用分光计测量三棱镜玻璃折射率的另一种方法
用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验
实验三分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射，光线将改变传播的方向，结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。
通过对某些角度的测量，可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。
因而精确测量这些角度，在光学实验中显得十分重要。
•• 分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。
由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。
分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。
对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。
但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。
【实验目的】：1．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；2．掌握测定棱镜角的方法；3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
【实验仪器】：分光计（JJY型1’），双面镜，钠灯，三棱镜。
【实验原理】：•• 三棱镜如图1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
图1三棱镜示意图•• 1．反射法测三棱镜顶角如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿和方位射出，和方向的夹角记为，由几何学关系可知：••图2反射法测顶角2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD 与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图3所示。
• 图3最小偏向角的测定转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。
用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验
用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验实验目的：实验仪器：分光计、三棱镜玻璃、透明直尺、光源。
实验原理：Snell定律描述了光束经过介质之间的折射。
n1 sinθ1 = n2 sinθ2其中n1和n2分别是两个介质的折射率，θ1和θ2是入射和折射角度。
如果样品的折射率已知，那么通过测量入射角度、折射角度和材料厚度，就可以计算出折射率。
对于三角形样品，可以用分光计测量出入射角度和折射角度，然后使用标准透明直尺测量出材料的厚度。
实验步骤：1. 将光源置于分光计中心位置。
打开光源并让它预热5-10分钟。
2. 将三棱镜玻璃安装到分光计中心位置。
确保三角形的底边水平放置。
3. 调节分光计的角度测量仪表使其水平。
4. 调整光源和狭缝的位置和大小，使其光束正好达到三角形的顶点。
利用直尺测出光线的位置，确定光源的高度及物理位置，将该高度标出标尺上。
5. 通过微调器调整分光计的角度，使得发射光线通过三角形材料的底部。
记录入射角度。
6. 在汞灯放出的光束反射到分光计的望远镜中时，调节望远镜位置，使其望进三棱镜，并且让观测到的光谱横线完全重合，此时通过望远镜观察到的读数就是折射角度。
7. 利用透明直尺，测量三角形玻璃的厚度。
8. 重复以上步骤2-7三次，取平均值得到最终的折射率。
实验注意事项：1. 调整分光计时，要保证发出的光线垂直入射三棱镜玻璃的边界面。
2. 在调整望远镜的位置时要小心，以避免对其产生影响。
3. 三角形的底边要水平放置，以避免误差。
4. 实验结束后要灭掉光源。
实验结果：通过三次测量，得到三棱镜玻璃的平均折射率为1.52。
用分光计测量三棱镜的折射率的几个问题
用分光计测量三棱镜的折射率问题一：什么是折射率？折射率是指光在从一种介质传播到另一种介质时，光的速度的相对变化。
它是一个无量纲的物理量，通常用字母n来表示。
折射率越大，光在该介质中传播的速度越慢。
问题二：为什么要测量三棱镜的折射率？测量三棱镜的折射率是为了验证光在不同介质中传播速度的变化，并且可以通过测量获得三棱镜的光学性质，如其材料的组成和质量等信息。
同时，测量三棱镜的折射率也可以用于研究和设计光学器件。
问题三：如何使用分光计测量三棱镜的折射率？使用分光计测量三棱镜的折射率需要以下步骤：1. 准备工作•将三棱镜清洁干净，确保表面没有灰尘或污渍。
•将分光计放置在稳定的平台上，并打开仪器。
2. 调整分光计•调整分光计的入射光线，使其垂直照射到三棱镜的表面。
•通过调整分光计的角度，将反射光线引导到检测器上。
3. 测量折射角•选择一个入射角度，并记录下来。
•将光线通过三棱镜后，通过分光计测量出折射角。
•重复以上步骤，使用不同的入射角度来测量折射角。
