调节分光计并测定三棱镜的折射率实验报告及误差分析 大学物理实验实验5
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。
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。
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。
分光计的调整和三棱镜折射率的测定
分光计的调整和三棱镜折射率的测定（2）载物小平台：载物小平台（简称载物台）是用来放置待测物件的。
台面下方装有3个水平调节螺丝，用来调整台面的倾斜度。
（3）读数装置：读数装置是由刻度圆盘、游标圆盘组成[如图5（a ）所示]。
角度游标读数的方法与游标卡尺的读数方法相似，如图5（b ）所示，其读数为'12116'12116︒=+==︒=B A B A θ测量时，要同时记下两游标指示的度数，然后算出每个游标两次读数的差，再取其平均值。
3、最小偏角法测折射率 一束平行单色光，入射AB 面，经折射后从AC 射出（如图6所示），入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。
当入射角i 等于出射角i ′时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，以m in δ表示。
()()''r i r i -+-=δ当'i i =时，由折射定律得 'r r =故有()r i -=2min δ （1） 又因 A r r =+' 故有 2Ar =（2） 由（1）式和（2）式得 2minδ+=A i由折射定律得 2sin2sinsin sin minA A rin δ+==（3） 因此，只要测出三棱镜的顶角A 和最小偏向角m in δ，就可算出棱镜对单色钠光的折射率。
一、实验步骤 1、调整分光计 （1）任务和目的：①望远镜能够接收平行光（或调焦到无穷远处）。
②平行光管能够发射平行光。
③望远镜的主光轴垂直于分光计。
④平行光管主光轴与望远镜主光轴同轴等高。
（2）步骤：①粗调（目测判断）：使望远镜、平行光管和载物台面大致垂直于中心轴。
②细调：调整望远镜适合观察平行光。
调节目镜，使视场中能清晰地看到“十”字形叉丝。
调节望远镜主光轴垂直于分光计的中心轴。
按图7（a）的方式，将双面镜置在载物台上。
找到“十”字斑的像后，调节望远镜中的叉丝套筒，消除视差，使在望远镜中能清晰地看到像。
采用渐近法（或称各自半调节法）调节，使得平面镜法线与望远镜主光轴平行，“十”字两光斑的反射像与“十”字形叉丝的上焦点重合（如图8）。
大学物理实验 分光计的调整和三棱镜折射率的测定
实验二十分光计的调整和三棱镜折射率的测定【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．了解测定棱镜顶角的方法。
3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
【实验器材】分光计、钠灯、三棱镜、双面平面镜。
【实验原理】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。
下面以学生型分光计（JJY型）为例，说明它的结构、工作原理和调节方法。
一、分光计的结构分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，图5-11-1 分光计1-狭缝装置 2-狭缝装置锁紧螺钉 3-平行光管 4-制动架（一） 5-载物台 6-载物台调节螺钉（3只）7-载物台锁紧螺钉 8-望远镜 9-目镜锁紧螺钉 10-分划板 11-目镜调节手轮 12-望远镜仰角调节螺钉13-望远镜水平调节螺钉 14-望远镜微调螺钉 15-转座与刻度盘制动螺钉 16-望远镜制动螺钉 17-制动架（二） 18-底座 19-转座 20-刻度盘 21-游标盘 22-游标盘微调螺钉 23-游标盘制动螺钉 24-平行光管水平调节螺钉 25-平行光管仰角调节螺钉 26-狭缝宽度调节手轮每部分均有特定的调节螺钉，图5-11-1为JJY 型分光计的结构外型图。
1．分光计的底座要求平稳而坚实。
在底座的中央固定着中心轴，望远镜、刻度盘和游标内盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。
2．平行光管固定在底座的立柱上，它是用来产生平行光的。
其一端装有消色差的汇聚透镜，另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据需要可在0.02～2ｍｍ范围内调节。
3．望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起，套在主刻度盘上，它是用来观察目标和确定光线的传播方向。
望远镜由目镜系统和物镜组成，为了调节和测量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼此可以相对移动，也可以用螺钉固定，如图5-11-2所示，在中管的分划板下方紧贴一块450全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小十字窗口，照明小灯发出的光线从小棱镜的另一直角边入射，从450反射面反射到分划板上，透光部分在分划板上便形成一个明亮的十字窗。
