分光仪的调整、反射法测三棱镜顶角及最小偏向法测三棱镜折射率.docx

基础物理实验研究性报告分光仪的调整、反射法测量三棱镜的顶角及最小偏向角法测量三棱镜折射率第一作者 ：学号 ：第二作者 ：学号 ：所在院系 ：孔祥鑫孙文波料科学与工程学院 摘要本文以“分光仪的调整、反射法测量三棱镜顶角及最小偏向法测量三棱镜折射率”为主要内容，依次介绍了实验原理、实验仪器、实验步骤，随后进行了数据处理及误差分析，并进行了误差的定量分析，同时还给出了调节分光仪调节的技巧与经验，也对实验提出了一些改进意见，最后写了自己的体会和收获。关键词：分光仪，三棱镜，顶角，折射率，误差分析一、实验原理1.1分光仪的调整1.1.1分光仪的结构1一狭缝套筒;2一狭缝套简锁紧螺钉;3一平行光管;4一制动架;5一载物台;6一载物台调平螺钉;7一载物台与游标盘联结螺钉;8一望远镜;9一望远镜锁紧螺钉;10一阿贝式自准直目镜; 11一目镜视度调节手轮;12一望远镜光轴俯仰调节螺钉;13一望远镜光轴水平凋节螺钉;14一支臂; 15一望远镜微调螺钉;16一望远镜与度盘联结螺钉;17一望远镜固紧螺钉（位于图后与螺钉16对称位置）;18一制动架(一);19一底座;20一转座;21一度盘;22一游标盘;23一立柱;24一游标盘微调螺钉;25一游标盘固紧螺钉;26一平行光管光轴水平调节螺钉;27一平行光管光轴俯仰调节螺钉;28一狭缝宽度调节螺钉(1)三角底座在一角底座中心，装有一垂直的固定轴，望远镜、主刻度圆盘、游标刻度圆盘都可绕它旋转，这一固定轴称分光仪主轴。(2)刻度固盘圆盘上刻有角度数值的称为主刻度盘，在其内侧有一游标盘，在游标盘上相对 180°处刻有两个游标。主刻度盘和游标刻度盘都垂直于仪器主轴，并可绕主轴转动。读数系统由主刻度盘和游标盘（角游标）组成，沿度盘一周刻有360个大格，每格1°，每大格又分成两小格，所以每小格为30′。主刻度盘内侧有一游标盘。主刻度盘可以和望远镜一起转动，游标盘可以和载物台一起转动，游标盘在它的对径方向有两个游标刻度，游标刻度的30 个小格对应主刻度盘刻度的29 个小格，所以这一读数系统的准确度为1′。它的读数原理与游标卡尺完全相同。(3)载物平台载物平台用来放置光学元件，如棱镜、光栅等，在其下方有载物台调平螺钉3 只，以调节平台倾斜度（见图1 中的6）。用螺钉7 可调节载物平台的高度，当固紧时平台与游标刻度盘固联。固紧螺钉25，可使游标盘与主轴固联；拧动螺丝24，可使载物台与游标盘一起微动。(4)自准直望远镜自准直望远镜的结构如图1-2所示。它由目镜、全反射棱镜、叉丝分划板及物镜组成。目镜装在6处，全反射棱镜和叉丝分划板装中间套筒内，物镜装在2处。叉丝分划板上刻有双十字叉丝和透光小十字刻线，并且与上叉丝与小十字刻线对称于中心叉丝，全反射棱镜紧贴其上。开启光源4时，光线经全反射棱镜照亮小十字刻线。当小十字刻线平面处在物镜的焦平面上时，从刻线发出的光线经物镜成平行光。如果有一平面镜将这个平行光反射回来，再经物镜，必成像于焦平面上，于是从目镜中可以同时看到叉丝和小十字刻线的反射像，并且无视差，如果望远镜光轴垂直于平面反射镜，反射像将与上叉丝重合。这种调节望远镜使之适于观察平行光的方法称为自准直法，这种望远镜称为自准直望远镜。(5)平行光管平行光管与底座固联，靠近仪器主轴的一端装有平行光管的物镜，另一端装有可调狭缝套筒，前后移动套管，使狭缝处在物镜的焦平面上，于是由狭缝产生的光通过物镜后成平行光。1.1.2分光仪的调节原理及方法分光仪常用于测量人射光与出射光之间的角度，为了能够准确测得此角度，必须满足两个条件：①入射光与出射光(如反射光、折射光等)均为平行光；②入射光与出射光都与刻度盘平面平行。为此须对分光仪进行调整：使平行光管发出平行光，其光轴垂直于仪器主轴(即平行于刻度盘平面);使望远镜接收平行光，其光轴垂直于仪器主轴；须调整载物平台，使其上旋转的分光元件的光学平面平行于仪器主轴。下面介绍调整方法。(1)粗调调节水平调节螺钉(见图1-1之13)，使望远镜居支架中央，并目测调节望远镜俯仰螺钉(见图1-1之12)，使光轴大致与主轴垂直，调节载物平台下方3只螺钉外伸部分等长，使平台平面大致与主轴垂直。这些粗调对于望远镜光轴的顺利调整至关重要。1一上叉丝;2一中心叉丝;3一透光十字刻线;4一绿色背景;5一十字刻线的反射像(绿色)(2)调整望远镜1)望远镜调焦于无穷远调节要求：根据自准直原理，当叉丝位于物镜焦平面时，叉丝与小十字刻线的反射像共面，即绿十字与叉丝无视差，此时望远镜只接受平行光，或称望远镜调焦于无穷远。调节方法：在载物平台上(见图1-4)放置平面反射镜，构成如图1-2所示自准直光路。开启内藏照明光泡，照明透光小十字形刻线。调节目镜A（转动目镜筒手轮A，筒壁螺纹结构使A筒在B筒内