分光计实验报告.doc

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：
（１）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。
（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。
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，．2—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７。1．２-８可知:
δ=（i—ｒ)+（i'－ｒ’） 　 　 　　 　 　 (6-2)
A＝ｒ+r' 　 　 　　　 　 　　 　 　　　 （6—3）
可得: 　 　 　δ=（i+i’)-A 　 　 　　　 　 　 　 　 　 　　 (６—４）
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，所以偏向角δ仅是i的函数。在实验中可观察到，当i变化时，δ有一极小值,称为最小偏向角．
令　，由式（6-４)得
　 　　　　（6-5）
再利用式（6-3）和折射定律
　　　 　 　 　　 　 　 　 　 　(6—6）
得到
　 　　 　 　
　 　 　　 　 　 　 　 　（6—7)　
由式（6-５）可得:
　　 　 　　　 　 　
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 –A 　 　　
　 　 　 　 　 　
由式（６－３）可得： 　 　 　 　 A＝２ｒ
由折射定律式（6-6），可得三棱镜对该单色光的折射率ｎ为