分光计测量三棱镜的最小偏向角实验报告

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分光计实验报告

分光计实验报告

分光计实验报告实验目的:1.深入了解分光计的构造和设计原理,学会调整分光计的正确方法; 2.了解用最小偏向角法测棱镜材料折射率的基本原理; 3.完成测量折射率实验,并正确分析实验误差。

实验器材:分光计仪器 汞光源 分光计 调整用双平面镜实验原理:1)分光计的调节原理。

2)测折射率原理:当平行光管发出平行光,i 1=i 2'时,δ为最小,此时21Ai =' 22111minAi i i -='-=δ )(21min 1A i +=δ 设棱镜材料折射率为n ,则2sin sin sin 11An i n i ='= 故2sin2sin 2sin sin min1A A A i n +==δ 由此可知,要求得棱镜材料折射率n ,必须测出其顶角A和最小偏向角min δ。

实验步骤:⒈调整分光计:(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。

3. 测量顶角A :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A角的补角,A=Φ-π.重复操作两次,记下数据。

大学物理实验分光计实验报告

大学物理实验分光计实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验分光计实验报告篇一:分光计的调节与使用实验报告分光计的调节与使用实验报告姓名:学号:专业班级:实验时间:一、试验目的1、了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法;2、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.测折射率原理:当i1=i2时,δ为最小,此时??i1A2?min2??i1??i1?i1A21(?min?A)2设棱镜材料折射率为n,则A??nsinsini1?nsini12i1?n?故sini1?Asin2sin?min?AAsin2由此可知,要求得棱镜材料折射率n,必须测出其顶角A和最小偏向角?min。

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。

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)使载物台轴线垂直望远镜光轴。

a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。

b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。

注意):1、望远镜对平行光聚焦。

2、望远镜,平行光管的光轴垂直一起公共轴。

3、调节动作要轻柔,锁紧螺钉锁住即可。

4、狭缝宽度1mm左右为宜。

2.测量最小偏向角(1)平行光管狭缝对准前方水银灯。

(2)把载物台及望远镜转至(1)处,找出水银灯光谱。

(3)转动载物台,使谱线往偏向角减小的方向移动,望远镜跟踪谱线运动,直到谱线开始逆转为止,固定载物台。

谱线对准分划板。

?,有(4)记下读数?1和?2转至(2),记下读数?1?和?2 ?min?1?1??1??2??2??2五、实验数据处理原始数据如下:数据处理:α=60?±102ns?2?u仪??mi?s??(?i??i)n?11ou仪=3?按不确定度传递原则1?min1?mincos()sin?sin()cos?nu??u??unn?n2??sin1?min cos()?n?uu?un?sin?n?sin(?min)sin22?1.676;un?(un)??(un)??0.005;un?100?0.3;(un)r?n得:n?n?un?1.676?0.005六、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)。

分光计的调节和使用实验报告

分光计的调节和使用实验报告

实验要求:调整要求:①平行光管发出平行光。

当i 1 = i '2时,S 为A最小,此时r1 i i =2(陥 +A )设棱镜材料折射率为n ,则.., .Asin i j = nsin = nsin —2.陥+ A sin 2 .A sin — 2 要求得棱镜材料折射率 n ,必须测出其顶角A和最小偏 向角5min 。

长安大学 分光计实验报告7系05级 PB050072130649.实验目的: 着重训练分光计的调整技术和技巧,并用它来测量三棱镜的顶角和最 小偏向角,计算出三棱镜材料的折射率。

实验原理: 1)分光计的调节原理。

(此项在实验的步骤中,针对每一步详细说明。

))测折射率原理:A7, 1.2-S 三棱畫*小《向角原理图sinh n= . A sin —2 由此可知,② 望远镜对平行光聚焦。

③ 望远镜,平行光管的光轴垂直一起公共轴。

④ 调节动作要轻柔,锁紧螺钉锁住即可。

⑤ 狭缝宽度1mn 左右为宜。

实验器材:分光计,三棱镜,水银灯光源,双面平行面镜。

实验步骤:1•调整分光计:(1)调整望远镜:a 目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。

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。

(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。

图7.1,2-10側检«»肃A测量顶角A :转动游标盘,使棱镜 AC 正对望远镜记下游标1的读数日1和游标2的读数&2。

再转动游标盘,再使 AB 面正A 0b 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2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。

