(zhèn)ftg7.1.2-3三侵鎮(zhèn)ft小偏向痢原理圖當(dāng)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-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6稱為偏向角。可以證明，當(dāng)光線對(duì)稱通過三棱鏡，即入射角i0等于出射角妒時(shí)，入射光和出射光之間的夾角最小，稱為最小偏向角6湖。由圖-8可知：mm6=(i-r)+(i'?r')(6-2)A=r+r9(6-3)可得： S=(i+i，)-A(6-4)三棱鏡頂角A是固定的，S隨i和廣而變化，此外出射角廣也隨入射角i而變化，所以偏向角S僅是i的函數(shù).在實(shí)驗(yàn)中可觀察到，當(dāng)i變化時(shí)，S有一極小值，稱為最小偏向角.令*。，由式(6-4)得=0didi1 =—1di(6-5)再利用式(6-3)和折射定律sini=nsinr, sini'=nsinr'(6-6)得到di'di'dr'drncosr‘，八cosi——=——X——X—= X(-1)X didr'drdi cosi' ncosrJ 「cosr\1一n2sin2rv;csc2r一n2tg2r=— =—:cosrv'1—n2sin2r' \icsc2r'—n2tg2r'jt'1+(1—n2)tg2r——-v'1+(1—n2)tg2rr(6-7)由式(6-5)可得：e—=和tgr=tgr因?yàn)閞和/都小于90°，所以有尸=r，代入式(5)可得i=i'。

因此，偏向角6取極小值極值的條件為：r=r’ 或i=T（6-8）顯然，這時(shí)單色光線對(duì)稱通過三棱鏡，最小偏向角為6點(diǎn)，這時(shí)由式（6-4）可得：6如切-Ai=!（8.+A）2min由式（6-3）可得： A=2rAr=—2由折射定律式（6-6）,可得三棱鏡對(duì)該單色光的折射率n為sinin= sinrsinsinin= sinr2minTa―sin—2（6-9）由式（6-9）可知，只要測出三棱鏡頂角A和對(duì)該波長的入射光的最小偏向角6,就可以計(jì)算出min三棱鏡玻璃對(duì)該波長的入射光的折射率。頂角A和對(duì)該波長的最小偏向角6湖1用分光計(jì)測定。mm折射率是光波波長的函數(shù)，對(duì)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(shí)將沿不同的方向傳播，這就是棱鏡的色散現(xiàn)象。

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】調(diào)節(jié)分光計(jì)（調(diào)整方法見原理部分）調(diào)節(jié)三棱鏡使三棱鏡光學(xué)側(cè)面垂直望遠(yuǎn)鏡光軸，三棱鏡光學(xué)側(cè)面也是一個(gè)光的反射平面。單遠(yuǎn)錯(cuò)兀一①（1）調(diào)整載物臺(tái)的上下臺(tái)面大致平行，將棱鏡放單遠(yuǎn)錯(cuò)兀一①I=J

w測量三棱鏡的最小偏向角。（具體原理看實(shí)驗(yàn)原理）I=J

w（1） 平行光管狹縫對(duì)準(zhǔn)前方水銀燈。（2） 把載物臺(tái)及望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)至（1）處，找出水銀燈光譜。（3） 轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，使譜線往偏向角減小的方向移動(dòng),望遠(yuǎn)鏡跟蹤譜線運(yùn)動(dòng)，直到譜線開始逆轉(zhuǎn)為止，固定載物臺(tái)。譜線對(duì)準(zhǔn)分劃板。（4） 記下讀數(shù)9和9轉(zhuǎn)至⑵，記下讀數(shù)。，和…有sin￡以sinin= sin￡以sinin= 15=1min2一0'+|0一0'1 1 12 2（5）根據(jù)sin萬及所得數(shù)據(jù)求出棱鏡材料的折射率5、注意事項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，都是指轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤帶動(dòng)載物臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。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(shí)要邊看邊調(diào)，動(dòng)作要輕，切忌兩縫太近。光學(xué)儀器螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)差910°45'20°02f24°29'9，1120°47f140°04'144°30'92180°43‘200°0b204°27f9，2300°48‘320°05，324°31fIl-I'120°02f00"120°02f00"120°01也0"120°01f40"28"|9-9，12 2120°05'00"120°05'00"120°04'00"120°04'40"28"4-9，l+b-9，|]2 1 1 2 2120°0330"120°0330"120°0230"120°03f10"28"由于A=兀-中,可得：A=59°56z502.用最小偏向角法測棱鏡材料折射率測量次數(shù)為一次.919，929，2110°55'59°37'297°43'246°23'由A=59°56'50"5.=2R—qi+p2-9；|]=51°19'00"得：sin8min+■n=四= —=1.6520.A.Asin— sin—2 2綜上 n=1.6520【誤差分析】1.本試驗(yàn)的儀器為分光計(jì)精確度高，但是讀數(shù)存在認(rèn)為因素，會(huì)造成微小誤差，可由多次測量減小誤差。2.實(shí)驗(yàn)儀器本身存在系統(tǒng)誤差，這時(shí)可通過選取

更精確的儀器來減小誤差?！緦?shí)驗(yàn)總結(jié)】通過本次實(shí)驗(yàn)，對(duì)分光計(jì)有了一定的了解，掌握了一定的調(diào)整技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)的處理更加熟練，同時(shí)完成了物理量的測量與數(shù)據(jù)處理任務(wù)，并求出三棱鏡的折射率。到平臺(tái)上，使鏡三邊與臺(tái)下三螺釘?shù)倪B線所成三圖7.L2-1Q測梭鼬瓶角A 、》_?一..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(dòng)載物臺(tái)，在望遠(yuǎn)鏡中觀察從側(cè)面AC和AB返回的十字像，只調(diào)節(jié)臺(tái)下三螺釘，使其反射像都落在上十子線處。測量頂角A：轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，