2最小偏向角法测定三棱镜折射率返回.ppt

八、实验拓展 1、用三棱镜掠入射法测量液体折射率 光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角．逐渐加大入射角，可使折射角达到90?．折射角等于90?时的入射角称为临界角．反过来，若光线自光疏介质进入光密介质，入射角大于折射角．当光线以90?角入射(掠射)时仍有光线进入光密介质，此时的折射角亦为临界角．将折射率为n的待测物质，放在已知折射率为n1（n＜n1）的直角棱镜的折射面AB上，使它形成均匀的一层液膜.若以单色的扩展光源照射分界面AB，则入射角为90?的光线Ⅰ将掠射到AB界面而折射进入三棱镜内，其折射角ic应为临界角.从图可以看出应满足关系 需增加仪器：玻璃皿、薄玻璃片(与三棱镜的一个光学平面间压出一层水膜) 1、用三棱镜掠入射法测量液体折射率 2、棱镜色散现象探讨 掠入射法光路图 当掠入射光线Ⅰ经折射到AC面，再经折射而进入空气时，设在AC面上的入射角为?，折射角为? (假定空气的折射率为1)则有 除入射光线1外，其他光线如光线2在AB面上的入射角均小于90?，因此，经三棱镜折射最后进入空气时，都在光线1’的左侧.由于入射角i不可能比90?大，因而在三棱镜内不可能出现比临界角ic大的光线，即AC 面上出射的光线中，没有比角?小的折射光线，故?称为极限角．当用望远镜对准出射光方向观察时，在视场中将看到以光线1’为分界线的明暗半荫视场 ，可以证明： 当已知三棱镜折射率和顶角A，测出角?就可得到液体的折射率 返回 2、棱镜色散现象探讨 三棱镜有色散现象，利用分光计可探讨复合光的色散现象。实验室用钠灯或汞灯都含有不同的单色成份，平行光经三棱镜后沿不同角度出射，用分光计找出不同波长谱线的最小偏向角，便可得到三棱镜折射率与入射光波长的关系。 返回 九、教学建议 实验重点 1. 分光计调整 2. 三棱镜顶角测量； 3. 光经三棱镜最小偏向角测量. ?实验难点 1.分光计调整； 2.最小偏向角测量 说明：本实验涉及到的主要物理实验理论知识有不确定度计算，分光计结构原理、通过测棱镜顶角和最小偏向角测折射率(转换测量法)；涉及的实验技术有分光计调整技术(自准直法、调焦技术、各半调节法、偏心差消除法、角游标读数)、光源和光学元件的使用等。 一、实验背景与其现代应用 二、实验目的 三、实验仪器 四、实验原理 五、实验内容 六、数据记录与处理 七、问题讨论 八、实验拓展 九、教学建议 结束 分光计的调节和使用 　＊光的反射定律和折射定律定量描述了光线在传播过程中发生偏折时角度间的相互关系。同时，光在传播过程中的衍射、散射等物理现象也都与角度有关。一些光学量如折射率、光波波长、衍射极大和极小位置都可通过直接测量角度去确定。故在光学测量技术中，精确测量光线偏转的角度，具有十分重要的意义。 　 ＊分光计是精确测定光线偏转角的仪器,也称测角仪。它是光学实验中常用的实验仪器。光学中的许多基本量如波长、折射率都可以直接或间接地用光线的偏转角来表示,因而这些量都可以用分光计来测量。 　 ＊分光计的基本光学结构又是许多光学仪器(如棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等)的基础。它在物理实验中既能够培养学生的基本实验技能,又能培养学生应用理论知识解决实际问题的能力,因此它是大学物理实验的重要实验。 一、实验背景与其现代应用 二、实验目的 掌握分光计的测角原理 学会分光计调节方法，逐步掌握光路的共轴调整、消视差调整、逐次逼近调整等基本操作技术． 熟悉分光计的测角方法并正确读数，理解消除偏心差的方法。 用反射法测定三棱镜的顶角，观察三棱镜的色散现象 测量三棱镜的最小偏向角及其折射率． 三、实验仪器 分光计、汞灯或钠灯、双面反射镜、三棱镜 分光计四大部件详解 1.平行光管 2.自准直望远镜 3.载物平台 4.读数装置 分光计结构 平行光管调焦 平行光管 倾斜调节 调焦 紧固螺钉 物镜调焦 紧固螺钉 望远镜 倾斜调节 目镜调焦 分光计结构 狭缝调节 游标盘(两个) 度盘 游标盘止动螺钉 度盘止动螺钉 载物台调平螺钉 度盘微调螺钉 望远镜 水平调节 物镜调焦 返回 分光计四大部件详解 1.平行光管 平行光管的一端装有会聚透镜，另一端内插入一套筒，其末端为一宽度可调的狭缝。如图所示。当狭缝位于透镜的焦平面上时，就能使照在狭缝上的光经过透镜后成为平行光。 返回 2.自准直望远镜 阿贝式自准直望远镜与一般望远镜一样具有目镜、分划板及物镜三部分。分划板上刻的是“╪”形的准线，在边上粘有一块45°全反射小棱镜，其表面上涂了不透明薄膜，薄膜上刻了一个空心十字窗口，小电珠光从管侧射入后，调节目镜前后位置，可在望远镜目镜视场中看到下图所示的景象。若在物镜前放一平面镜，前后调节目镜（连同分划板）与物镜的间距，使分划板位 于物镜焦平面上时，小