分光计实验报告.docx

分光计实验报告【实验目的】1、了解分光计的结构和工作原理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。3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率【实验仪器】分光计,双面平面镜,汞灯光源、读数用放大镜等。【实验原理】1、调整分光计:调整望远镜:a目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。b调整望远镜对平行光聚焦:分划板调到物镜焦平面上。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。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。2、三棱镜最小偏向角原理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。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,-8所示。入射光线 LD和AB面法线的夹角 i称为入射角,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。可以证明,当光线对称通过三棱镜,即入射角i0等于出射角角最小,称为最小偏向角δmin。-8可知:δ=(i-r)+(i’-r’)A=r+r’i0’时,入射光和出射光之间的夹(6-2)(6-3)可得: δ=(i+i’)-A (6-4)三棱镜顶角A是固定的,,当i’而变化,此外出射角 i’也随入射角 i而变化,所以偏向角变化时,δ有一极小值,,由式(6-4)得令didi'1(6-5)di再利用式(6-3)和折射定律sininsinr,sini'nsinr'(6-6)得到di'di'dr'drncosr'(cosididr'drdicosi'1)ncosrcosr'rcosr12sin22r'22nr'tgr'1(1n22)tgr(6-7)1(1n22r')tg由式(6-5)可得:1(1n2)tg2r1(1n2)tg2r'tgrtgr'因为r和r’都小于90°,所以有r=r’代入式(5)可得i=i'。因此,偏向角δ取极小值极值的条件为:r=r’或i=i'(6-8)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:δmin=2i–Ai1(A)2min由式(6-3)可得:A=2rrA2由折射定律式(6-6),可得三棱镜对该单色光的折射率n为1A)sinsin(minni2(6-9)sinrAsin2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。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。【实验内容】1、调节分光计(调整方法见原理部分)调节三棱镜使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴,三棱镜光学侧面也是一个光的反射平面。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