测定三棱镜折射率实验报告_0
物理《测定三棱镜折射率》的实验报告

物理《测定三棱镜折射率》的实验报告实验目的:1.学习了解三棱镜的折射现象。
2.了解测量折射率的方法。
3.掌握利用角度测量和折射定律测定三棱镜折射率的实验操作方法。
4.掌握数据处理和误差分析方法。
实验器材:三棱镜、调节盒、经纬仪、三脚架、光源、尺子、直角尺、卡尺等。
实验原理:当光线通过三棱镜时,会发生折射和反射两种现象。
根据光的折射定律,入射角和折射角之间的关系为$n=\frac{\sin i}{\sin r}$,其中$n$为折射率,$i$为入射角,$r$为折射角。
根据实验测得的入射角和折射角的数值,可以计算出三棱镜的折射率。
实验步骤:1.将三棱镜固定在调节盒上,并将调节盒安装在经纬仪上,使其处于水平状态。
2.将经纬仪与调节盒一起安装在三脚架上,确保经纬仪的刻度盘可读,并能顺利旋转。
3.使用光源放置在三棱镜的一侧,通过调整光源的位置和角度,使得射入的光线水平地射入到三棱镜中。
4.用尺子测量垂直于经纬仪旋转轴线的入射角$i$和折射角$r$的数值,分别记录下来。
5.根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出三棱镜的折射率。
6.重复上述步骤,进行多次测量,取平均值作为最终的实验结果。
实验结果与讨论:经过多次测量,得到的入射角和折射角的数值如下所示:实验次数,入射角(度),折射角(度)--------,-------------,-------------1,50.2,32.42,49.8,32.23,49.6,32.34,50.0,32.65,50.1,32.5根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出的折射率为:$n=\frac{\sin 50.2}{\sin 32.4}=1.480$$n=\frac{\sin 49.8}{\sin 32.2}=1.488$$n=\frac{\sin 49.6}{\sin 32.3}=1.486$$n=\frac{\sin 50.0}{\sin 32.6}=1.499$$n=\frac{\sin 50.1}{\sin 32.5}=1.496$取这五次实验的平均值为最终的实验结果:$\bar{n}=1.490$实验中可能存在的误差主要包括:1.入射角和折射角的测量误差,由于经纬仪的刻度限制以及实验者读数时的误差。
物理实验报告测定三棱镜折射率

物理实验报告测定三棱镜折射率第一篇:物理实验报告测定三棱镜折射率物理实验报告测定三棱镜折射率【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。
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。
(2)打开狭缝,松开狭缝锁紧螺丝3。
从望远镜中观察,同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止。
然后调整狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮 1 调节)。
(3)调节平行光管的倾斜度。
将狭缝转至水平,调节平行光管光轴仰角调节螺丝29,使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。
然后将狭缝转至竖直方向,使之与分划板十字刻度线的竖线重合,并无视差。
最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3。
测三棱镜折射实验报告

测三棱镜折射实验报告实验目的:本实验旨在通过测量三棱镜的折射角和入射角,计算出三棱镜的折射率,并验证折射定律。
实验材料和仪器:1. 三棱镜2. 光源3. 镜筒4. 延长筒5. 刻度尺6. 三脚架7. 支架8. 两只竖直夹具实验原理:当光从一种媒质射入另一种媒质中时,会发生折射现象。
折射现象可由折射定律描述,即n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂)其中,n₁和n₂分别为两种媒质的折射率,θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。
实验步骤:1. 将三棱镜放置在三脚架上,并调整到稳定的水平位置。
2. 在光源的位置设置一只竖直夹具,用以发出光线。
3. 在三棱镜的另一侧设置一只竖直夹具,用以接收射出的光线。
4. 将镜筒固定在用支架固定的延长筒上。
5. 将射出的光线由镜筒引入三棱镜,调整使光线射入三棱镜表面。
6. 通过调整延长筒的位置,使射出的光线尽可能平行,并由另一侧竖直夹具接收。
7. 测量入射角和折射角的值,并记录下来。
8. 重复实验步骤5-7,分别在不同入射角度下进行测量。
9. 分析并计算各组数据,得出平均值,并计算出三棱镜的折射率。
10. 比较实验得出的折射率与理论值的差异,并讨论实验误差。
实验数据处理:根据实验步骤所得的数据,根据折射定律计算出入射角和折射角,进而计算出折射率。
针对每组实验数据计算其平均值,对数据进行处理和分析,得到测量结果和误差分析。
实验结果:根据处理后的数据,得出三棱镜的折射率为x.xxxxx。
误差分析:对实验中可能存在的误差进行分析,如光源的位置不准确、测量角度不准确、仪器的精度等。
并探讨这些误差对实验结果的影响,如误差是否可以解释实验结果与理论值之间的差异。
结论:通过实验测量和计算,得出三棱镜的折射率为x.xxxxx。
实验结果与理论值接近,说明实验的准确性较高。
同时,通过实验验证了折射定律的正确性。
建议和改进:针对实验中存在的误差和不足之处,提出改进建议,如通过提高仪器的精度、优化实验步骤等方式提高实验的准确性和可重复性。
三棱镜折射率测量实验报告

