应用最小偏向角法测定三棱镜的折射率
实验15 用分光计测定三棱镜折射率
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.学习三棱镜顶角的测量方法。
5.学习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、汞灯及电源、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δ=（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11sin sin r n i = （15-2） 22sin sin i r n = （15-3）当i 1= i 2时，由式（15-2）和式（15-3）得到21r r =，于是，式（15-1）可写成）（212i i -=δ （15-4）又因为A A D r r r =--=-==+)(2121πππ 即21Ar =(15-5) 由式（15-4）、式（15-5）有 21δ+=A i 将上式代入式（15-2）并考虑到式（15-5），得2sin 2sinsin sin 11A A r i n δ+==(15-6) 从式（15-6）可知，只要测出三棱镜顶角A 和最小偏向角δ，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589.3nm 的钠黄光而言的。
分光计测量三棱镜的最小偏向角实验报告
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。
大学物理实验-三棱镜折射率的测量
一、实验名称 三棱镜折射率的测量 二、实验目的（1） 观察三棱镜的色散现象。
（2） 掌握用分光计测量三棱镜最小偏向角的基本方法。
（3） 学习利用最小偏向角测定三棱镜对各色光的折射率的基本思路。
三、实验原理 (基本原理概述、重要公式、简要推导过程、重要图形等；要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材)1. 分光计简单介绍：分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪，在几何光学实验中，主要用来测定棱镜角、光束的偏向角等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观察、测量光谱线的波长等。
分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，分光计的调节是很重要的，分光计是在平行光中观察有关现象和测量角度， 因此应达到以下三个要求：平行光管发出平行光；望远镜能接受平行光；望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。
2. 用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率一束单色光以角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面射出来，出射角为i 12。
入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角。
当棱镜顶角A 一定时，偏向角δ的大小随入射角的变化而变化。
而当12'i i =时，δ为最小。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
由图可以看出，这时1'2Ai =min111='22A i i i δ-=-min 1()2A i δ+=设棱镜材料折射率为n ，则11sin sin 'sin2A i n i n == 故min 1()sinsin 2A i n AAδ+== 由此可知，要求得棱镜材料的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角。
四、实验内容和步骤（要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材）1) 调节分光计：目测粗调(望远镜、准直管等高共轴)；用自准法调整望远镜；调整准直管。
2) 使三棱镜光学侧面垂直于望远镜光轴：1，调载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到载物台上，使棱镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直；2，接通目镜光源，遮住从平行光管来的光。
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。
分光计的调节及三棱镜折射率的测定
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实验三、分光计的调节及三棱镜折射率的测定
一、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、 掌握测定三棱镜顶角的方法；
3、 用最小偏向角法测定三棱镜玻璃的折射率。
二、仪器及用具
分光计、钠灯、平面镜、三棱镜 三、原理
1、 三棱镜顶角的测定 由自准直法：转动望远镜其光轴先后与两个光学面法线重合时，测出两法线的
夹角ϕ则其顶角为：A=180-ϕ
2、 由最小偏向角测玻璃的折射率测得三棱镜的顶角A 和最小偏向角min δ则玻璃的折射率为
2
sin
2sin min
A A n δ+=
四、实验内容
1、分光计的调节： 望远镜的调节： a)：物镜聚焦与无穷远
b)：目镜调焦至观察到清晰的叉丝c):光轴垂直于仪器的转轴
载物台的调节：调节载物平台的调平螺丝，使棱镜两光学面反射的绿十字在分划板上能重合，则载物平台达到与轴垂直。
