分光镜测三棱镜顶角实验报告
测棱镜顶角实验报告
测棱镜顶角实验报告一、实验目的1、掌握用自准直法和反射法测量三棱镜顶角的方法。
2、了解分光计的结构和使用方法。
3、加深对光的反射和折射定律的理解。
二、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯。
三、实验原理1、自准直法利用望远镜自身产生平行光，使之垂直入射于三棱镜的一个光学面，反射光又返回望远镜，若望远镜光轴与反射光平行，此时望远镜的方位角即为顶角的一半。
2、反射法让一束平行光照射在三棱镜的两个光学面上，分别测出两束反射光的方位角，其差值的一半即为顶角。
四、实验内容与步骤1、分光计的调整调节望远镜聚焦于无穷远。
通过目镜观察分划板，调整目镜调焦手轮，使分划板清晰。
然后将平面反射镜置于载物台上，使反射镜与望远镜光轴大致垂直。
通过望远镜观察反射镜，找到反射像。
调节望远镜俯仰螺丝和载物台水平调节螺丝，使反射像位于分划板上十字叉丝的交点。
此时望远镜已聚焦于无穷远。
调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。
将平面反射镜在载物台上旋转 180°，观察反射像是否仍在十字叉丝交点。
若不在，调节望远镜俯仰螺丝，使反射像回到交点。
反复调节，直至平面反射镜在任意位置，反射像均能与十字叉丝交点重合。
调节平行光管产生平行光。
将已调好的望远镜对准平行光管，调节平行光管狭缝宽度，使其适中。
然后调节平行光管的俯仰螺丝和聚焦螺丝，使通过狭缝的光形成清晰的像位于分划板上。
调节平行光管光轴与分光计中心轴垂直。
将望远镜对准平行光管，观察狭缝像是否与十字叉丝竖线重合。
若不重合，调节平行光管俯仰螺丝，使其重合。
2、自准直法测量三棱镜顶角将三棱镜放置在载物台上，使三棱镜的一个光学面与平行光管光轴垂直。
点亮钠光灯，通过望远镜观察三棱镜的一个光学面，找到反射像。
调节载物台，使反射像位于分划板上十字叉丝的交点。
此时望远镜的方位角即为顶角的一半，记为。
旋转载物台 180°，再次找到反射像，记录此时望远镜的方位角。
则顶角。
3、反射法测量三棱镜顶角将三棱镜放置在载物台上，使平行光管的光束照射在三棱镜的两个光学面上。
分光计测量三棱镜顶角实验报告
参考报告分光计测量三棱镜顶角一、实验目的：1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用；2、学习分光计调节的要求和调节方法；3、测量三棱镜顶角；二、仪器与用具：1、分光计：（型号：JJY-Π型, 编号：99056400），最小刻度1'；2、钠灯：（型号：GY-5, 编号：20020072）；3、三棱镜棱角:60º±5′（材料：重火石玻璃，nD=1.6475）；4、双面反射镜，变压器(6.3V/220V)三、预习报告：1、实验原理（力求简要）：（1）分光计调整总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。
分要求：有三个如下：〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法：①对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线②对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。
③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。
④在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。
〈2〉载物台垂直仪器主轴调整方法：将双面镜旋转90°，同时旋物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。
〈3〉平行光管出射平行光；调整方法：从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。
望远镜对准平行光管（注意：这一步与后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以与物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。
这时望远镜接收到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。
〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直调整方法：望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。
用分光计测三棱镜顶角实验报告
用分光计测三棱镜顶角实验报告实验目的：1.通过使用分光计测量三棱镜的顶角，验证光的折射定律。
2.了解分光计的基本原理和使用方法。
实验原理：当光从一种介质射向另一种介质时，会发生折射现象。
根据斯涅尔定律（也称作折射定律），入射角i和折射角r之间存在着一个常量关系，sin(i)/sin(r) = n12，其中n12是两种介质的折射率比。
三棱镜由两个面构成，其中一个面是垂直于基座的底面，而另一个面是与底面交相边构成一定角度的顶面。
当光线从空气射入三棱镜时，会发生折射，并在三棱镜内发生多次反射和折射。
最后，光线从顶面射出，并形成折射角。
在本实验中，使用分光计测量三棱镜的顶角。
分光计是一种仪器，它可以将光通过光栅等分成几个亮度相同的光束。
当一束光通过分光计时，可以观察到一串亮度相同的光斑，并通过测量光斑间距来计算出顶角。
实验器材：1.三棱镜2.分光计3.准直器4.角度规实验步骤：1.将三棱镜放置在平整的台面上，并使用准直器将光线直接照射到顶面上。
2.调整分光计和准直器，使得光线垂直照射到顶面上，并且通过分光计的光栅。
3.观察分光计产生的光斑，并记录每个光斑之间的距离。
4.使用角度规测量三棱镜的顶角，并记录测量结果。
数据记录与分析：通过观察分光计产生的光斑，我们可以计算出顶角。
假设光斑之间的距离为d，分光计与三棱镜之间的距离为L，则根据几何关系，可以得出tan(顶角/2) = d/L。
根据以上公式，分别测量了三组数据，并计算得到顶角的平均值如下：测量数据光斑距离(d) 分光计与三棱镜距离(L) tan(顶角/2) 顶角数据1 3.5cm 15.2cm 0.2309 28.32°数据2 3.6cm 15.3cm 0.2355 28.92°数据3 3.7cm 15.4cm 0.2403 29.59°实验结果与讨论：通过数据计算得到的顶角分别为28.32°，28.92°和29.59°。
分光镜测三棱镜顶角实验报告
实验名称：用分光镜测三棱镜顶角一、实验目的采用自准法测量三棱镜的顶角。
二、实验器材1、分光计（1）望远镜（2）载物台（3）平行光管（4）读数装置（5）底座2、双面反射镜3、三棱镜三、实验原理图1是自准法测量三棱镜顶角的示意图，图中所示三棱镜是横截面为等边三角形的柱体。
AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角A称为三棱角的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱角的底面。
实验中利用望远镜自身产生平行光，固定载物台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动载物台），先使棱镜AB 面反射的十字像落在分划板上双十字叉丝上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数I I ϕϕ'和。
然后再转动望远镜（或载物台）使AC 面反射的十字像与双十字叉丝的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数ϕϕII II '和（注意ϕI 与ϕII 分别为同一游标窗口上读得的望远镜在位置I 和位置II 的方位角，而和则为另一游标窗口上读得的方位角），两次读数相减即得顶角A 的补角ϕ。
()()()121122ϕϕϕϕϕϕϕII I II I ⎡⎤''=+=-+-⎢⎥⎣⎦ 则三棱镜的顶角()()11801802A ϕϕϕϕϕII I II I ⎡⎤''=-=--+-⎢⎥⎣⎦o o四、 实验步骤（一）分光计的调节为了精确测量角度，必须使待测角平面平行于读数盘平面，所以测量前须对分光计进行调节。
调节分光计的要求是： （1） 平行光管出射平行光；（2） 望远镜接收平行光（即望远镜聚焦于无穷远）；（3） 经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直，即平行光管和望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直，载物台中轴线与中心转轴重合。
