折射法测定棱镜折射率折射法定棱镜折射率折射法测定棱镜折射率折射法测定棱镜折射率.ppt

实验名称： 折射法测定棱镜折射率 实验目的： 熟悉分光计的构造以及调节和使用。 学习确定最小偏向角的方法。 学习测定棱镜折射率的方法。 实验原理及背景知识介绍： 折射率是描述物质光学性质 的物理量，折射率的大小与物 质的状态有关，还与光的波长 有关。对于不同的物质状态， 折射率的测量方法也不尽相同， 而最小偏向角法是测定三棱镜 折射率的基本方法之一 。 实验原理及背景知识介绍： 实验原理及背景知识介绍： 实验内容： １．调节分光计 　（1）把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰； （2）把望远镜调节到适合观察平行光； （3）把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直； （4）把平行光管调节到能够出射平行光； （5）把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴； （6）把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。 实验步骤： 一．调节分光计。 一、 调节分光计 　　1．粗调 （1）目测粗调使望远镜光轴大致水平，并 粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。 （2）调节载物台水平度调节螺丝使载物台 台面大致水平。 一、 调节分光计 一、 调节分光计 一、 调节分光计 d、旋转载物台，使双面反射镜转过180°， 重复各调一半法，使绿十字叉丝像如图 6(c)所示。 e、重复上述步骤，使经双面反射镜两个面反 射的的绿十字叉丝像均如图 6(c)所示。 一、 调节分光计 3、调节平行光管 一、 调节分光计 3、调节平行光管 一、 调节分光计 3、调节平行光管 二、 寻找最小偏向角 二、寻找最小偏向角 二、寻找最小偏向角 3、观察偏向角的变化 慢慢转动载物台，同时注意谱线的移动情况，观察偏向角的变化。顺着偏向角减小的方向，缓慢转动载物台，使偏向角继续减小，直 至看到谱线移至某一位置后将反向移动 ，即 为最小偏向角的位置。 三、测定最小偏向角的方向 四、测定入射光方向 移动望远镜支架，将望远镜对准平行光管，微调望远镜，将狭缝像准确地位于分划板的中央竖直刻度线上，从两游标读出入射光线的角度 ?? ，重复测量8次。 五、计算最小偏向角 根据最小偏向角的方向 ，以及入射光的方向 ，即可计算最小偏向角： 六、计算待测棱镜的折射率n 实验完成 思考题： 三棱镜的折射率与哪些物理量有关？ 什么情况下会产生最小偏向角，对应的实验现象？ 根据实验现象判断，折射率和光波长的关系如何？ 在测量最小偏向角的过程中改变三棱镜的状态，对实验有没有影响，为什么？ 注意事项： 分光计是精密仪器，各部件的操作要小心。 在测量最小偏向角的方位角前，要把入射光与折射光调至等高状态。 在重复测量过程中，要不断改变棱镜的位置去寻找最小偏向角。 重复测量时，必须是对于同一种颜色的谱线。 * * 三棱镜是由折射平面组成的光学系统。具体说来，它是由两个或两个以上的不平行的折射平面围成的透明介质元件。它的主要作用是使通过它的光线的行进方向相对与原来的方向发生偏折。所以偏向角是它的主要特征量。 如图1 入射光线SD与出射光线 ES’之间的夹角δ，称 为光在三棱镜截面内的 偏向角。 图1 棱镜折射示意图 对于给定顶角 的三棱镜， 随 而变。在实验中可以观察到当 变化时，有一个最小值，称为最小偏向角 。这时入射光的方向和出射光的方向是关于三棱镜对称的。 当偏向角达到最小值时，则三棱镜的折 射率为： 实验内容： 2、测定棱镜的折射率 则，棱镜的折射率为： 根据棱镜折射的光路图，放置好三棱镜， 旋转载物台去寻找最小偏向角的位置并 记录 ，移动望远镜对准入射光的 位置并记录 ，即可以计算棱镜的 最小偏向角： 四．记录入射光的方位角 二．寻找最小偏向角。 三．记录最小偏向角的方位角。 五．计算最小偏向角。 六．计算待测棱镜的折射率。 一、 调节分光计 2、调节望远镜 （1）目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝。调焦办法：接通仪器电源，把目镜调焦手轮旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察，直到分划板刻线成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止（如图3）。 遮光窗 图3 目镜分划板 2、调节望远镜 （2）应用自准法对望远镜调焦，使其适合观察平行光 a、 接上电源，将分划板照亮。 b、将双面反射镜放在载物台上 （如图4