基本原理最小偏向角ppt课件

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最小偏向角公式

最小偏向角公式

最小偏向角公式嘿,说起这最小偏向角公式,那可是物理学中的一个有趣家伙!咱先来讲讲啥是最小偏向角。

想象一下,有一束光在一个三棱镜里“穿梭”,它进进出出,改变了方向。

而这个改变的角度里,有一个最小值,这就是最小偏向角。

这最小偏向角公式啊,就像是一把解开光在三棱镜中神秘“舞步”的钥匙。

它能帮我们准确算出这个最小的偏向角度到底是多少。

我记得有一次,在给学生们讲解这个知识点的时候,有个小家伙瞪着大眼睛,一脸困惑地问我:“老师,这有啥用啊?”我笑了笑,跟他们说:“你们想想,咱们的眼镜片,是不是有很多是三棱镜形状的一部分呀?如果不知道最小偏向角,怎么能做出让你们看得更清楚的眼镜呢?” 那孩子听了,若有所思地点点头。

咱们再深入聊聊这个公式。

最小偏向角公式通常表示为:δ = 2i - A ,其中 i 是入射角,A 是三棱镜的顶角。

这个公式看起来简单,可真要用起来,还得仔细琢磨琢磨。

比如说,在做实验的时候,我们得精确测量入射角和顶角的大小。

这可不能马虎,一点点的误差都可能让结果“跑偏”。

我曾经带着学生们一起做这个实验,大家那认真的劲儿,就像一个个小科学家。

有个小组因为测量的时候不够细心,结果算出来的最小偏向角偏差很大,还急得不行,非要重新再做一遍。

在实际应用中,最小偏向角公式可不光是在光学仪器里有用,像在一些光学通信的领域,也少不了它的身影。

比如说,通过控制光线的偏向角度,让信息能够更准确、更快速地传输。

对于学习物理的同学们来说,掌握这个公式是很重要的。

但可别死记硬背,得理解它背后的原理。

就像走路,知道为啥往这走,才能走得稳当,走得明白。

而且啊,学习这个公式的时候,多动手做实验,多思考,才能真正把它装进自己的知识“口袋”里。

比如说,自己动手制作一个简单的三棱镜,然后去观察光线的变化,感受一下最小偏向角的神奇。

总之,这最小偏向角公式虽然有点小复杂,但只要咱们用心去学,多去实践,就能把它拿下,让它成为我们探索物理世界的有力工具。

三棱镜最小偏向角测量原理

三棱镜最小偏向角测量原理

三棱镜最小偏向角测量原理
在物理学中,三棱镜是一种常见的光学仪器,通常用于将光线折射或分散。

三棱镜的最小偏向角测量原理是一种通过三棱镜测量光线偏向角的方法。

在这个过程中,我们可以通过三棱镜将入射光线分散成不同颜色的光谱,然后通过测量光谱的角度来确定光线的偏向角。

三棱镜最小偏向角测量原理的基本原理是根据光的波长和三棱镜的折射特性来确定光线的偏向角。

当入射光线通过三棱镜时,由于不同波长的光在三棱镜中的折射角不同,因此会产生不同角度的光谱。

通过测量这些光谱的角度,我们可以计算出光线的偏向角。

在实际测量中,我们通常使用一个光源将光线射入三棱镜,然后观察三棱镜中产生的光谱。

通过调整观察位置,我们可以找到光谱的最大偏向角和最小偏向角。

最小偏向角通常对应着光线的折射角最小值,这也是我们所要测量的重要参数之一。

三棱镜最小偏向角测量原理的应用非常广泛。

在光学领域,我们可以通过测量光线的偏向角来确定材料的折射率和色散特性。

在天文学中,我们也可以利用这一原理来研究星体的光谱特性。

此外,在化学分析和生物医学领域,三棱镜最小偏向角测量原理也被广泛应用于光谱分析和光学显微镜等领域。

总的来说,三棱镜最小偏向角测量原理是一种重要的光学测量方法,
通过测量光线的偏向角,我们可以了解光的折射特性和波长分布,为科学研究和实际应用提供了重要的参考数据。