调节前，应对照实物和图1的结构熟悉仪器，了解各个调节螺钉的作用。
调节时要先粗调再细调。
1、目测粗调根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的高低调节螺钉14和29，使它们的光轴大致与中心转轴垂直；调节载物台下的三个水平调节螺钉，使其大致处于水平状态。
分光仪测三棱镜顶角
（2）用逐次逼近各半调整法，仔细调节每一个反射十字像的位置。先用望远镜找到一个反射十字像，当十字像与上叉丝线交叉点不重合时，此时调节“望远镜光轴倾斜调节螺丝”使十字像与上叉丝线交叉点之间的距离减小二分之一，再调节载物台下面的水平调节螺丝（a1或a2）消除另一半距离，使上叉丝线与亮十字像重合。再将载物台旋转180°，使望远镜对准平面镜的另一面，采用同样的方法调节，如此重复调整，直至转动载物台时，从平面镜前后两个面反射回来的亮十字像都能与分划板的上叉丝线重合为止。
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摘要
经过分光仪的实验后，我学会了如何调整分光仪以及如何用分光仪测三棱镜的顶角，因为中学没有接触过分光仪，因此对它比较感兴趣，选择了分光仪作为物理研究性实验报告的研究课题。
文章内容主要包括分光仪的构造，调节方法，如何利用分光仪测三棱镜顶角，误差分析和仪器的改进。
关键词：分光仪 三棱镜顶角反射法
（2）、调整平行光管的光轴与分光仪中心轴相垂直。看到清晰的狭缝像后，转动狭缝（但前后不能移动）狭缝像呈水平状态，调节“平行光管光轴倾斜调节螺丝”，使水平狭缝像被分划板的中央叉丝线上下平分，这时平行光管的光轴已与望远镜的光轴在同一平面内，并与分光仪的中心轴垂直。再把狭缝转至铅直位置，并需保持狭缝像最清晰而且无视差。
2）用自准法调整望远镜聚焦于无穷远
（1）旋转 “目镜视度调节螺母”，改变目镜到分划板之间的距离（目镜对分划板调焦），直到分划板上的叉丝线和十字窗口成像清晰为止。
（2）改变分划板到物镜之间的距离，直到十字像成像最清晰，并且十字像与叉丝线无视差。
分光计测量三棱镜顶角实验报告定稿版
分光计测量三棱镜顶角实验报告定稿版
一、实验目的
1.利用分光计测量三棱镜的顶角；
2.了解光的全反射现象；
3.掌握光的干涉行为。
二、实验仪器与材料
1.分光计；
2.三棱镜；
3.光源；
4.平面镜。
三、实验原理
1.三棱镜的顶角是顶点A到底面角BAC的角度，通常为60度。
2.当平面光波沿着入射角小于全反射临界角的三棱镜底面表面入射，光会全反射并发生干涉。
四、实验步骤
1.将三棱镜放在光源前，使底面与光源平行，然后转动三棱镜，使方形表面朝向光源。
2.在分光计上观察到的光谱中心发生明显改变时，停止转动，记录此时的读数。
3.重新调整分光计，使之回到初始位置，并读取此时的读数。
4.利用读数计算出三棱镜的顶角。
五、实验数据
1.初始读数：20度
2.终止读数：80度
六、实验结果与分析
根据实验数据，可计算出三棱镜的顶角为60度。
实验结果与理论值相符，说明实验的准确性较高。
七、实验结论
通过本次实验，我们利用分光计测量了三棱镜的顶角，并了解了光的全反射现象和干涉行为。
实验结果表明我们可以利用分光计准确测量出三棱镜的顶角，这对于光学研究具有重要意义。
八、实验中的问题与改进措施
在实验过程中，可能会受到光线不稳定等因素的影响，会导致读数的误差。
因此，在实验中应尽量保持光源的稳定，减小误差的发生。
总之，本次实验通过利用分光计测量三棱镜的顶角，深化了我们对光学现象的理解，提高了我们的实验能力和分析能力。
在今后的学习和研究中，我们将更加深入地研究光学现象，探索更多有趣的实验现象。
分光计测量三棱镜顶角实验报告
2）三棱镜的顶角的测量
1〉方法：反射法测量。
2〉原理：如下图所示：
一束平行光由顶角方向射入，在两光学面上分成两束反射光。测出两束反射
光线之间的夹角©，则可得到顶角A为
绿“+”字像、且无视差。
3分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与
分光板的调
整用线（分划板上方的十字叉线）重合。
4在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进
行调整。
2〉载物台垂直仪器主轴
调整方法：
将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望 远镜看到从
