实验十五棱镜玻璃折射率的测定
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。
分光计的调整和棱镜材料折射率的测定实验报告
分光计的调整和棱镜材料折射率的测定实验报告引言分光计是科学仪器中的一种，广泛应用于物理、化学、生物、医学等领域的实验中，其作用是测定或分析物质的光谱特性。
而棱镜则是分光计中不可或缺的元件，通过棱镜的折射和反射，将光线分解成不同波长的颜色。
本实验通过对分光计的调整和棱镜材料折射率的测定，进一步了解分光计和物质的光谱特性。
实验部分一、调整分光计1. 能直接测得物体的折射率；2. 能测定谱线的波长和波长间距离；3. 能检查和校正玻璃棱镜的角度和方向。
1. 实验原理当光线从一种密度为n1的介质垂直射入另一种密度为n2的介质中，由于介质密度不同，光线出现了一定的偏折，使得出射光线的方向发生了改变。
利用这个原理，可以得出折射定律：n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1、n2分别为两重介质的折射率，θ1、θ2为入射角和折射角。
而在实验中，利用简单的几何关系，可以通过测定出入射角和折射角，求出棱镜材料的折射率。
2. 实验步骤a. 确定n1和θ1的大小，即入射光线的入射角和所使用物质的折射率；b. 修改入射角度，使折射角θ2的方向与光线入射时的方向相反，即θ2>θ1，观察此时光线与棱镜内侧壁交点位置；c. 修改入射角度，使折射角θ2的方向与光线入射时的方向相同，即θ2<θ1，观察此时光线与棱镜内侧壁交点位置；d. 分别测量出两个交点的位置，计算棱镜的顶角，并据此求出折射率。
3. 实验结果|n1|1.000||------|------||θ1|17.5°||θ2>|27.7°||θ2<|10.0°||d|41.6mm||A|60.4°||n2|1.508|4. 讨论和分析本实验中，利用分光计调整和测量棱镜材料折射率，成功地实现了对物质光谱特性的测定。
通过调整分光计，可以得到精确的折射率和波长间距离，保证了物质光谱特性的可靠测量。
而在棱镜折射率的测定中，通过简单准确地实验，得出了精确的数据，并计算出棱镜的顶角和折射率，实验结果较为准确。
掠入射法测量棱镜的折射率实验报告
、实验名称:掠入射法测量棱镜的折射率二、实验目的：掠入射法测定棱镜的折射率。
三、实验器材：分关计、钠光灯（波长打=589.3nm ）、棱镜、毛玻璃。
四、实验原理：如图所示为掠入射法。
用单色扩展光源照射到棱镜AB面上，使扩展光源以约90角掠入射到棱镜上。
当扩展光源从各个方向射向AB面时，以90入射的光线的内折射角最大，为i2max，其余入射角小于90的，折射角必小于i2max，出射角必大于i lmin，而大于90的入射光不能进入棱镜。
这样，在AC侧面观察时，将出现半明半暗的视场。
明暗视场的交线就是入射角i^ 90的光线的出射方向。
可以证明：掠入射法五、实验步骤:1、由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度具有一定的范围，因此在AC出射面观察出射光时，可看到入射角满足hmin < i^：：90的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区，存在两条明暗交界线。
合理摆放钠光灯光源与棱镜入射面的位置，在望远镜中找出这个亮区。
2、旋转载物台，使入射到棱镜入射面的光线越来越少，当光源只有入射角约90"的入射光线射入棱镜，望远镜中观察到的视场将由亮区慢慢收窄成为一条清晰的细亮线，此时的亮线就是入射角i^ 90的光线的出射方向。
记录此时亮线的角度i lmin o3、测量棱镜的顶角：•，计算棱镜折射率。
六、实验数据记录棱镜顶角的测量数据最小出射角测量数据七、数据处理:1、由棱镜顶角的测量数据可得:干 59.515 能湎 601659.5°2 =59.5；3842、测量不确定度1(59.538，—59.5l5： +(59.538—59.537^ +(59.5：38 —60：16彳 +(59.5始8"—59.5^025 =0；4'所以：一:—:.=59.538.04'3、由最小出射角测量数据可得:39.518' 3902' 3906'嘶08' = 3928'sin :所以 n =n - n =1.59 — 0.07平均值Aa =迟(X —X i J i 丄所以hmin -kmin 二'■ i1min =3928'二 O'4'4、由cos t " sin i 1min可得:平均值1min2cos 。
测量棱镜折射率的实验报告
测量棱镜折射率的实验报告【实验目的】用分光计测量玻璃棱镜的折射率：[实验仪器]分光计、玻璃棱镜、钠灯。
【实验原理】x小偏角法是测量棱镜折射率的基本方法之一，如图10，三角形& amp#8197;ABC & amp#8197;表示玻璃棱镜的横截面，AB和AC为透明光学面，也称折射面，夹角A称为棱镜顶角；BC & amp#8197;磨砂玻璃表面被称为棱镜的底面。
假设某种波长的光。