棱镜折射率的测定实验报告

棱镜折射率的测定实验报告

一、实验目的1. 了解分光计的结构和原理,掌握分光计的调节和使用方法。

2. 学习使用最小偏向角法测定棱镜的折射率。

3. 通过实验,加深对光学原理和测量方法的理解。

二、实验原理棱镜的折射率是指光线从空气进入棱镜时,由于折射而改变传播方向的能力。

根据斯涅尔定律,入射角i和折射角r之间满足关系式:n1 sin(i) = n2 sin(r),其中n1和n2分别是光在空气和棱镜中的折射率。

最小偏向角法是测定棱镜折射率的基本方法之一。

当光线入射到棱镜的折射面时,经过两次折射后,出射光线的方向相对于入射光线发生改变,形成偏向角θ。

当入射光线和出射光线相对于棱镜的底面垂直时,偏向角θ达到最小值。

根据几何关系,可以得到折射率n的计算公式:n = tan(θ/2)。

三、实验仪器1. 分光计2. 玻璃三棱镜3. 钠光灯4. 双面平面镜5. 秒表6. 计算器四、实验步骤1. 调整分光计(1)将分光计放置在平稳的桌面上,确保望远镜和载物台垂直于中心转轴。

(2)打开钠光灯,调整狭缝装置,使狭缝成像清晰。

(3)调整平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴。

2. 测量棱镜的顶角(1)将玻璃三棱镜置于载物台上,使棱镜的底面与载物台平面平行。

(2)调节望远镜,使分划板与棱镜的顶角对齐。

(3)记录望远镜的读数,计算棱镜的顶角a。

3. 测量最小偏向角(1)调整钠光灯和棱镜的位置,使光线从棱镜的折射面入射。

(2)观察望远镜中的光线,调整棱镜的角度,使偏向角θ达到最小值。

(3)记录望远镜的读数,计算偏向角θ。

4. 计算棱镜的折射率根据公式n = tan(θ/2)和实验数据,计算棱镜的折射率。

五、实验结果与分析1. 实验数据| 棱镜顶角a (°) | 最小偏向角θ (°) | 折射率n ||----------------|------------------|----------|| | | |2. 结果分析通过实验,可以得到棱镜的折射率n。

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告【实验目的】1.了解分光计的结构,学习分光计的调节和使用方法;2.利用分光计测定三棱镜的顶角;【实验仪器】分光计,双面平面反射镜,玻璃三棱镜。

【实验原理】如图6所示,设要测三棱镜AB面和AC面所夹的顶角a,只需求出j即可,则a=1800-j。

图6 测三棱镜顶角【实验内容与步骤】一、分光计的调整(一)调整要求:1.望远镜聚焦平行光,且其光轴与分光计中心轴垂直。

2.载物台平面与分光计中心轴垂直。

(二)望远镜调节1.目镜调焦目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝,调焦办法:接通仪器电源,把目镜调焦手轮12旋出,然后一边旋进一边从目镜中观察,直到分划板刻线成像清晰,再慢慢地旋出手轮,至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。

旋转目镜装置11,使分划板刻线水平或垂直。

2.望远镜调焦望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上,也就是望远镜对无穷远聚焦。

其方法如下:将双面反射镜紧贴望远镜镜筒,从目镜中观察,找到从双面反射镜反射回来的光斑,前后移动目镜装置11,对望远镜调焦,使绿十字叉丝成像清晰。

往复移动目镜装置,使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差,最后锁紧目镜装置锁紧螺丝 10 .(三)调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴(各调一半法)调节如图7 所示的载物台调平螺丝 b 和 c 以及望远镜光轴仰角调节螺丝13,使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合,如图8(a)所示。

此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。

具体调节方法如下:(1)将双面反射镜放在载物台上,使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面,如图7所示。

图7 用平面镜调整分光计(2)目测粗调。

用目测法调节载物台调平螺丝7及望远镜、平行光管光轴仰角调节螺丝13、29,使载物台平面及望远镜、平行光管光轴与分光计中心轴大致垂直。

分光计的实验报告

分光计的实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除分光计的实验报告篇一:物理实验报告分光计实验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:n?c。

同一介质对不同波长v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i0等于出射角i0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δmin图6-13光线偏向角示意图。

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d??0,由式(6-4)得didi??1(6-5)di再利用式(6-3)和折射定律i?nsi(6-6)sini?nsi,sin得到dididrdrncosrcosi(?1)?didrdrdicosincosr22??cosr?n2sin2rcosr?nsi?(1?n2)tg2r?(1?n)tgr22?csc2r?n2tg2rcscr?ntgr222??(6-7)2222由式(6-5)可得:?(1?n)tgr??(1?n)tgrtgr?tgr因为r和r’都小于90°,所以有r=r’代入式(5)可得i=i。