希望通过这篇文章的介绍,读者能对三棱镜最小偏向角测量原理有一个更深入的了解。

三棱镜顶角和最小偏向角的测量

三棱镜顶角和最小偏向角的测量

2.30三棱镜顶角和最小偏向角的测量分光计是精确测定光线偏转角的仪器,也称测角仪,光学中的许多基本量如波长,折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角,因而利用它可测量波长、折射率,此外还能精确的测量光学平面间的夹角。

许多光学仪器(棱镜光谱仪、仪栅光谱仪、分光光度计、单色仪等)的基本结构也是以它为基础的,所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。

使用分光计时必须经过一系列的精细的调整才能得到准确的结果,它的调整技术是光学实验中的基本技术之一,必须正确掌握。

本实验的目的就在于着重训练分光计的调整技术和技巧,并用它来测量三棱镜的偏向角。

【实验目的】(1)了解分光计的原理,掌握分光计的调节的方法。

(2)学会用分光计测三棱镜的顶角和最小偏向角。

【实验原理】1.分光计的结构分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。

外形如图1所示。

图1分光计外形图1—狭缝装置;2—狭缝装置锁紧螺钉;3—平行光管;4—制动架(二);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—阿贝式自准直目镜;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—转座与刻度盘止动螺钉;16—望远镜止动螺钉;17—制动架(一);18—底座;19—转座;20—刻度盘;21—游标盘;22—游标盘微调螺钉;23—游标盘止动螺钉;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(1)底座——中心有一竖轴,望远镜和读数圆盘可绕该轴转动,该轴也称为仪器的公共轴或主轴。

(2)平行光管——是产生平行光的装置,管的一端装一会聚透镜,另一端是带有狭缝的圆筒,狭缝宽度可以根据需要调节。

(3)望远镜——观测用,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,三个管彼此可以相互移动,也可以用螺钉固定。

6最小偏向角法测量棱镜的折射率

6最小偏向角法测量棱镜的折射率

6最小偏向角法测量棱镜的折射率测量棱镜的折射率是实验物理课程中的重要实验内容之一,其中最小偏向角法是常用的一种测量方法。

本文将对最小偏向角法测量棱镜折射率的实验步骤、原理及注意事项进行详细介绍。

一、实验步骤1. 实验器材准备:一块棱镜、一束激光(或单色灯)、一支直尺、一台旋转角度计、一张纸片。

2. 调整激光束入射棱镜:将棱镜放在水平面上,用直尺将激光束垂直入射于棱镜的一侧面(也就是入射面)上,调整激光入射角度,使激光束在棱镜内部保持反射(或折射)自由传播。