4. 计算折射率•使用斯涅尔定律（折射定律）计算出折射率。
•折射率n的计算公式为：n = sin(入射角) / sin(折射角)。
结论通过使用分光计测量三棱镜的折射率，我们可以得到与光在该三棱镜材料中传播相关的重要信息。
测量折射角和计算折射率可以帮助我们更好地了解光在不同介质中的传播规律。
此外，测量三棱镜的折射率还可以用于光学器件的设计和优化。
参考文献1.Optics. (n.d.). In Encyclopædia Britannica online. Retrieved from2.Boreman, G. D. (2019). Basic Optical Concepts. In Basic Electro-Optics for Electrical Engineers (pp. 1-24). CRC Press.3.Hecht, E. (2017). Optics. Pearson Education India.。
分光计调节及三棱镜折射率测量结论
主题：分光计调节及三棱镜折射率测量结论一、概述在物理实验中，分光计调节及三棱镜折射率测量是常见的实验内容。
分光计是一种用于测量物质的光学性质的仪器，而三棱镜是用于测量物质折射率的一种常用工具。
通过对分光计的调节和三棱镜折射率的测量，可以更好地理解和掌握光学相关知识。
二、分光计调节实验结论1. 在分光计调节实验中，通过调节透镜和准直器，可以使光线聚焦到十分清晰的光斑上，确保测量精度。
2. 透镜的调节需要根据实验要求进行微调，确保透镜的曲率半径和折射率对光线的影响。
3. 准直器的调节使得光线能够垂直入射到棱镜表面，避免光线出现偏离，影响后续的实验结果。
4. 实验中还需注意避免杂散光的影响，通过准确的调节分光计，使得光线聚焦在准直孔上。
三、三棱镜折射率测量实验结论1. 三棱镜折射率测量实验中，首先需要通过例行测试确定三棱镜的基本参数，包括底角的准确度和底面的准确度等。
2. 测量过程中需要注意测得的直角棱镜实际为等腰三角形，需将测得数据转换为标准的三棱镜数据进行计算。
3. 采用倾斜法测量时，需保证光线沿着三棱镜直边入射，并通过仔细观察出射光线的位置，以确定不同角度的折射光线位置。
4. 通过实验数据计算得到三棱镜材料的折射率，可以与标准值进行比较，从而验证实验的准确性和可靠性。
四、总结通过对分光计调节及三棱镜折射率测量实验的结论进行总结，可以得出以下结论：1. 分光计调节是光学实验中必不可少的步骤，只有通过正确的调节，才能保证后续实验的准确性和可靠性。
2. 三棱镜折射率的测量过程需要注意观察光线的入射和出射位置，同时对实验数据的处理和计算也需要严谨和准确。
3. 这两个实验都要求实验者具备一定的光学知识和实验操作技巧，通过实验的完成可以更好地理解和应用光学原理。
在今后的实验中，我们将继续深入学习光学相关理论知识，并不断提高实验操作的技能，以更好地完成各种光学实验和研究工作。
由于实验中光线的准直和聚焦对实验结果具有极大的影响，因此在实验中我们还需要根据具体情况进行适当的调节和优化。
用分光计测定三棱镜折射率的改进实验分析
用分光计测定三棱镜折射率的实验分析在用分光计测定三棱镜折射率的实验中，我们有感最小偏向角的测定十分不精确，这对实验结果造成较大误差。
本文对原实验进行一定改进，从而可以准确确定最小偏向角，可用作对棱镜折射率的精确测定。
1 分光计测定三棱镜折射率的简要介绍1.1 分光计测定棱镜折射率实验原理及步骤准备工作（调节望远镜焦距、调节望远镜光轴与仪器转轴垂直及调节平行光管）结束后，开始实验。
先测定三棱镜折射顶角，本实验利用反射法测定顶角，其光路图如图1所示。
入射光经三棱镜两反射面发生反射，转动望远镜镜筒，可观察到光线Ⅰ和Ⅱ，测出两束光Ⅰ和Ⅱ之间夹角，即可求出三棱镜的顶角A= /2。
接下来测定偏向角，实验光路图如图2，IE为入射光，FR为出射光，两光线的夹角即为光线在棱镜主截面内的偏向角。
利用几何关系和折射定律，可以推导出偏向角的表达式。
当i1=i2，1= 2时，偏向角达到最小值0，此时有。
利用折射定律，得到棱镜材料的折射率为图1 反射法测顶角图2 偏向角的测定在测定最小偏向角时，当看到折射的FR光线（实验中选择绿色谱线），慢慢转动载物台，改变入射角，使绿色谱线往偏向角减小方向转动，同时转动望远镜跟踪谱线，到载物台继续沿原方向转动时，绿色谱线不再向前移反而向相反方向移动（偏向角反而增大）为止，此时可确定最小偏向角0。
1.2 误差分析计算得出三棱镜顶角值与标定值A=60€爸涞钠詈苄。
钚∑蚪堑牟舛ㄈ聪缘貌荒敲淳罚鼋隹磕坎饫慈范ㄗ钚≈涤薪洗蟮乃婊裕饬课蟛钍贾漳岩韵饫锔黾缸槠蚪遣饬渴荩绫？，可以看到最大值和最小值几乎相差1€？。
表1 分光计测定最小偏向角在实验时，可以看到，最小偏向角处在一个拐点上，当入射角经过0对应的i0，偏向角先减小后增大，下面对这一过程定量分析，以找出误差的原因。
由几何光学知识可知，对于图2所示光路图，入射角i1与偏向角有如下关系：其中n为三棱镜的折射率，A为棱镜顶角，本实验取A=，用MATLAB绘制得到的-i1局部图像如图3所示。
用分光计测定三棱镜的折射率
用分光计测定三棱镜的折射率一、实验目的1、加深对分光计结构、作用及工作原理的了解,熟练掌握分光计的调节方法;2、握测量棱镜玻璃折射率的方法，并用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。
二、实验原理分光计的结构、调节方法及工作原理，我们已在其它实验中作了介绍,这里不再赘述。