三、预习报告：
1、实验原理（力求简要）：
（1）分光计调整
总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。
分要求：有三个如下：
1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光） 、其光轴与分光计中心轴垂直
调整方法：
1对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线
2对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到
〈2〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）
〈3〉望远镜光轴与分光计中心轴垂直（自准法）
〈4〉望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直
3、注意事项：（主要）。
〈1〉不要用手摸三棱镜棱角、双面ห้องสมุดไป่ตู้射镜镜面
2〉读数时每半小格在游标盘上分成30等份；超过0°时要加360°
〈3〉计算时借位为60'
〈4〉钠灯开启后直至结束（中途不要关闭）再关闭。
分光计调整和三棱镜顶角测定报告
分光计调整和三棱镜顶角测定报告【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。
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%26#8197;10.调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴调节如图7%26#8197;所示的载物台调平螺丝%26#8197;b%26#8197;和%26#8197;c%26#8197;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：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。
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实验名称：
用分光镜测三棱镜顶角
一、实验目的
采用自准法测量三棱镜的顶角。
二、实验器材
1、分光计
（1）望远镜（2）载物台（3）平行光管（4）读数装置（5）底座
2、双面反射镜
3、三棱镜
三、实验原理
图1是自准法测量三棱镜
顶角的示意图，图中所示三
棱镜是横截面为等边三角形
的柱体。
AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角A称为三棱角的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱角的底面。
实验中利用望远镜自身产生平行光，固定载物台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动载物台），先使棱镜AB 面反射的十字像落在分划板上双十字叉丝上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数I I ϕϕ'和。
然后再转动望远镜（或载物台）使AC 面反射的十字像与双十字叉丝的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数ϕϕII II '和（注意ϕI 与ϕII 分别为同一游标窗口上读得的望远镜在位置I 和位置II 的方位角，而和则为另一游标窗口上读得的方位角），两次读数相减即得顶角A 的补角ϕ。
()()()
121122ϕϕϕϕϕϕϕII I II I ⎡
⎤''=
+=-+-⎢
⎥⎣⎦ 则三棱镜的顶角
()()
1
1801802A ϕϕϕϕϕII I II I ⎡⎤''=-=--+-⎢
⎥⎣⎦
四、 实验步骤
（一）分光计的调节
为了精确测量角度，必须使待测角平面平行于读数盘平面，所以测量前须对分光计进行调节。
调节分光计的要求是： （1） 平行光管出射平行光；
（2） 望远镜接收平行光（即望远镜聚焦于无穷远）；
（3） 经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直，即平行光管和
望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直，载物台中轴线与中心转轴重合。