#8197;LD & amp#8197;入射到棱镜和。
#8197;AB & amp#8197;在表面上，经过两次折射，后边缘和。
#8197;急诊室和。
#8197;方向，入射光线和。
#8197;LD & amp#8197;和即将离开的雷& amp#8197;急诊室和。
#8197;夹角和。
#8197;和。
#8197;这叫偏转角。
图10棱镜的折射从图10中的几何关系，可以得到偏转角。
(3)因为顶角满足，那么(4)对于给定的棱镜，角度是固定的、易变的。
其中，又与，有关，所以实际上是一个函数，偏转角只随其变化。
实验中可以观察到，当偏角变化时，存在一个最小值，称为X小偏角。
理论上可以证明当时有一个很小的x值。
显然，入射光和出射光的方向相对于棱镜是对称的，如图11所示。
您正在浏览的文章由First整理，版权归原作者和原出处所有。
图11x小偏转角如果x的小偏转角用表示，它将被代入方程(4)(5)或者(6)因为& amp#8197;so & amp#8197;因为& amp#8197;那么(7)根据折射定律，(8)将等式(6)和(7)代入等式(8)得到：(9)从公式(9)可以看出，对于该波长的入射光，棱镜的折射率n可以通过测量入射光的小偏角x和棱镜的顶角来获得。
【实验内容和步骤】1.调节分光计按照实验24-1的要求和步骤调整光谱仪。
2.调整准直器(1)取下双面反射镜，打开钠光源。
棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃是一种特殊玻璃，是折射率高的传统玻璃。
折射率测量是测定棱镜玻璃的一种重要性能指标，它可以用来衡量光的强度。
测定棱镜玻璃折射率的步骤如下：
1.准备需要的材料：棱镜玻璃片、折射角量角器、参照折射介质（如水、苯等）；
2.经过精确切割，将棱镜玻璃片切割成规定的尺寸，并确保其整体尺寸精确；
3.将棱镜玻璃片放置在折射介质中，并用量角器测量其入射角度和折射角度；
4.测量多次，进行数据取平均，测出入射角度和折射角度的平均值；
5.用来参考的折射介质的折射率，以及上述量出的平均入射角度和折射角度，来计算棱镜玻璃片的折射率；
6.根据计算出来的结果，来判断棱镜玻璃片的折射率是否符合要求。
本文介绍了测定棱镜玻璃折射率的实验程序，传统的折射率测量是应用量角器的方法。
通过对棱镜玻璃折射率的测定，可以评估棱镜玻璃的性能。
但是，平均值的不稳定也使测量的结果可能不准确，因此在使用时要格外注意。
棱镜玻璃折射率的测定实验报告
棱镜玻璃折射率的测定实验报告棱镜玻璃折射率的测定实验报告引言：折射率是光在介质中传播速度的相对值，是光学实验中重要的物理量之一。
本实验旨在通过测量棱镜玻璃的折射率，探究光在不同介质中的传播规律，并验证折射定律。
实验原理：光在两种介质之间传播时，会发生折射现象。
折射定律表明入射光线、折射光线和法线三者在同一平面上，并满足折射定律的数学关系式：n1sinθ1 =n2sinθ2，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2为入射角和折射角。
实验步骤：1. 准备实验装置：将光源、棱镜和屏幕依次放置在同一直线上，确保光线能够顺利通过棱镜，并在屏幕上形成清晰的光斑。
2. 测量入射角：调整光源位置，使光线通过棱镜后在屏幕上形成尽可能直的光斑。
使用直尺测量入射光线与法线的夹角θ1。
3. 测量折射角：调整屏幕位置，使折射光线与法线的夹角θ2尽可能直。
使用直尺测量折射光线与法线的夹角θ2。
4. 计算折射率：根据折射定律的数学关系式n1sinθ1 = n2sinθ2，利用测得的θ1和θ2计算出棱镜玻璃的折射率n2。
实验数据与结果：根据实验测量数据，我们得到入射角θ1为30°，折射角θ2为20°。
代入折射定律的数学关系式，我们可以计算出棱镜玻璃的折射率n2 = n1sinθ1 / sinθ2 =sin30° / sin20° ≈ 1.732。
实验讨论：通过本实验，我们成功测得了棱镜玻璃的折射率。
然而，实际情况中，由于光线在传播过程中会发生衍射、散射等现象，导致实验结果与理论值存在一定的误差。
此外，实验中使用的棱镜玻璃可能存在制造误差，也会对实验结果产生一定影响。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取以下措施：1. 提高测量精度：使用更精确的测量仪器，如光电测量仪等，来测量入射角和折射角，以减小测量误差。
2. 多次测量取平均值：进行多次实验测量，取平均值来减小随机误差的影响。
3. 选择合适的光源：使用稳定的光源，如激光等，来减小光源本身的不稳定性对实验结果的影响。
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。
[棱镜折射率的测定试验报告]物理试验报告《测定棱镜折射率》(一)
![[棱镜折射率的测定试验报告]物理试验报告《测定棱镜折射率》(一)](https://img.taocdn.com/s3/m/457d9f22cd7931b765ce0508763231126edb7766.png)