物理实验报告《测定三棱镜折射率》_实验报告

物理实验报告《测定三棱镜折射率》_实验报告

物理实验报告《测定三棱镜折射率》_实验报告【实验目的】利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率;【实验仪器】分光计,玻璃三棱镜,钠光灯。

【实验原理】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满足,则(4)对于给定的三棱镜来说,角a是固定的,随和而变化。

其中与、、依次相关,因此实际上是的函数,偏向角也就仅随而变化。

在实验中可观察到,当变化时,偏向角有一极小值,称为最小偏向角。

理论上可以证明,当时,具有最小值。

显然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)根据折射定律得,(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 .【实验内容与步骤】1.调节分光计按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。

2.调整平行光管(1)去掉双面反射镜,打开钠光灯光源。

大学物理实验报告分光计调节

大学物理实验报告分光计调节

大学物理实验报告分光计调节
一. 实验题目:分光计的调节和使用
二. 实验目的:分光计是精确测量光线偏转角的仪器,是光学实验中的基本仪器之一。

它的调整技术是光学实验中的基本技术之一。

本实验的目的就在于着重训练分光计的调整技术和技巧,并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。

三.实验原理:详见预习报告
三. 实验仪器:分光计,三棱镜,平面反射镜,水银灯
四. 误差分析: 实验人员的心理因素。

五. 思考题: 已调好望远镜光州垂直主轴,若将平面镜取下后,又放到载物台上,发现两镜面又不垂直望远镜光轴了,这是为什么?是否说明望远镜光轴没有调好?
答:这不是由于望远镜没有调节好造成的。

这时,望远镜已经调整到实验要求状态,即与主光轴垂直,但是此时载物台与主轴并不垂直,而只是在一个方向上恰好使平面镜两次反射的绿十字像落在分划板上的上十字线上。

放上三棱镜后,应再调节相应螺丝,使载物台与仪器主轴垂直。

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分光计测量三棱镜的最小偏向角实验报告
分光计是一种用于测量光的偏离角度的仪器,而三棱镜则是分光计的重要组成部分。

本文将对使用分光计测量三棱镜的最小偏向角的实验进行详细描述。

我们需要明确什么是偏向角。

偏向角是指光线从一个介质射向另一个介质时,光线的偏离角度。

在三棱镜实验中,我们希望测量的是光线从空气射向三棱镜时的最小偏向角。

为了能够准确测量这个角度,我们需要使用分光计这个精密的仪器。

实验前,我们需要先了解分光计的结构和原理。

分光计由一个透镜和一个刻度盘组成。

透镜用于聚焦光线,而刻度盘用于测量光线的偏离角度。

在实验中,我们会将三棱镜放置在透镜前面,然后调节刻度盘,使得透过三棱镜的光线能够落在刻度盘上。

实验开始前,我们需要先做一些准备工作。

首先,我们要确保实验环境中没有强光干扰,可以选择在暗室中进行实验。

其次,我们需要调整分光计的零点,即让刻度盘上的指针指向零刻度,以保证测量的准确性。

最后,我们要确保三棱镜表面的清洁,以免因为污物的影响而导致测量结果的偏差。

实验中,我们将会使用一束平行光照射到三棱镜上。

为了确保光线的平行度,我们可以使用一束激光作为光源。

当光线照射到三棱镜上时,会发生折射和反射现象。

我们将会观察到从三棱镜上射出的
光线,并使用分光计来测量这些光线的偏离角度。

在实验中,我们会逐渐调节刻度盘,直到观察到从三棱镜上射出的光线最小偏离。

这时,我们可以读取刻度盘上的数值,这个数值就是三棱镜的最小偏向角。

通过多次实验,我们可以得到一个平均值,以提高测量的准确性。

实验结束后,我们可以根据测得的最小偏向角来计算三棱镜的折射率。

根据光的折射定律,我们可以得到折射率与入射角和折射角的正切值之间的关系。

通过测量得到的最小偏向角,我们可以进一步计算出三棱镜的折射率。

通过这个实验,我们不仅学会了如何使用分光计来测量光线的偏离角度,还了解了三棱镜的最小偏向角与折射率之间的关系。

这对于我们进一步研究光的传播和折射现象,具有重要的意义。

本文通过对分光计测量三棱镜最小偏向角实验的详细描述,介绍了实验的步骤和原理。

通过这个实验,我们可以学习到如何使用分光计来测量光线的偏离角度,并了解到三棱镜的最小偏向角与折射率之间的关系。

这个实验为我们进一步研究光的传播和折射现象提供了基础。

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