文档介绍：【实验名称】分光计
【目的要求】
了解分光计的结构, 作用和工作原理;
掌握分光计的调节要求, 方法和使用规;
用分光计测定三棱镜的顶角;
用掠入射法测定玻璃的折射率;
用三棱镜的最小偏向角法测定玻璃的折射率.
【仪器用具】
【3号仪器】分光计, 玻璃三棱镜, 钠光灯, 平面反射镜, 毛玻璃.
【实验原理】
测定玻璃三棱镜的顶角
当三棱镜主载面与仪器转轴垂直时, 由光路图可知, 当入射光沿垂直AB, AC方向入射时, 其夹角. 故顶角. 为消除偏心差提高精度, 我们读两次数, 则有:
A
C
B
.(2)
用掠入射法测定玻璃的折射率
A
C
B
r
r’
i
用单色光(钠黄光)照射顶角为A的三棱镜, 入射角为i, 经两次折射后以Φ角射出. 则根据下页图, 由折射定律我们有:
其中no为空气折射率, 可近似为1; n为玻璃折射率.
由r和r’的几何关系得到:
掠入射时, 因此我们有折射率的公式:
.(3)
用三棱镜的最小偏向角法测定玻璃的折射率
如图所示,光线经三棱镜折射产生偏向角, 当光路关于棱镜中截面对称时, δ最小, 为δm,.设顶角A, 空气折射率为.
δ
A
则:
.(4)
【实验容】
调光路
“”刻线清晰. 调节镜筒可使平面镜反射回来的“＋”在分划板上成像清晰. 此时望远镜聚焦于无穷远.
, 最终使平面镜转动180°前后反射回来的“＋”都与“”刻线上面的那个“＋”重合. 调节时可先使平面镜与三个螺钉中的两个的连线共面, 调节第三个螺钉, 完成后将平面镜转90°再次调节, 此时不应再动望远镜的仰角螺丝.
调节平行光管产生平行光. 粗调平行光管使其与望远镜共轴,对准光源后再细调, 使狭缝的像清晰并与“”刻线中的竖线平行.
调节平行光管仰角螺丝使狭缝的像在目镜中关于中线对称. 则平行光管光轴与转轴垂直.
测三棱镜顶角
将三棱镜置于载物台上, 使其一侧面与望远镜光轴垂直. 调节载物台平面使棱镜面反射回来的“＋”与“”刻线上的上面那个“＋”重合. 再转动载物台至另一镜面同样调节. 反复调节使“＋”始终落与“”刻线的上面那个“＋”. 读出两次望远镜垂直于镜面时的刻度.
掠入射法测玻璃折射率
目测使光源光线与棱镜一面平行. 在光源前加毛玻璃得到单色扩展光源. 旋转望远镜观察折射光, 当刻线与折射光明暗分界线重合时记录刻度值. 再使望远镜垂直棱镜寻找法线刻度值.
测最小偏向角
将平行光管对准光源, 望远镜与平行光管位置关于棱镜对称. 从目镜观察折射光, 旋转棱镜对观察折射光在目镜中的移动, 当其向一边移动达到极值时固定棱镜, 再旋转望远镜使期中“” 刻线中线对准折射光. 记录此时刻度值. 保持平行光管不动, 旋转望远镜直接观察平行光, 记录刻度值.
【实验数据】
三棱镜顶角A.
三棱镜顶角A测量数据
次
1
128°43′
308°38′
68°43′
248°40′
59°59′
2
67°41