分光计实验报告().doc

蒄分光计实验报告螀【实验目的】芇1、了解分光计的结构和工作原理蒇2、掌握分光计的调整要求和调整方法,并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。薄3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率膁【实验仪器】罿分光计,双面平面镜,汞灯光源、读数用放大镜等。芆【实验原理】蚄1、调整分光计:薂(1)调整望远镜:蒇a目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。肅b调整望远镜对平行光聚焦:分划板调到物镜焦平面上。螄c调整望远镜光轴垂直主轴:当镜面与望远镜光轴垂直时,反射象落在上十字线中心,平面镜旋转180°后,另一镜面的反射象仍落在原处。蝿(2)调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴:将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上,物镜将出射平行光。膈2、三棱镜最小偏向角原理螄介质的折射率可以用很多方法测定,在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率,可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体的折射率,可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜,充入待测的液体,可用类似的方法进行测量。袄当平行的单色光,入射到三棱镜的AB面,经折射后由另一面AC射出,如图,出射光ER和AC面法线的夹角i’称为出射角,入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。腿可以证明,当光线对称通过三棱镜,即入射角i0等于出射角i0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δmin。由图薆δ=(i-r)+(i’-r’)(6-2)袆A=r+r’(6-3)羄可得:δ=(i+i’)-A(6-4)薀三棱镜顶角A是固定的,δ随i和i’而变化,此外出射角i’也随入射角i而变化,,当i变化时,δ有一极小值,,由式(6-4)得薅(6-5)肄再利用式(6-3)和折射定律羁(6-6)螆得到莄(6-7)肄由式(6-5)可得:莂因为r和r’都小于90°,所以有r=r’代入式(5)可得i=i'。蒈因此,偏向角δ取极小值极值的条件为:莇 r=r’或i=i'(6-8)膃显然,这时单色光线对称通过三棱镜,最小偏向角为δmin,这时由式(6-4)可得:葿δmin=2i–A膀由式(6-3)可得:A=2r膆由折射定律式(6-6),可得三棱镜对该单色光的折射率n为芃(6-9)袀由式(6-9)可知,只要测出三棱镜顶角A和对该波长的入射光的最小偏向角δmin,就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。顶角A和对该波长的最小偏向角δmin用分光计测定。蚈折射率是光波波长的函数,对棱镜来说,随着波长的增大,折射率n则减少,如果是复色光入射,由于三棱镜的作用,入射光中不同颜色的光射出时将沿不同的方向传播,这就是棱镜的色散现象。羅【实验内容】莃1、调节分光计(调整方法见原理部分),三棱镜光学侧面也是一个光的反射平面。蚄(1)调整载物台的上下台面大致平行,将棱镜放到平台上,使镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。蒃(2)接通目镜照明光源,遮住从平行光管来的光,转动载物台,在望远镜中观察从侧面AC和AB返回的十字像,只调节台下三螺钉,使其反射像都落在上十子线处。:转动游标盘,使棱镜AC正对望远镜记下游标1的读数和游标2的读数。再转动游标盘,再使AB面正对望远镜,记下游标1的读数和游标2的读数。同一游标两次读数误差或,即是载物台转