大学物理实验讲义实验05分光计的调节三棱镜折射率测定
实验 6 分光计的调节三棱镜折射率测定分光计是一种精确测量角度的光学仪器。
利用它不但能测出反射角、透明介质的折射角、光栅的衍射角、棱镜的顶角、劈尖的角度，从而确定与这些角度有关的物理量，如折射率、光波波长、色散率、光栅常数等，而且它的结构和调节方法与其它一些光学仪器（如摄谱仪、单色仪等）相类似。
因此，有必要掌握分光计的调整和使用方法。
当光从一种介质进入另一种介质时，光线将产生偏折，这就是光的折射。
当一束平行光通过棱镜玻璃时，光也发生折射。
对同一波长的光，不同的棱镜材料折射率不同，同一种棱镜材料，对于不同波长的入射光其折射率也不相同，如果入射光为多种波长的光组成的复合光，在棱镜后面的观察屏上将观察到折射光谱，即观察到色散现象。
本实验通过观察汞光谱线通过三棱镜后的折射光谱，了解光的色散现象，并用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。
【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.观察光的色散现象。
4.学习三棱镜顶角的测量方法。
5.学习用最小偏向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. 用最小偏向角法测三棱镜的折射率n如图 10-1 所示，有一折射率为n 的三棱镜，一束平行的单色光以入射角i1（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i2，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 i1等于出射角i2时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角m in 。
图 6-1 三棱镜的折射由图 6-1a 可知：(i1r1) (i 2r2 )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：sin i1nsin r1n sin r2s in i2当 i1i2时，由式（6-2）和式（6-3）得到 r1r2，于是，式（6-1）可写成：min 2(i1r1)又因为r1r22r1D(A)A即Ar12由式（ 6-4）、式（ 6-5）有：Amini12（ 6 -1）（ 6 -2）（ 6 -3）（ 6 -4）（ 6 -5）将上式代入式（6-2）并考虑到式（6-5），得：sin i1sinAmin（ 1n2sin r1A0-6）sin2从式（ 6-6）可知，只要测出三棱镜顶角 A 和最小偏向角m in ，就可以计算出棱镜玻璃对该波长的单色光的折射率n 。
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。
大学物理实验 分光计的调整和三棱镜折射率的测定
实验二十分光计得调整与三棱镜折射率得测定【实验目得】1.了解分光计得结构,掌握调节与使用分光计得方法。
2．了解测定棱镜顶角得方法。
3.用最小偏向角法测定棱镜玻璃得折射率。
【实验器材】分光计、钠灯、三棱镜、双面平面镜。
【实验原理】分光计就是一种常用得光学仪器,实际上就就是一种精密得测角仪,在几何光学实验中,主要用来测定棱镜角、光束得偏向角等,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、测量光谱线得波长等。
下面以学生型分光计(JJY型）为例,说明它得结构、工作原理与调节方法。
一、分光计得结构分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台与刻度圆盘等几部分组成，图5-11-1 分光计1-狭缝装置 2-狭缝装置锁紧螺钉 3-平行光管 4-制动架(一) 5-载物台 6-载物台调节螺钉(3只) 7-载物台锁紧螺钉 8-望远镜 9-目镜锁紧螺钉 10-分划板 11-目镜调节手轮 12-望远镜仰角调节螺钉13-望远镜水平调节螺钉 14-望远镜微调螺钉 15-转座与刻度盘制动螺钉 16-望远镜制动螺钉 17-制动架(二) 18-底座 19-转座 20-刻度盘 21-游标盘 22-游标盘微调螺钉 23-游标盘制动螺钉 24-平行每部分均有特定得调节螺钉,图5-1１-1为J ＪY 型分光计得结构外型图。
1．分光计得底座要求平稳而坚实。
在底座得中央固定着中心轴,望远镜、刻度盘与游标内盘套在中心轴上,可以绕中心轴旋转。
2.平行光管固定在底座得立柱上,它就是用来产生平行光得。
其一端装有消色差得汇聚透镜，另一端装有狭缝得圆筒，狭缝得宽度根据需要可在0、02～2ｍm范围内调节。
3.望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起,套在主刻度盘上,它就是用来观察目标与确定光线得传播方向。
望远镜由目镜系统与物镜组成,为了调节与测量,物镜与目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管与中管内,三个管彼此可以相对移动,也可以用螺钉固定，如图5-１1-2所示，在中管得分划板下方紧贴一块450全反射小棱镜,棱镜与分划板得粘贴部分涂成黑色,仅留一个绿色得小十字窗口，照明小灯发出得光线从小棱镜得另一直角边入射,从450反射面反射到分划板上,透光部分在分划板上便形成一个明亮得十字窗。