3. 在棱镜出射面上放置纸片:在出射侧面上的棱镜表面上方放置一张纸片,可观察到纸片被激光束投影形成的折射图形。

4. 测量最小偏向角:旋转棱镜,使折射的光线方向发生改变,观察纸片上的图案,调整角度使最后投影点P的位置发生最小偏移。

最终调整到最小偏移点就是当前棱镜的最小偏向角度δ,此时棱镜的入射角为i,出射角为r。

5. 重复上述步骤多次:不同角度下均可测量出相应偏向角度γ,然后记录下i、r、γ三个数据项,并将其变化值写入数据表中。

6. 根据斯涅尔定律计算折射率:根据斯涅尔定律公式n = sin(i) / sin(r) 计算折射率n。

二、原理最小偏向角法是利用棱镜在入射光线的作用下发生折射和偏转的原理,通过测量反射点(或折射点)发生的最小偏移角度,从而计算出棱镜折射率的一种实验方法。

在科学的探究中,光的折射现象是普遍存在的。

当光线在从一种介质通过到另一种介质时,其传播速度和方向都会受到折射率的影响,导致出射角度的变化。

棱镜是一种多边形的、具有一定折射率的透明介质材料,当光线垂直于一侧面入射时,经过棱镜内部反射或折射,最终在棱镜的另一侧面出射。

最小偏向角法正是通过对入射角度、偏向角度、出射角度等参数的测量和计算,实现了对棱镜折射率的准确计算。

三、注意事项1. 稳固的台面和调好的垂直角度是确保实验取得成功的前提因素。

2. 光源的稳定性和准直度对实验精度的影响很大,需确保激光束的稳定和精度。

最小偏向角法原理

最小偏向角法原理

最小偏向角法原理你看啊,想象一下有一束光,就像一个调皮的小精灵,它要从一种介质进入到另一种介质里面去呢。

当这个光精灵进入新介质的时候,它的方向就会发生改变,就好像它在新环境里迷路了,转了个弯一样。

这就是光的折射现象啦。

那最小偏向角法是怎么回事呢?咱们先得有一个三棱镜,这个三棱镜就像一个特殊的小房子,光精灵要从这个小房子的一边进去,从另一边出来。

当光精灵在三棱镜里穿梭的时候,它会经历两次折射哦。

光精灵从空气进入三棱镜的时候,它会按照折射定律改变方向,然后在三棱镜里面跑一段路,等它要从三棱镜再回到空气的时候呢,又会再折射一次。

这两次折射之后啊,光精灵出来的方向和它最开始进来的方向就有了一个夹角,这个夹角就叫做偏向角啦。

那这个偏向角可不是固定不变的哦。

你可以想象成光精灵有很多种进入三棱镜的姿势,不同的姿势就会导致不同的偏向角。

但是呢,在这一堆可能的偏向角里面,有一个是最小的,这个最小的偏向角就特别重要啦。

当达到最小偏向角的时候啊,光精灵在三棱镜里的传播路径有着特殊的对称性呢。

就好像这个光精灵找到了在三棱镜里最舒服、最对称的一种走法。

这个时候啊,我们就可以根据这个最小偏向角来算出三棱镜材料的折射率。

折射率就像是三棱镜对光精灵的一种吸引力或者说影响力的一个指标。

你知道吗?这个原理在很多地方都超级有用呢。

比如说在光学仪器的制造里,我们要知道材料的折射率才能把仪器做得精准。

像那些高级的望远镜、显微镜之类的,都离不开这个最小偏向角法来确定材料的光学性质。

而且啊,这个原理就像是一个小秘密,科学家们发现了它之后,就可以更好地理解光和物质的相互作用啦。

它就像是一把小钥匙,打开了我们认识光学世界的一扇门。

我们可以通过这个原理去探索那些透明材料的奥秘,看看它们到底是怎么跟光打交道的。

要是没有这个最小偏向角法啊,我们就像在黑暗里摸索一样,很难准确地知道材料对光的影响。

但是现在呢,我们就可以像个小魔法师一样,用这个原理来施展魔法,把那些光学材料的特性都搞清楚。

基本原理最小偏向角

基本原理最小偏向角

所以:
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ANGLE OF DEVIATION : 基本原理 ...
采样
min方法2:(汞灯为例)
让平行光管一部分光 射向BC面而产生外反 射,所以望远镜可看 到三个平行光管出射 光的像。其一沿abcd 光路成象;其二沿 abcfbcd光路成像; 其三沿efg光路成像。 设角B等于角C,则转 动三棱镜,当三个像 重合时,即为最小偏 向角的位置。
1.大学物理实验教程浙江大学出版社。 2.大学物理实验武汉大学出版社。 3.大学物理导论清华大学出版社。 4.普通物理实验高等教育出版社。 5.改变世界的物理学复旦大学出版社。 6.固体物理学中南大学出版社。 7.工程光学机械工业出版社。 8.英汉物理学词汇北京大学出版社。 9.物理实验手册机械工业出版社。 10.普通物理实验高等教育出版社。 11.大学物理通用教程北京大学出版社。 12.现代光学基础北京大学出版社。 13.电子仪器与测量技术中国科技大学出版社。 14.大学物理浙江大学出版社。
偏向角基本光路图:
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最小偏向角解释:
一准单色光平行光束射向棱镜,先后经过棱镜表面的两次折 射,使得出射光线与入射光线之间有一个夹角δ ,称为偏向 角。实验与理论都表明,当保持入射光的方向不变而转动棱 镜时,则偏向角随之变化,且存在一个最小偏向角,这时入 射光线的方向,恰巧使传播于棱镜中的光线与顶角构成一等 腰三角形,这也使得出射光线和入射光线两者对称地跨于棱 镜两侧,即第一表面的光线入射角等于第二表面的光线折射 角。运用折射定律,可以获得最小偏向角。

