南昌大学物理实验报告分光计的调节与使用

学生姓名：李淑万 学号： 专业班级：应用物理111 班级编号： S008

试验时间： 第 周 星期 座位号： 教师编号： 成绩：

一 实验目的

1了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法 2 掌握三棱镜的顶角的两种测量方法 3 测量三棱镜玻璃的折射率

二 实验仪器

分光计、三棱镜、准直镜

三 实验原理

1 棱镜玻璃折射率的测定：最小偏向角法测量

如图所示当'21i i =时 δ为最小，此时

2

'1α

=

i

2

2

1'

11min

α

δ

-

=-=i i i

2

)

(min 1αδ+=

i 设棱镜折射率为n ，

学生姓名：李淑万 学号： 专业班级：应用物理111 班级编号： S008

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则

2

sin

'sin sin 11α

n i n i ==

2

s i n

2

s i n 2

s i n

s i n m i n

1α

α

δ

α

+=

=

i n

只要测得α和m i n δ就能用上式求得待测棱镜材料的折射率 。

四 实验步骤 1 调节分光计

（1） 调整望远镜： ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 （2） 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。 （1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 （2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。

2 自准法测量三棱镜顶角

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转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的读数1θ和游标２的读数2θ。再转动游标盘，再使AB 面正对望远镜，记下游标１的读数'1θ和游标２的读数。'2θ同一游标两次读数误差|'|11θθ-或|'|22θθ-，即是载物台转过的角度Φ，而Φ是α角的补角，α ＝

Φ?π. 重复操作两次，记下数据。

3 测量最小偏向角

将待测棱镜放在载物平台上，转动望远镜，直至能从望远镜中看

见待测线谱。慢慢转动有游标盘，使谱线偏向减小的方向移动，同时转动望远镜跟踪谱线。当棱镜无论向哪个方向移动，偏向角均增大时，

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谱线的极限位置就是棱镜对该谱线的最小偏向角的位置。使望远镜叉丝对准该谱线中心，读出望远镜在此位置的坐标值。

撤去三棱镜，转动望远镜使之正对平行光管，定位后再读出望远镜的角坐标，两次数值之差即为最小偏向角。再将三棱镜翻转180°，使光经过平行光管后从三棱镜的另一个侧面入射，重复测量最小偏向角，两次结果取平均。

五 数据记录

由表格数据可计算

9

0016455121.01

)

(2

=--=

∑n S n

i

i i δδδ

3

010*******.0=仪U 故 0.0320

2

2=+=

仪U S U δδ

00260

.0|30sin 30cos '5556sin 21

30sin '5656cos 2

1

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?

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???=??=αα

αU U n n

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00437

.02

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)

2

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2

1

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δα

δ

αU U U n n

676

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α

δ

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005

.0)()(2

2=+=δαn n n U U U

%

3.0%100)(=?=

n

U U n r n

005

.0676.1±=n

六 思考题

1为什么利用自准法可以将望远镜调至接受平行光和垂直中心轴

的正常工作状态？如何调整？

（1）点亮照明小灯，调节目镜与分划板间的距离，看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口（目镜对分划板调焦）。 （2）将双面镜放在载物台上如图所示，使双面镜的两反射面与望远镜大致垂直。轻缓地转动载物台，从侧面观察，判断从双面镜正、反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜内。

（3）从望远镜的目镜中观察到亮十字像，前后移动目镜对望远镜调焦，使亮十字像成清晰像。再调准线与目镜间距离，使目镜中既能看清准线，又能看清亮十字像。注意准线与亮十字像之间有无视差，如有视差，则需反复调节，予以消除。

学生姓名：李淑万学号：专业班级：应用物理111 班级编号： S008 试验时间：第周星期座位号：教师编号：成绩：

此时分划板平面、目镜焦平面、物镜焦平面重合在一起，望远镜已聚焦于无穷远（即平行光经物镜聚焦于分划板平面上），能接受平行光了。

2调整望远镜光轴与分光计中心相互垂直为什么要用各半调法？如何应用各半调法？

若望远镜光轴与光学测角仪中心轴不垂直，双面镜反射像必然不会同时与“╪”准线的上交点重合，而是一个偏低，一个偏高，甚至只能看到一个十字反射像。这时需要认真分析，确定调节措施，切不可盲目乱调。先粗调：即先从望远镜外面目测，调节到从望远镜外能观察到两个十字反射像；然后再细调：从望远镜视场中观察，当无论以双面镜的哪一个反射面对准望远镜，均能观察到十字反射像时，分别调节望远镜方位和载物台平面，使准线与十字反射像重合。即转动载物台，使望远镜先对着双面镜的一个表面，若从望远镜中看到准线与十字反射像不重合，它们的交点在高低方面相差一段距离δ，此时调节望远镜倾斜度，使差距减小一半；再调节载物台螺丝，消除另一半距离使准线与十字反射像重合。然后将载物台旋转180°，使望远镜对着双面镜的另一面，采用同样方法调节，如此重复调整数次，直至转动载物台时，从双面镜前后两表面反射回来的十字像都能与准线重合为止。