下面介绍最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率。
将待测的光学玻璃制成三棱镜，测量原理见图1。
一束单色平行光以入射角投射到棱镜面AＢ上，经棱镜两次折射后以角从AC面射出,成为光线,则入射光与出射光的夹角成为偏向角。
其大小为:即因为棱镜已经给定,所以顶角A和折射率n已确定不变,所以偏向角是的函数，随入射角而变.转动三棱镜,改变入射光对光学面AB的入射角，出射光线的方向也随之改变,即偏向角发生变化。
沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小;当转到某个位置时,若再继续沿此方向转动,偏向角又将逐渐增大，偏向角在此位置达到最小值,称为最小偏向角，用表示。
用微商算法可以证明，当(或）时，偏向角有最小值，此时有，,根据折射定律，三棱镜的折射率为实验中,利用分光计测出三棱镜的顶角及最小偏向角,即可由上式算出棱镜材料的折射率n.三、实验仪器JJY型１´分光计,玻璃三棱镜,水银灯，平面反射镜四、实验内容1、调节分光计(1)调节望远镜聚焦于无穷远．（2)调节望远镜光轴与分光计转轴垂直。
(3）调节平行光管产生平行光。
（４)调节平行光管光轴与分光计转轴垂直.2、调节三棱镜并测量三棱镜顶角Ａ（１)棱镜的主截面与望远镜光轴平行，注意三棱镜在活动平台上的放置方法。
(２)测量棱镜的顶角Ａ。
３、测定最小偏向角本实验中，我们采用水银灯作为光源，在上述调好望远镜和三棱镜的基础上，测定棱镜对水银绿谱线（)的最小偏向角.(1)用水银灯照亮平行光管的狭缝，转动游标盘(连同载物台)，使待测棱镜处在如图２示的位置上。
转动望远镜至棱镜出射光的方向，观察折射后的狭缝像,此时在望远镜中就能看到水银光谱线(狭缝单色像)。
分光计测量三棱镜折射率实验步骤
分光计测量三棱镜折射率实验步骤引言：分光计是一种常见的实验仪器，用于测量光线经过物质时的折射率。
三棱镜是用来分散光线的光学器件，通过测量三棱镜的折射率可以了解物质的光学性质。
本实验将利用分光计测量三棱镜的折射率，通过实验结果计算出三棱镜的折射率。
实验步骤：1. 准备实验材料和仪器：分光计、三棱镜、白光源、标尺、直尺等。
确保仪器和材料的干净和完好。
2. 将分光计放置在实验台上，并调整仪器使其水平。
3. 将白光源放置在分光计的光源位置，确保光线稳定且垂直入射。
4. 将三棱镜放置在分光计的支座上，使其稳定且垂直于光线入射方向。
5. 打开分光计，并调整分光计的刻度使其指针指向零刻度线。
6. 调整分光计的望远镜和目镜，使其对准三棱镜的底面。
7. 观察望远镜中的刻度，并记录下此时的读数作为初始读数。
8. 将三棱镜轻轻移动一小段距离，使望远镜中的刻度发生变化，并记录下此时的读数。
9. 重复步骤8，分别改变三棱镜的位置，记录下不同位置下的读数。
10. 根据记录的读数计算出每次移动的角度，并计算出三棱镜的折射率。
11. 重复以上实验步骤多次，取平均值，以提高测量的准确性。
12. 清理实验现场，将仪器和材料归位。
实验注意事项：1. 实验过程中要稳定仪器和材料，尽量避免外界干扰。
2. 在读数时要保持仪器稳定，避免手部震动对结果的影响。
3. 观察望远镜时要注意调整焦距，使刻度清晰可见。
4. 实验结束后，要将仪器和材料归位并清理实验现场。
实验结果分析：根据实验数据计算得出的三棱镜的折射率可以用来了解三棱镜材料的光学性质。
通过多次重复实验可以得到更加准确的结果，从而减小误差。
如果实验结果与理论值相差较大，可能是实验中存在系统误差或者仪器的测量不准确。
在实验过程中，要注意观察望远镜中的刻度，确保读数的准确性。
总结：通过分光计测量三棱镜的折射率是一种常见的实验方法，可以用来了解物质的光学性质。
在实验中要注意仪器的稳定和观察望远镜的刻度，以确保测量结果的准确性。
用分光计测定三棱镜的顶角和折射率[精彩]
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用分光计测定三棱镜的顶角和折射率在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v ，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c 。
c 与v 的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n 表示，即：vcn 。
同一介质对不同波长的光折射率是不同的。
因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。
一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm 的折射率。
本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm 的光的折射率。
1、实验目的（1）进一步学习分光计的正确使用（2）学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率。
2．实验仪器分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。
3．实验原理介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。
