2学习使用分光计测量玻璃三棱镜顶角.PPT

实验四十 分光计的调节与棱镜折射率的测定 【实验目的】 1.了解分光计的结构，学习分光计的调整方法。 2.学习使用分光计测量玻璃三棱镜顶角。 3.观察色散现象，测量三棱镜对黄光的最小偏向角并计算出玻璃的折射率。 【实验仪器】 分光计、玻璃三棱镜、钠光灯或汞灯光源等。 分光计的结构及使用方法见光学实验基本知识中有关内容。 【实验原理】 实验中待测折射率的元件是如图40-1所示的正三角形三棱镜。 设一束单色平行光 入射到三棱镜 的表面上，经过两次折射由 面沿 方向射出，如图40-2所示，出射线 相对于入射线 偏折了角度， 称作偏向角。 从图40-1和图40-2中可以看出，偏向角： 因顶角： ，所以 （40-1） 按着求极值的方法可以证明，三棱镜的折射率与最小偏向角有如下关系： （40-2） 由此可见，实验中只要测量出顶角 和最小偏向角 ，便可求出三棱镜的折射率 。 【实验内容】 1.调整分光计 （1）目镜的调整 （2）望远镜的调焦 （3）调整望远镜的光轴垂直于旋转光轴 （4）将分划十字线调成水平和垂直 （5）平行光管的调焦 （6）调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴 （7）将平行光管狭缝调成垂直 2.测量三棱镜的顶角 将三棱镜放在载物台上，顶角在载物台中心附近，使顶角对准平行光管。平行光束射到棱镜顶角后，从 面反射的光线为Ⅰ，从 面反射的光线为Ⅱ。，用望远镜在Ⅰ处观测，使单缝像与十字叉丝的纵丝重合，在左右窗口的读数分别为 和 ；用望远镜在Ⅱ处观测，使单缝像与十字叉丝的纵线重合，在左右窗口的读数分别为 和 ；因反射线Ⅰ和反射线Ⅱ的夹角为顶角的二倍，则有： 稍微改变载物台的方向，重复测量3次，求出顶角 的平均值 。 3.测最小偏向角 按图40-2将待测三棱镜放置在分光计的载物台上，使三棱镜的底边大致与平行光管发出的光线平行，则得公式： （40-4） 重复测量3次，求出平均值。 4.将测得的顶角和最小偏向角代入公式（40-2）中，计算三棱镜对该光线的折射率，并计算测量误差。 【数据处理】 1.测量三棱镜的顶角 表40-1 三棱镜顶角测量 2.测定对应某一谱线最小偏向角 表40-2 最小偏向角测量 3.计算折射率 【思考题】 1.分光计的刻度盘上读出的角度是什么角？ 2.反射法测三棱镜的顶角时，平行光管射出的平行光是否要正入射到三棱镜的顶角上？ 3.测量最小偏向角时，三棱镜为什么要按图40-2的位置放置好，不这样放置行不行？ 【注意事项】 1.严格按分光计要求认真调节分光计。 2.三棱镜光学表面要保持干净，取放时切勿用手触摸。 * * * * 图(一) 分光计结构示意图 望远镜：8.望远镜 9.紧固螺钉 10.分划板 11.目镜（带调焦手轮） 12.望远镜倾斜度调节螺钉 13.望远镜光轴水平调节螺钉 14.支臂 15.游标圆盘微调螺钉 17.制动架 18.望远镜制动螺钉 载物台：5.载物台 6.载物台调平螺钉（3只） 7.载物台紧固螺钉 圆刻度盘： 16. 读数刻度盘制动螺钉 21.读数刻度盘 22.游标盘 24.游标盘微调螺钉 25.游标盘制动螺钉 平行光管： 1.狭缝 2.紧固螺钉 3.平行光管 26. 平行光管光轴水平调节螺钉 27. 平行光管倾斜度调节螺钉 28.狭缝宽度调节手轮 其它：4.制动架 19.底座 20.转座 23.立柱 （40-3） 平均 3 2 1 平均 3 2 1 *