最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差

最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差

最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差最小偏向角法和棱镜法是测量光学材料折射率的两种常用方法。

本文将介绍这两种方法的原理、公式和误差,并探讨它们的适用范围和优缺点。

一、最小偏向角法最小偏向角法是一种基于斯涅尔定律的测量折射率的方法。

该定律指出,光线在两个介质界面上的入射角和折射角之比等于两个介质的折射率之比。

因此,如果知道入射角和折射角,就可以计算出折射率。

最小偏向角法的原理是:将一束光线从空气中射向一块光学材料,使光线在材料内部发生折射。

然后,将一块透明的玻璃片放在材料上方,使光线再次发生折射。

在这个过程中,玻璃片的位置可以调整,使得折射后的光线在玻璃片内部最小偏离原来的方向。

此时,入射角和折射角可以根据玻璃片的位置计算出来,从而求出材料的折射率。

最小偏向角法的公式是:n = sin((α+δ)/2) / sin(α/2)其中,n是材料的折射率,α是入射角,δ是玻璃片的偏向角。

最小偏向角法的误差来自多个方面。

首先,光线的入射角和折射角必须精确测量,否则会导致折射率的误差。

其次,玻璃片的厚度和平整度也会对测量结果产生影响。

最后,温度和湿度等环境因素也可能引起误差。

二、棱镜法棱镜法是另一种测量折射率的方法。

它利用棱镜的几何形状和光线在棱镜内部的反射和折射,测量光学材料的折射率。

棱镜法的原理是:将一束光线从空气中射向一块光学材料,使光线在材料内部发生折射。

然后,将一个三棱镜放在材料上方,使光线再次发生折射和反射。

在这个过程中,棱镜的位置可以调整,使得入射角、反射角和折射角可以测量出来。

从而可以计算出材料的折射率。

棱镜法的公式是:n = sin((A+D)/2) / sin(B/2)其中,n是材料的折射率,A是入射角,B是折射角,D是反射角。

棱镜法的误差也来自多个方面。

首先,棱镜的形状和制作工艺会影响测量结果。

其次,光线的入射角、反射角和折射角也必须精确测量,否则会导致折射率的误差。

最后,温度和湿度等环境因素也可能引起误差。

最小偏向角法测棱镜的折射率

最小偏向角法测棱镜的折射率

实验七 最小偏向角法测棱镜的折射率实验目的:(1) 了解分光计的结构、作用和工作原理;(2) 掌握分光计的调节要求和调节方法;(3) 在分光计上用最小偏向角法测定三棱镜的折射率.实验仪器:分光计,玻璃三棱镜,平面反射镜,钠光灯源.实验原理:将待测的光学玻璃制成三棱镜,可用最小偏向角法测其折射率n .测量原理见图1,光线α代表一束单色平行光,以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上,经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来,成为光线t .经棱镜两次折射,光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示,δ称为偏向角.由图1可知δ=(i 1-i 2)+(i 4-i 3)=i 1+i 4-A .此式表明,对于给定棱镜,其顶角A 和折射率n已定,则偏向角δ随入射角i 1而变,δ是i 1的函数.用微商计算可以证明,当i 1=i 4或i 2=i 3时,即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时,偏向角有最小值,称为最小偏向角,用δm 表示.此时,有i 2=A /2, i 1=(A +δm )/2,故 22m A A n si n si nδ+= 用分光计测出棱镜的顶角A 和最小偏向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n . 图 1实验装置:分光计是用来准确测量角度的仪器一、分光计的结构利用分光计测量光线的偏折角,实际上是确定光线的传播方向.只有平行光才具有确定的方向,调焦于无穷远的望远镜可以判定平行光的传播方向.因此,分光计由平行光管、望远镜、载物台、角度刻度盘和三脚底座五个主要部分构成.图2是它的全貌.图 21–狭缝装置;2–狭缝装置锁紧螺钉;3–平行光管部件;4–制动架(二);5–载物台;6–载物台条平螺钉;7–载物台锁紧螺钉;8–望远镜部件;9–目镜锁紧螺钉;10–阿贝式自准值目镜;11–目镜视度调节手轮;12–望远镜光轴高低调节螺钉;13–望远镜光轴水平调节锁钉;14–支臂;15–望远镜微调螺钉;16–刻度盘止动螺钉;17–底座;18–望远镜止动螺钉;19–平行光管准直镜;20–压片;21–度盘;22–游标盘;23–立柱;24–游标盘微调螺钉;25–游标盘止动螺钉;26–平行光管光轴水平调节螺钉;27–平行光管高低调节螺钉;28–狭缝宽度调节手轮.⑴三脚底座.它是整个分光计的底座,底座中心有沿铅直方向的转轴套,望远镜和刻度盘可绕该轴转动.⑵平行光管.它的作用是产生平行光.平行光管通过立柱固定在仪器底座上.管的一端装有一个消色差的复合透镜(物镜),另一端是装有狭缝的可伸缩套管,调节手轮可改变狭缝的宽度.若用光源照亮狭缝,调节狭逢装置锁紧螺钉可以使狭缝套管前后移动,以改变狭缝和物镜间的距离,使狭缝恰好落在物镜的前焦平面上以产生平行光,管下方的平行光管高低调节螺钉用来调节管的倾度,使平行光管的光轴与仪器转轴垂直.平行光管水平调节螺钉用来微调左右.⑶望远镜.结构见图3,它由目镜、物镜、分划板(叉丝)、平面反射镜、光源组成.为了调节和测量,物镜和目镜间装有一分划板(分划板的尺寸见图4),分划板固定在筒B上,目镜C装在筒B里,通过调节目镜调节手轮可沿筒B前后移动,以改变目镜与分划板之间的距离,适应不同实验者眼睛的差异,使分划板调到能使实验者看的最清楚为原则.物镜固定在筒A的另一顶端,它是消色差的符合正透镜,调节目镜锁紧螺钉,可使筒B沿筒A滑动,以改变分划板与物镜的距离,使分划板能调到物镜的后焦面上.当物镜和目镜的焦平面与分划重合时,从目镜中可同时观察到分划板和它的反射像,且无视差(无重影)此时望远镜适合于观察无穷远处。

环己烷偏转角度最小51页PPT

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48、法律一多,公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿;只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克

三棱镜顶角和最小偏向角的测量

三棱镜顶角和最小偏向角的测量

2.30三棱镜顶角和最小偏向角的测量分光计是精确测定光线偏转角的仪器,也称测角仪,光学中的许多基本量如波长,折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角,因而利用它可测量波长、折射率,此外还能精确的测量光学平面间的夹角。

许多光学仪器(棱镜光谱仪、仪栅光谱仪、分光光度计、单色仪等)的基本结构也是以它为基础的,所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。