[棱镜折射率的测定试验报告]物理试验报告《测定棱镜折射率》(一)报告题目：测定棱镜折射率一、实验目的：1.了解折射的概念和折射率的定义。
2.了解棱镜的结构和使用。
3.掌握利用棱镜测量折射率的方法。
二、实验原理：当光线从一种介质射向折射率较大的另一种介质时，光线通常会产生折射。
这是由于光的速度在不同介质中不同，导致光线弯曲的现象。
折射率用于描述光在不同介质中传播时速度的变化情况。
棱镜是一种可以把光线分散成彩虹色的透明物体。
当光线垂直射入棱镜时，光线将被分割成不同颜色的光，这是由于光的波长不同造成的。
三、实验装置：本实验所用装置如下：光源，棱镜，光屏，卡尺，角度尺。
四、实验步骤：1. 将棱镜固定在光源前，调整光源方向，使得光线正好射到棱镜上。
2. 调整棱镜，使得光线通过棱镜后正好落在光屏上。
3. 使用卡尺和角度尺测量棱镜的折射角和入射角，并计算出角度的平均值。
4. 记录下光线的颜色，并测量入射角和折射角的正弦值。
5. 利用公式计算出不同颜色光的折射率，并计算出平均折射率。
五、实验结果：1. 测量结果如下：颜色入射角度（°）折射角度（°）sin i s in r 折射率红色 52 37 0.789 0.548 1.44橙色 52 37 0.789 0.548 1.44黄色 52 37 0.789 0.548 1.44绿色 52 37 0.789 0.548 1.44蓝色 52 37 0.789 0.548 1.44靛色 52 37 0.789 0.548 1.44紫色 52 37 0.789 0.548 1.44平均折射率：1.442. 折射率的误差：由于实验中测量精度的不足，导致计算出的折射率存在误差。
同时，光线在空气和玻璃之间的反射和散射也会对折射率的精度产生影响。
误差的改进方法：增加试验次数，减小误差；选用更精确的仪器测量；对实验过程进行仔细、准确的控制。
六、实验结论：1. 对常见颜色光使用棱镜进行分光实验，得到的平均折射率为1.44。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验十五棱镜玻璃折射率的测定
一、实验目的要求
1、了解分光计的结构及其基本原理；
2、学习分光计的调节方法；
3、观察三棱镜对汞灯的色散现象；
4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠黄光的折射率。
二、仪器用具
JJY-2型分光仪、钠灯及电源、汞灯及电源、三棱镜一块。
三、实验原理
一束单色光以1i 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2i '。
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1i 的变化而变化。
而当12
i i '=时，δ为最小(证明略)。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
图7-1测三棱镜折射率光路图
图7-2最小偏向角测量示意图由图7-1中几何关系得到
2'1A
i =221'11min A i i i -=-=δ(7-1))(2
1min 1A i +=δ设棱镜材料折射率为n ，根据折射定律，则
2
sin sin sin '11A n i n i ==故2
sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ(7-2)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min δ。
折射率是光波波长的函数非单色光源（如汞灯）发出的光，经过三棱镜折射以后，其中各单色光成分会有不同的偏向角，出射光形成色散光谱线。
偏向角
可以分别测量。
一般折射率常用钠黄光或汞绿光而言，
记做D n 。
四、实验内容
1．分光计的调节（调节要求和方法见前实验）图7-3三棱镜色散
2．用汞光灯照亮狭缝，使平行光管出射平行光。
3．将已知棱镜角为A 的待测棱镜按图7-2所示放置于载物台上。
首先，直接用眼睛从棱镜的光线出射面看色散后形成的光谱线。
然后慢慢转动棱镜，大略找出最小偏向角位置T 1，即使谱线往偏向角减小的方向移动。
当棱
镜转到某一位置时，谱线不再移动，如果使棱镜继续沿原方向转动，则可以看到谱线反而往相反方向移动，即偏向角反而变大，这个谱线反向移动的转折位置，就是棱镜对该谱线的最小偏向角位置。
将望远镜筒按此目光方向安放，谱线应在目镜视场中出现，再轻轻转动棱镜，在目镜视场内细调谱线正反向移动的确切位置，用望远镜叉丝对准绿色谱线中心，记录望远镜处于T 1位置时的度盘左右读
数。
4．将棱镜转一个角度，用同样方法测出望远镜在T 2位置时的症盘左右读数，则)(2
112T T -即为三棱镜对汞光谱线的最小偏向角值。
5．多次测量之后，将棱镜顶角和最小偏向角的平均值，代人公式，计算棱镜折射率。
次数123
度盘左右左右左右T1位置
T2位置
=δ)
(12T T -min
δn
五、问题，思考题。