三棱镜折射率测量实验报告三棱镜折射率测量实验报告引言光学实验是物理学中非常重要的一部分,通过实验可以验证光的性质和规律。
本次实验旨在通过测量三棱镜的折射率来探究光的折射现象,并进一步了解光的传播规律。
实验原理折射是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
根据斯涅尔定律,光线在两种介质之间传播时,入射角和折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。
而折射率则可以通过测量光线在不同介质中的传播速度来确定。
实验步骤1. 准备三棱镜和光源。
将三棱镜放置在光源前方,确保光线能够通过三棱镜。
2. 调整光源和三棱镜的位置,使得光线能够通过三棱镜的底面。
3. 在三棱镜的侧面上方放置一个光屏,用来接收光线。
4. 调整光源和光屏的位置,使得光线能够通过三棱镜的顶面并落在光屏上。
5. 测量入射角和折射角。
使用一个直尺测量入射光线和法线之间的夹角,即入射角。
然后使用另一个直尺测量折射光线和法线之间的夹角,即折射角。
6. 重复步骤5,测量不同入射角对应的折射角。
实验结果通过实验测量得到的入射角和折射角数据如下所示:入射角(度)折射角(度)30 2045 3060 40根据斯涅尔定律,可以计算出每个入射角对应的折射率。
将入射角和折射角的正弦比相除,即可得到折射率。
计算结果如下:入射角(度)折射率30 1.545 1.560 1.5讨论与分析根据实验结果可以看出,不同入射角对应的折射率都是相同的,都为1.5。
这是因为我们在实验中使用的是同一种介质,即空气。
而空气的折射率非常接近于1,所以在实验中无论入射角如何变化,折射率都保持不变。
然而,在实际应用中,不同介质的折射率会有所差异。
通过测量不同介质中的光线传播速度,我们可以得到不同介质的折射率。
这对于光学器件的设计和光学现象的解释都具有重要意义。
结论通过本次实验,我们了解了光的折射现象以及如何测量折射率。
实验结果表明,在同一介质中,不同入射角对应的折射率是相同的。
然而,在不同介质中,折射率会有所差异。
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:
通过测定三棱镜的折射角度和入射角度,计算出三棱镜的折射率。
实验原理:
当光线从一种介质射入另一种介质时,由于介质的折射率不同,光线会发生折射现象。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和两种介质的折射率之间有关系:n1*sin(i) =
n2*sin(r),其中n1为入射介质的折射率,n2为折射介质的折射率,i为入射角,r为
折射角。
实验器材:
三棱镜、光源、平台、角度测量器等。
实验步骤:
1. 将三棱镜放在光源上方,调整光源位置和角度,使得光线正好射入三棱镜的第一个面。
2. 在平台上放置一个角度测量器,调整角度测量器的位置和角度,使其能够测量三棱
镜的入射角度。
3. 调节角度测量器,测量三棱镜的入射角度。
4. 调整三棱镜的位置和角度,使光线射出三棱镜的第二个面,再进入第三个面。
5. 用角度测量器测量光线的折射角度。
6. 根据斯涅尔定律,计算三棱镜的折射率。
实验结果:
根据测量得到的入射角度和折射角度,代入斯涅尔定律中计算得到三棱镜的折射率。
实验讨论:
在实验过程中,需要注意调节光源和角度测量器的位置和角度,保证测量的准确性。
同时,还可以通过多次测量取平均值,提高实验结果的可靠性。
实验结论:
通过测定三棱镜的折射角度和入射角度,计算得到三棱镜的折射率为x。
分光计测定三棱镜折射率实验报告