使用分光计时必须经过一系列的精细的调整才能得到准确的结果,它的调整技术是光学实验中的基本技术之一,必须正确掌握。

本实验的目的就在于着重训练分光计的调整技术和技巧,并用它来测量三棱镜的偏向角。

【实验目的】(1)了解分光计的原理,掌握分光计的调节的方法。

(2)学会用分光计测三棱镜的顶角和最小偏向角。

【实验原理】1.分光计的结构分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。

外形如图1所示。

图1分光计外形图1—狭缝装置;2—狭缝装置锁紧螺钉;3—平行光管;4—制动架(二);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—阿贝式自准直目镜;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—转座与刻度盘止动螺钉;16—望远镜止动螺钉;17—制动架(一);18—底座;19—转座;20—刻度盘;21—游标盘;22—游标盘微调螺钉;23—游标盘止动螺钉;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(1)底座——中心有一竖轴,望远镜和读数圆盘可绕该轴转动,该轴也称为仪器的公共轴或主轴。

(2)平行光管——是产生平行光的装置,管的一端装一会聚透镜,另一端是带有狭缝的圆筒,狭缝宽度可以根据需要调节。

(3)望远镜——观测用,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,三个管彼此可以相互移动,也可以用螺钉固定。

最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差

最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差

最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差最小偏向角法和棱镜法是测量物质折射率的两种常用方法。