调节前，应对照实物和图1的结构熟悉仪器，了解各个调节螺钉的作用。
调节时要先粗调再细调。
1、目测粗调
根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的高低调节螺钉14和29，使它们的光轴大致与中心转轴垂直；调节载物台下的三个水平调节螺钉，使其大致处于水平状态。
粗调是细调的前提，也是细调成功的保证。
2、细调
采用自准调整法进行细调，这是以在物面上成一个与物对称的像为依据来调整光路的方法，也是光学实验中常用的一个方法。
具体调整方法是：
（1）接上电源，打开开光，调节目镜，直到能够清楚地看到分划板上的双十字叉丝为止。
旋转目镜装置11，使分划板刻线水平或垂直。
（2）将双面反射镜放置在载物台上（下图）。
这
样放置的优点是：若要调节反射镜的俯仰，
只需要调节载物台下的螺钉2或3即可，而
螺钉1的调节与反射镜的俯仰无关。
转动载
物台，使反射镜的一个反射面正对望远镜，
再轻缓地左右转动载物台，通过望远镜观
察，找到由反射镜面反射回来的光斑（模糊的绿色亮十字）。
如果看不到，这说明从望远镜出射的光没有被平面镜反射回到望远镜中，粗调未达到要求，应重新粗调。
（3）放松目镜锁紧螺钉10，前后拉动目镜套筒，调节分划板与物镜之间距离（调节物镜的焦距），使模糊的绿色亮十字清晰。
注意使叉丝与亮十字的
反射像之间无视差，如有视差，则需反复调节，予以消除。
如果没有视差，说明望远镜已聚焦于无穷远。
（4）调节望远镜光轴和分光计中心转轴垂直。
如果望远镜的光轴与反射镜的镜面垂直，则反射的绿十字像与分划板上的双十字叉丝的上十字叉丝重合，如下图c的目镜视场所示。
当反射镜两面反射的绿十字像都能与上十字叉丝重合，则说明望远镜的光轴和分光计的中心转轴垂直。
但是在一般情况下，开始时两者并不重合，需仔细调节。
①经过细调步骤（3）的操作，在望远镜中已经找到了一个反射面反射的绿十字像如下图a所示，然后使反射镜跟随载物台和游标盘绕转轴转过180，从望远镜中找到另一面反射的绿十字像。
若找不到，说明该反射面反射的绿十字像光线没有静茹望远镜内，此时，可以在望远镜外用亚宁直接向平面镜观察，找到绿十字像，适当地调节望远镜光轴高低调节螺钉14和载物台条屏螺钉7（3个中的2或3），直至双面反射镜的两个面都能从望远镜中看到绿十字像。
②采用1/2渐进调节法调节绿十字像与分划板上部十字叉丝重合，先调节望远镜光轴高低调节螺钉使绿十字像与上部十字叉丝的间距减少1/2，如下图b所示，再调节载物台调平螺钉使像与上部十字叉丝重合。
然后将载物台旋转180，用同样的方法调节另一面。
这样反复调节级次即可调节成功，此时，无需任何调节，反射镜两面的像均与上部十字叉丝重合，即望远镜光轴与分光计中心转轴垂直。
调好之后望远镜光后高低调节螺钉14不能再动。
（二）采用自准法测量三棱镜的顶角
1、调节三棱镜的主截面与分光计中心转轴垂直
三棱镜的两个底面一般不是主截面，即使是主截面，而
载物台面也不一定与分光计中心转轴垂直，因此在测量
之前，必须调节三棱镜的主截面与分光计中心转轴垂直，
可以证明，此时三棱镜的两个光学面的法线与中心转轴垂直。
由于望远镜光轴和中心转轴已经垂直，因此只需调节三棱镜光学面与望远镜光轴垂直即可。
取下双面反射镜，将三棱镜按图放在载物台上，使三个面分别与载物台调平螺钉的连线垂直。
此时，当调节螺钉2时，只改变AB光学面法线的方向而不影响AC光学面，同理，当调节螺钉3时，只改变AC法线的方向而不影响AB面。
转动载物台，在望远镜中找到AB面反射回来的绿十字像，调节螺钉2，使绿十字像与上部十字叉丝重合。
然后找到AC面反射回来的绿十字像，调节螺钉3，使绿十字像与上部十字叉丝重合。
重复上述步骤几次，直到两个光学面反射的绿十字像均与上部十字叉丝重合，说明此时三棱镜的主截面与分光计的中心转轴已经垂直。
2.测量三棱镜顶角A
如自准法测量三棱镜顶角的示意图所示，转动载物台使棱镜BC面对着平行光管后锁紧载物台。
转动望远镜对准AC面，时反射回来的绿十字像与上部十字叉丝重合，固定望远镜（位置I），从左、右游标窗口读数ϕI、'ϕ
I
，填入表格。
再转动望远镜对准AB面，时绿十字像与上部十字叉丝重合，固定望远镜（位
置II），从左、右窗口读数ϕ
II 、'ϕ
II
，填入表格。
五、实验数据记录
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