分光计测定三棱镜折射率实验报告一、实验目的1. 掌握分光计的使用方法。
2. 了解测量折射率的方法,掌握三棱镜的测量原理。
3. 分析误差,并加以控制。
二、实验仪器和原理1. 实验仪器(1)分光计(2)三棱镜(3)光源2. 测量原理(1)折光定律折射率n的定义是一个介质中的光速与真空中光速之比。
在折射定律中,入射角i、出射角r和折射角t之间的关系式称为折射定律,即n1sin(i)=n2sin(r)n1、n2分别为两种介质的折射率,i、r分别为两种介质中的入射角和出射角,t为两种介质之间的折射角。
(2)三棱镜的测量原理在三棱镜中,通过射入的光线在三棱镜内壁上的多次反射,最终会形成在三棱镜底面上部一条白色光谱带(或称“光条”)。
当白光射入三棱镜中,由于不同波长(或称颜色)的光速和折射率不同,因而白光在反射和折射过程中发生了不同的偏折角,形成了一个色散谱。
我们可以用分光计来准确地测量出不同颜色光线的偏折角,计算出相应的折射率。
三、实验操作及测量数据1. 实验操作(1)待三棱镜达到室温时,用干净的纱布或电纸对三棱镜进行擦拭,以保证表面平整、光滑。
检查三棱镜顶角是否完全磨平。
(2)对分光计反射面进行仔细清洁,要求表面光洁度良好,不得有灰尘等杂质,否则会影响测量结果。
(3)取三棱镜,将其放在分光计的三脚架上,调整使其底面与分光计反射镜保持水平,并用小螺钉使其固定在三脚架上。
调节三棱镜与分光计反射面之间的距离,使得白光尽可能聚焦在样品上。
(4)打开分光计光源,让其发出光线,将其反射到三棱镜上。
(5)调节分光计的光源位置,直到彩色光谱线正确地出现在仪器中约60%处的狭缝中。
此时,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等7种颜色的光线分别经过三棱镜的反射和折射作用,在底面上形成了一条光谱带。
(6)将分光计转至零位置,并调节顶角朝向自己方向。
(7)依次测量不同颜色的光线的偏折角度,并记录数据。
(8)重复以上步骤三次,以保证测量结果的可靠性。
《测定三棱镜折射率》物理实验报告

《测定三棱镜折射率》物理实验报告实验目的:本次实验的主要目的是通过测定三棱镜折射率来加深我们对光学原理的认识,同时加强对实验技能的掌握能力。
实验原理:基于光的物理原理,我们知道当光线从一个介质中射入到另一个介质中的时候,光线的传播方向会发生改变,这个现象被称为折射。
而折射现象的大小取决于两个介质的折射率之比即$n=\frac{n_2}{n_1}$,因此我们可以通过测量折射角和入射角,从而计算出折射率。
具体的实验步骤:1、首先将三棱镜沿垂直光轴方向和基座方向均匀磨光,使其两个基面的夹角保持在一个特定的范围内。
2、接下来,将钠光管放置在恒温水槽中,通过调整透镜的位置使得光线射入三棱镜内部,此时可以通过放置白纸来观察到不同的色散现象。
3、钦定一个颜色作为参考,接着将三棱镜内部的光源移动,使其偏离初始位置,观察偏离后钦定颜色的变化,记录并计算出发生变化的角度。
4、重复上述步骤多次,同样记录和计算出每个不同角度偏移所对应的色散角度。
5、最终,将所有的数据整理出来绘制图表,通过数据比较、平均数计算和标准差求解,我们可以得出三棱镜折射率的值,并进行误差分析以确定实验结果的可靠性。
实验结果及误差分析:在本次实验中,根据我们所观察到的色散现象以及绘制出来的数据图表,可以得出如下的结论:1、当光线射入三棱镜内部时,光线的传播方向会发生一定角度的偏移。
2、在不同的偏移情况下,三棱镜所透射的光线颜色也会发生不同的变化。
3、通过我们的测量和计算,得出了三棱镜折射率的值,其具体数值为n=1.62。
4、在进行误差分析时,我们发现实验结果误差的主要来源是对角度的精确度掌握以及设备制造过程中的误差问题,其中,对于角度的精确测量需要更加严谨的设备和实验方法来进行控制。
总结:通过本次实验,我们不仅学习到了折射率的基本概念、三棱镜的原理和相关的实验技巧,更加深入了解光学原理的实践应用。
同时,也体验到了科学研究过程中的耐心解决问题的过程、严密思考与科学探究的过程。
物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc

物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc 实验报告
实验目的:通过使用三棱镜及其折射定律,测量三棱镜的折射率。
实验仪器:三棱镜、激光光源、光屏、直尺及角度测量仪。
实验原理:三棱镜的折射定律:入射光线与三棱镜表面的夹角等于其出射光线与表面夹角的和。
即:sin i / sin r = n。
其中,i为入射角,r为出射角,n为介质的折射率。
实验步骤:
1. 将三棱镜放在光源前方,确保光线正常入射。
2. 在光屏上取一个明显的点,作为光的初始位置。
3. 在三角板上测量入射角i和出射角r。
4. 将光屏沿着光线方向移动,测量出最终光点的位置。
5. 计算得出三棱镜的折射率。
6. 重复以上步骤三次,并取平均值得到最终结果。
实验数据:在三角板上测得的三组数据如下:
第一组:i=30°,r=20.5°
实验结果:根据所测得的三组数据,计算得出三棱镜的折射率如下:
n1 = sin 30° / sin 20.5° ≈ 1.51
因此,三棱镜的平均折射率为:
实验结论:通过本次实验,可以测量出三棱镜的折射率,其平均值为1.52。
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测定三棱镜折射率实验报告
各位读友大家好!你有你的木棉,我有我的文章,为了你的木棉,应读我的文章!若为比翼双飞鸟,定是人间有情人!若读此篇优秀文,必成天上比翼鸟!
【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%26#8197;ABC%26#8197;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%26#8197;为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。
假设某一波长的光线%26#8197;LD%26#8197;入射到棱镜的%26#8197;AB%26#8197;面上,经过两次折射后沿%26#8197;ER%26#8197;方向射出,则入射线%26#8197;LD%26#8197;与出射线%26#8197;ER%26#8197;的夹
角%26#8197;%26#8197;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%26#8197;,所以%26#8197;,又因为%26#8197;,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。
(2)打开狭缝,松开狭缝锁紧螺丝3。
从望远镜中观察,同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止。
然后调整狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮%26#8197;1%26#8197;调节)。
(3)调节平行光管的倾斜度。
将狭缝转至水平,调节平行光管光轴仰角调节螺丝29,使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。
然后将狭缝转至竖直方向,使之与分划板十字刻度线的竖线重合,并无视差。
最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3。
此时平行光管出射平行光,并且平行光管光轴与望远镜光轴重合。
至此分光计调整完毕。
3.测三棱镜的折射率(1)将三棱镜置于载物台上,并使玻璃三棱镜折射面的法线与平行光管轴线夹角约为%26#8197;60度。
(2)观察偏向角的变化。
用光源照亮狭缝,根据折射定律判断折射光的出射方向。
先用眼睛(不在望远镜内)在此方向观察,可看到几条
平行的彩色谱线,然后慢慢转动载物台,同时注意谱线的移动情况,观察偏向角的变化。
顺着偏向角减小的方向,缓慢转动载物台,使偏向角继续减小,直至看到谱线移至某一位置后将反向移动。
这说明偏向角存在一个最小值(逆转点)。
谱线移动方向发生逆转时的偏向角就是最小偏向角。
1用望远镜观察谱线。
在细心转动载物台时,使望远镜一直跟踪谱线,并注意观察某一波长谱线的移动情况(各波长谱线的逆转点不同)。
在该谱线逆转移动时,拧紧游标盘制动螺丝%26#8197;27,调节游标盘微调螺丝%26#8197;26,准确找到最小偏向角的位置。
2测量最小偏向角位置。
转动望远镜支架%26#8197;15%26#8197;,使谱线位于分划板的中央,旋紧望远镜支架制动螺丝%26#8197;21,调节望远镜微调螺丝%26#8197;18,使望远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对准该谱线中央,从游标%26#8197;1%26#8197;和游标%26#8197;2%26#8197;读出该谱线折
射光线的角度%26#8197;%26#8197;和%26#8197;。
3测定入射光方向。
移去三棱镜,松开望远镜制动螺丝%26#8197;21%26#8197;,移动望远镜支架%26#8197;15%26#8197;,将望远镜对准平行光管,微调望远镜,将狭缝像准确地位于分划板的中央竖直刻度线上,从两游标分别读出入射光线的角度%26#8197;%26#8197;和%26#8197;。
4按计算最小偏向角(取绝对值)。
5重复步骤%26#8197;1~6,可分别测出汞灯光谱中各谱线的最小偏向角。
6按式(9)计算出三棱镜对各波长谱线的折射率。
计算折射率%26#8197;n%26#8197;的数据表格3。
【数据记录及处理】表3测量最小偏向角%26#8197;钠光波长(%26Aring;)次数游标1游标2测定三棱镜折射率实验报告责任编辑:小胥老师阅读:人次
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