本文将介绍这两种方法的原理、公式和误差,并比较它们的优缺点。

一、最小偏向角法最小偏向角法是通过测量光线入射和出射的角度,计算出物质的折射率。

其原理如下:当光线从空气射入密度为n的物质中,发生折射时,入射角i 和出射角r之间的关系为:sin i/sin r=n。

其中,n为物质的折射率。

最小偏向角法的测量步骤如下:1. 将一个透明的样品放置在一个旋转台上,并将样品与光源、接收器对齐。

2. 通过旋转台,使得光线从样品中穿过,并在接收器上产生一个最小偏向角。

3. 根据最小偏向角和入射角的关系,计算出物质的折射率。

最小偏向角的计算公式为:θm = (θ1 + θ2)/2 - 90°其中,θm为最小偏向角,θ1为入射角,θ2为出射角。

误差分析:最小偏向角法的误差主要来自旋转台的精度和光线的偏移。

旋转台的精度越高,误差越小。

而光线的偏移会导致最小偏向角的计算不准确,因此需要保证光线的稳定性。

二、棱镜法棱镜法是通过测量光线在棱镜内的偏转角度,计算出物质的折射率。

其原理如下:当光线从空气射入密度为n的物质中,发生折射时,光线会被棱镜内的角度所偏转。

偏转角度与入射角度和折射角度之间的关系为:sin i/sin r=(n-1)/n。

其中,n为物质的折射率。

棱镜法的测量步骤如下:1. 将一个透明的样品放置在一个旋转台上,并将样品与光源、接收器对齐。

2. 通过旋转台,使得光线从样品中穿过,并经过一个棱镜。

3. 测量光线在棱镜内的偏转角度,并根据偏转角度、入射角度和折射角度的关系,计算出物质的折射率。

棱镜法的计算公式为:n = sin[(A+D)/2]/sin(A/2)其中,n为物质的折射率,A为棱镜底角,D为棱镜偏转角度。

误差分析:棱镜法的误差主要来自棱镜的精度和光线的偏移。

棱镜的精度越高,误差越小。

而光线的偏移会导致棱镜内的偏转角度的计算不准确,因此需要保证光线的稳定性。

三棱镜最小偏向角测量原理

三棱镜最小偏向角测量原理

三棱镜最小偏向角测量原理导言三棱镜是一种用于测量光学偏移角度的常用仪器。

在许多科学和工程领域,我们需要准确测量光束经过光学元件时的偏移角度。

三棱镜最小偏向角测量是一种常见的方法,它使用了光的折射原理和几何光学原理,可以非常精确地测量光束的偏移角度。

三棱镜的工作原理三棱镜由透明的均匀材料制成,通常是玻璃或塑料。

它有一个三角形的截面,三个角分别为60度。

当入射的平行光束通过三棱镜时,根据光的折射原理,光线会在三棱镜内部发生折射并沿不同路径传播。

测量最小偏向角的步骤为了测量最小偏向角,我们可以按照以下步骤操作:1.准备一块标准的三棱镜并将其放置在光源前方,使光线垂直射入三棱镜的入射面。

2.调整光源的角度和位置,使得入射光线正好能够通过三棱镜。

3.在三棱镜的出射面上放置一个平行光尺,并将其调整到适当的位置和角度,以便能够测量出射光线的偏移角。

4.使用一个测角仪器(如经纬仪)测量出射光线与平行光尺之间的夹角。

这个夹角就是所测量的偏移角。

5.重复以上步骤几次,取平均值以提高测量的准确性。

最小偏向角的计算公式根据几何光学原理,我们可以推导出计算最小偏向角的公式。

假设入射光线的入射角度为θ,折射光线的折射角度为φ,那么最小偏向角可以通过以下公式计算:最小偏向角= θ - φ其中,θ和φ分别通过测量得到。

实际应用三棱镜最小偏向角测量原理在物理、光学、天文学等领域得到了广泛的应用。

例如,在天文学中,我们可以使用该原理测量天体光线因通过大气层折射而产生的偏移角度,进而测量地球大气层的折射率和大气的密度结构。

在实验物理中,三棱镜最小偏向角测量原理也被用于测量玻璃等材料的折射率。

总结通过三棱镜最小偏向角测量原理,我们可以准确地测量光束的偏移角度。

这是一种基于光的折射原理和几何光学原理的测量方法。

它在科学研究和工程应用中发挥着重要的作用。

三棱镜最小偏向角测量原理的步骤包括准备三棱镜、调整光源位置、放置平行光尺、测量角度等。