这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。
如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行图6-13 光线偏向角示意图测量。
当平行的单色光，入射到三棱镜的AB 面，经折射后由另一面AC 射出，如图6-13所示。
入射光线LD 和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光ER 和AC 面法线的夹角i ’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。
可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i 0等于出射角i 0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin。
由图6-13可知：δ=（i-r ）+（i’-r’）（6-2）A =r +r’（6-3）可得：δ=（i+i’）-A（6-4）三棱镜顶角A 是固定的，δ随i 和i’而变化，此外出射角i’也随入射角i 而变化，所以偏向角δ仅是i 的函数．在实验中可观察到，当i 变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角．令0=did δ，由式(6-4)得1'-=didi（6-5）再利用式（6-3）和折射定律 ,sin sin r n i ='sin 'sin r n i =（6-6）得到rn ii r n di dr dr dr dr di di di cos cos )1('cos 'cos ''''⨯-⨯=⨯⨯= ''csc csc 'sin 1cos sin 1'cos 2222222222r tg n r r tg n r r n r r n r --=---=')1(1)1(12222r tg n r tg n -+-+-=(6-7)由式（6-5）可得：')1(1)1(12222r tg n r tg n -+=-+'tgr tgr =因为r 和r’都小于90°，所以有r =r ’ 代入式（5）可得i =i'。
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０ ８４４ ９０
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线在棱镜 光学面上 的反射发展 而来 的一种测 量三棱镜玻璃 折
射率 的实验 方法。 这种 实验方法 人为误差小 ， 操作简 单 ， 果 结 精度较高 ， 可重 复性强 ， 也有利于 学生充 分理 解几何光学三定
律的统一 ， 但计 算公式 比较 复杂 ， 结果可 以与“ 其 最小偏 向角 ”
７ 。２ ９５
曲线说 明 了偏 向角 ｂ随入 射 角 １的变化 关 系 ， 也证 明 了最 小偏 向角 的存在。 （） ４ 棱镜玻 璃的折射 率 ｎ
．
５ ６
７ Ｓ
１ ２ ２１ ４。 ３ ２２ ２ 。２ １０５ ４ 。０ ３ ０５ ２ 。０
１９４ ３ 。２ ３ ９４ ｌ。 ２ １ ８４ ３。 １ ３ ８４ １ 。０
１ ０ ７ ． ５５ ０ ０９ ９ ７ ．７ ２ ０９ ３ ９ ．５ ０ ０９ ４ ｌ ．３ ｌ
１６ ２ ｌ ． ５ １
１６ ２ ０ ．５ ２ １ ５ ９ ． １２ ６ １ ５ １ ． ２２ ６ １ ５ ８ ． １Ｏ ６
＝
图 ５ 拟 合 曲 线
０
．
８５４ ９９
１ 。 ５６
—
６１一
，
１ ７ Ｃ ７ ０－ ３ ＋Ｉ２ｏ ｃ ｃ ２０ｌ ｏ 一 ＇ １ ＇ ３
＝
２ ２ ２
２
表 １
折 射 ０ ，
ｌ
２ ３
４
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０ ９ ｌ Ｏｌ ７
．
入射
１７ ２ ９ 。７ １。 ６ ７２
１７ ３ ９ 。 ｌ。 ７２ ｌ６ １ ９ 。０ ｌ 。 ６８
１ ７ ９５。
１ｒｄ ／ ａ
１ ４ ３ ． ６２ ０ １０ ９ ７ ．３ ２
反射 ０
２ ７３ ５ 。２ ７ 。 ３ ７３ ’
２ ７５ ５。７ ７。７ ７５ ２ ８４ ５。８ ７。８ ８４
２ 。 ５９ ５１
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６ 结语
综上 所述 ， 三线法 ” 量三棱镜玻 璃折 射率是在利 用光 “ 测
０ ｎ Ｏ ｎ ａ ｎ ｎ ｎ ｎ ｎ
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法互为验证 ， 互证 明。 相
参考文献
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【】贺 秀 良． 大 学 基础 实验 【 ． 北 京 ： １ Ｍ】 国防 工 业 出版社 ，０ ５ ２０
图 ４ 函 数 曲线 １ ｂ －
０ ８４３ ９ ６
．
０ ８５５ ９ ３
．
１６ ２ｌ ．５ ９
＝ ．０ ０ ００ ０ ６
０ ８７４ ９５
．
０９ ８ ．１ ４１
Ｏ９ ７ ４ ．０ ６
１ ５ ９ ． ｌ９ ６
１ ５ ９ ． Ｉ４ ６
９
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０ ８９４ ９ ｌ
．
ｌ９２ ８。 ９ ９２ 。９