a):平行光管产生平行光 b):使光管与轴垂直与望远镜共轴 c):适当调节狭缝使能观测到清晰的单缝 ★ 分光计调节和使用中应注意的问题：
1）：调节过程必须仔细严格要求按讲义的程序进行 2）：必须仔细了解每个元件的结构作用及原理
3）：刻度盘读数实验室中分光计的刻度盘为角游标，主尺最小分度为︒
5.0游标最小分度为'
1读数为
'xx xxx ︒；为防轴偏心带来的误差刻度盘上的对标装有两个游标，读数时必须读出两个游标之值；当内
盘转过︒
360后其值应为︒
360+'
xx xxx ︒
2、用自准直法测三棱镜的顶角
3、最小偏向角的测定
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最小偏向角法测折射率实验的问题探讨
第33卷第6期2020年12月大学物理实验PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGEVol.33No.6Dec.2020文章编号.1007-2934(2020)06-0031-04最小偏向角法测折射率实验的问题探讨魏良淑，吴芳，王浩浩,蒋夕平(南京农业大学理学院，江苏南京210095)摘要：最小偏向角的调节和测量是最小偏向角法测折射率实验的主要内容。
对于汞灯光源中包含的三条谱线黄、绿、紫光最小偏向角的调节，从理论上分析三者在不同入射角条件下达到偏向角最小,应该做分别调节。
但在实验操作上发现当一条谱线偏向角最小时，另外两条几乎也达到了最小，可作同步调节。
文章从理论上分析了入射角的偏离对偏向角大小的影响,理论分析结果与实验测量结果一致,从根本上解决了两种认知冲突。
关键词：最小偏向角法;三棱镜折射率;人射角中图分类号：04-34文献标志码:A DOI；10.14139/22-1228.2020.06.009三棱镜折射率的测量是大学物理实验中的经典实验，可以采用不同的方法,但经分析比较，采用最小偏向角法进行测量,实验结果精确度更高,操作最为简洁［刈。
因此,在大学物理实验内容中均选用该方法进行三棱镜折射率的测定。
准确调节并测量最小偏向角是准确测量折射率的前提。
从实验原理分析不难得到，最小偏向角与入射角有着特定的定量关系,汞灯光源中三条谱线黄(579.1nm)、绿(546.1nm)、紫(435.8mn)折射率不同，其最小偏向角不同，最小偏向发生的条件应明显不同，基于这一点，三条谱线的最小偏向角应分别调节并测量。
然而在实验操作中,三条谱线中调节任意一条偏向角达到最小时,再去观察另外两条谱线,结果发现几乎也达到了偏向角最小，也就是说三条谱线是同步达到偏向角最小的，这看上去与原理分析不符,引发学习者的争论。
本文从实验原理出发,基于实验数据,进行深入的分析与探讨，为教师的实验指导提供依据,也为学习者更加深入地理解和完成该实验提供帮助。
三棱镜折射率的测定实验报告
三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，掌握分光计的调节和使用方法。
2、掌握用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。
二、实验原理当光线以入射角 i1 从三棱镜的一个折射面入射，折射角为 i2，从另一个折射面出射时，出射角为 i4，入射角为 i3。
根据折射定律，有：n ＝ sin i1 ／ sin i2 ＝ sin i4 ／ sin i3其中，n 为三棱镜的折射率。
当光线在三棱镜中传播时，偏向角随入射角而变化。
当入射角为某一值时，偏向角有最小值，称为最小偏向角δmin。
此时，折射角 i2 和i3 相等，即 i2 ＝ i3。
根据几何关系，可以得到最小偏向角与三棱镜顶角 A 的关系：δmin ＝ 2i1 A又因为 i2 ＝ i3，所以：sin(A ＋δmin) ／ 2 ／ sin(A ／ 2) ＝ n三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯四、实验步骤1、调节分光计（1）调节望远镜聚焦无穷远，使能看清远处的物体。
（2）调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。
（3）调节平行光管，使其发出平行光。
2、测量三棱镜顶角 A（1）将三棱镜放置在载物台上，使三棱镜的一个折射面与平行光管射出的光线垂直。
（2）转动望远镜，使其对准三棱镜的两个折射面，分别记下左右两个游标的读数。
（3）重复测量多次，求顶角 A 的平均值。
3、测量最小偏向角δmin（1）用钠光灯照亮平行光管，将三棱镜放置在载物台上，使光线从三棱镜的一个折射面入射。
（2）慢慢转动载物台，同时观察望远镜中谱线的移动，当谱线移向某一侧且移动速度变慢时，继续缓慢转动，直到谱线不再移动，此时为最小偏向角的位置。
（3）记下此时左右两个游标的读数。
（4）改变入射光的方向，重复测量多次，求最小偏向角δmin 的平均值。
五、实验数据及处理1、顶角 A 的测量数据｜测量次数|游标 1 读数|游标 2 读数|顶角 A|｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|顶角 A 的平均值：＿____2、最小偏向角δmin 的测量数据｜测量次数|游标 1 读数|游标 2 读数|最小偏向角δmin|｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|最小偏向角δmin 的平均值：＿____根据公式 sin(A ＋δmin) ／ 2 ／ sin(A ／ 2) ＝ n，计算三棱镜的折射率 n：n ＝ sin(A ＋δmin) ／ 2 ／ sin(A ／ 2) ＝＿____六、误差分析1、分光计调节不准确，导致测量角度存在误差。
最小偏角法测折射率
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）。