2022年物理实验报告《测定三棱镜折射率》.docx

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2022物理实验报告《测定三棱镜折射率》
　　【试验目的】
　　利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率；
　　【试验仪器】
　　分光计，玻璃三棱镜，钠光灯。
　　【试验原理】
　　最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一，如图10所示，三角形 ABC 表示玻璃三棱镜的横截面，AB和 AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角a称为三棱镜的顶角；BC 为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线 LD 入射到棱镜的 AB 面上，经过两次折射后沿 ER 方向射出，则入射线 LD 与出射线 ER 的夹角   称为偏向角。
　　图10 三棱镜的折射
　　由图10中的几何关系，可得偏向角
　　(3)










　　因为顶角a满意 ，则
　　(4)
　　对于给定的三棱镜来说，角a是固定的， 随 和 而改变。其中 与 、 、 依次相关，因此 事实上是 的函数，偏向角 也就仅随 而改变。在试验中可视察到，当 改变时，偏向角 有一微小值，称为最小偏向角。理论上可以证明，当 时， 具有最小值。明显这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的，如图11所示。
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　　图11 最小偏向角
　　若用 表示最小偏向角，将 代入(4)式 得
　　（5）
　　或
　　（6）
　　因为  ，所以  ，又因为  ，则
　　（7）
　　依据折射定律 得，










　　（8）
　　将式（6）、（7）代入式（8）得：
　　（9）
　　由式（9）可知，只要测出入射光线的最小偏向角 及三棱镜的顶角 ，即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n .
　　【试验内容与步骤】
　　1．调整