实验七-最小偏向角法测棱镜的折射率

实验七-最小偏向角法测棱镜的折射率

实验七 最小偏向角法测棱镜的折射率实验目的:(1) 了解分光计的结构、作用和工作原理; (2) 掌握分光计的调节要求和调节方法;(3) 在分光计上用最小偏向角法测定三棱镜的折射率. 实验仪器:分光计,玻璃三棱镜,平面反射镜,钠光灯源. 实验原理:将待测的光学玻璃制成三棱镜,可用最小偏向角法测其折射率n .测量原理见图1,光线α代表一束单色平行光,以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上,经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来,成为光线t .经棱镜两次折射,光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示,δ称为偏向角.由图1可知δ=(i 1-i 2)+(i 4-i 3)=i 1+i 4-A .此式表明,对于给定棱镜,其顶角A 和折射率n 已定,则偏向角δ随入射角i 1而变,δ是i 1的函数.用微商计算可以证明,当i 1=i 4或i 2=i 3时,即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时,偏向角有最 小值,称为最小偏向角,用δm 表示. 此时,有i 2=A /2, i 1=(A +δm )/2,故 22mA A n si nsi nδ+=用分光计测出棱镜的顶角A 和最小偏向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n . 图 1 实验装置:分光计是用来准确测量角度的仪器一、分光计的结构利用分光计测量光线的偏折角,实际上是确定光线的传播方向.只有平行光才具有确定的方向,调焦于无穷远的望远镜可以判定平行光的传播方向.因此,分光计由平行光管、望远镜、载物台、角度刻度盘和三脚底座五个主要部分构成.图2是它的全貌.图 21–狭缝装置;2–狭缝装置锁紧螺钉;3–平行光管部件;4–制动架(二);5–载物台;6–载物台条平螺钉;7–载物台锁紧螺钉;8–望远镜部件;9–目镜锁紧螺钉;10–阿贝式自准值目镜;11–目镜视度调节手轮;12–望远镜光轴高低调节螺钉;13–望远镜光轴水平调节锁钉;14–支臂;15–望远镜微调螺钉;16–刻度盘止动螺钉;17–底座;18–望远镜止动螺钉;19–平行光管准直镜;20–压片; 21–度盘;22–游标盘;23–立柱;24–游标盘微调螺钉;25–游标盘止动螺钉;26–平行光管光轴水平调节螺钉;27–平行光管高低调节螺钉;28–狭缝宽度调节手轮.⑴三脚底座.它是整个分光计的底座,底座中心有沿铅直方向的转轴套,望远镜和刻度盘可绕该轴转动.⑵平行光管.它的作用是产生平行光.平行光管通过立柱固定在仪器底座上.管的一端装有一个消色差的复合透镜(物镜),另一端是装有狭缝的可伸缩套管,调节手轮可改变狭缝的宽度.若用光源照亮狭缝,调节狭逢装置锁紧螺钉可以使狭缝套管前后移动,以改变狭缝和物镜间的距离,使狭缝恰好落在物镜的前焦平面上以产生平行光,管下方的平行光管高低调节螺钉用来调节管的倾度,使平行光管的光轴与仪器转轴垂直.平行光管水平调节螺钉用来微调左右.⑶望远镜.结构见图3,它由目镜、物镜、分划板(叉丝)、平面反射镜、光源组成.为了调节和测量,物镜和目镜间装有一分划板(分划板的尺寸见图4),分划板固定在筒B上,目镜C装在筒B里,通过调节目镜调节手轮可沿筒B前后移动,以改变目镜与分划板之间的距离,适应不同实验者眼睛的差异,使分划板调到能使实验者看的最清楚为原则.物镜固定在筒A的另一顶端,它是消色差的符合正透镜,调节目镜锁紧螺钉,可使筒B沿筒A滑动,以改变分划板与物镜的距离,使分划板能调到物镜的后焦面上.当物镜和目镜的焦平面与分划重合时,从目镜中可同时观察到分划板和它的反射像,且无视差(无重影)此时望远镜适合于观察无穷远处。

