文档介绍：实验 15 用分光计测定三棱镜折射率亡灵 311300 【实验目的】 1. 了解分光计的主要构造及各部分的作用。 2. 掌握分光计的调节要求和使用方法。 3. 光测光的色散现象。 4. 学****三棱镜顶角的测量方法。 5. 学****用最小偏角法测定棱镜材料的折射率。【仪器用具】 JJY 型分光计、***灯及电源、三棱镜、平面反射镜【实验原理】 1. 用最小偏向角测定三棱镜的折射率 n 如图 15-1 所示,有一折射率为 n 的三棱镜,一束平行光的单色光以入射角 i 1( 入射光与 AB 面法线的夹角) 入射到三棱镜的 AB 面上, 经两次折射后由另一面 AC 射出, 出射角(出射光与 AC 面法线的夹角)为i 2, 入射光与出射光之间的夹角称为偏向角, 理论上可以证明, 当入射角 i 1 等于出射角 i 2 时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δ。图 15-1a 由图 15-1a 可知?=(i 1 -r 1 )+( i 2 -r 2) (15-1) 光线从空气入射到棱镜,又从棱镜出射到空气,由折射定律,有 11 sin sin rni?( 15-2 ) 22 sin sin irn?( 15-3 ) 当i 1=i 2 时,由式( 15-2 )和式( 15-3 )得到 21rr?,于是,式( 15-1 )可写成) ( 212ii???( 15-4 ) 又因为 AADrrr????????)(2 121???即2 1Ar?(15-5) 由式( 15-4 ) 、式( 15-5 )有2 1??? Ai 将上式代入式( 15-2 )并考虑到式( 15-5 ) ,得2 sin 2 sin sin sin 1 1A Ar in ????(15-6) 从式( 15-6 ) 可知, 只要测出三棱镜顶角 A 和最小偏向角?, 就可以计算出棱镜玻璃对该波长的单色光的折射率 n 。当入射光不是单色光时, 虽然各种波长的光的入射角都相同, 但出射角并不相同, 表明折射率也不同。对于一般透明材料来说,折射率随波长的减小而增大,通常,手册中给出的材料的折射率如果没做特别标明的话,一般都是指该材料对波长为 的钠黄光而言的。 2. 用反射法测定三棱镜顶角的原理图 15-2 所示为反射法测三棱镜顶角的光路图。一束平行光入射到三棱镜上,被三棱镜的两个光学面反射,由几何关系和光的反射定律得到,两个光学面的反射光之间的夹角A2 12??,其中 A 是三棱镜的顶角。即只要测出 12?,就可以得顶角 2 12??A (15-7) 【实验内容与要求】 1. 按照实验要求调整好分光计调整分光计满足: ①望远镜能观察平行光; ②平行光管能发射平行光; ③望远镜的光轴和平行光轴与仪器转轴垂直。将三棱镜按图 15- 3 所示的方法放置在载物台上,用自准直调节法调节三棱镜的 AB,A C 光学面垂直于望远镜光轴。(注意,此时只能调节载物台下面的调平螺钉, 不可再调望远镜) 2. 用反射法测定三棱镜的顶角(1) 将三棱镜按图 15-2 所示的方法放置在载物台上,放置时注意让三棱镜的一个顶点尽量靠近载物台中心,锁定游标盘; (2 )打开***灯电源,使得从平行光管射出的平行光照射在三棱镜的两个光学面上; (3 )锁紧转座与刻度盘锁定螺钉,将望远镜转到位置 1 ,是望远镜视场中的叉丝对正经三棱镜 AB