再议用最小偏向角测光波波长的实验原理

再议用最小偏向角测光波波长的实验原理

再议用最小偏向角测光波波长的实验原理
最小偏向角测光波长的实验原理
光是由电磁波组成的,不同波长的光具有不同的特性,最小偏向角测光波长的实验以及受到广泛关注。

最小偏向角测光波长的实验依靠对比测定光线的强度和角度,可以用来测光波长的实验方法将被解释和详尽分析。

最小偏向角在光度学研究中是一个重要的概念,它是指在一定特定长度的光程上,经过最小衍射后,光轴之间的夹角最小,叫做最小偏向角。

最小偏向角可以从光的相对衍射角来看,在某一晶体中,晶粒的厚度对最小偏向角有很大的影响。

最小偏向角与光源中不同波长光线之间的不同出射角也有关联,光线穿过晶体发生折射,得到的折射光约束了最小偏向角。

最小偏向角测量波长的实验是一个综合性的实验,它需要掌握许多知识,如光学衍射原理、折射、反射等。

实验过程首先,使用入射管将高量程光源发送到衍射仪的光源端,然后调节衍射仪的衍射件,使得仪器光轴达到波长测量端的最小偏向角,之后取得仪器衍射出来的谱线,记录下波长测量端的最低偏向角的投影谱线,最后结合晶体的相位电码,通过拟合对比,计算出高量程光源波长的测量值。

本实验采用最小偏向角测光波长,利用发射管和衍射件实现,能够使结果表现出高准确度,除此之外,实验操作简便,可以在室内较暗的环境中完成,避免受到外界影响,可使测试波长更加准确。

本文阐述了最小偏向角测光波长实验的原理和要点,结合光学原理及衍射学理论,本实验的结果能准确反映出相应波长的准确值,为今后材料物性及其他相关研究提供技术基础。

6最小偏向角法测量棱镜的折射率

6最小偏向角法测量棱镜的折射率

( 4)转动望远镜 , 使竖直叉丝对准 ) 转动望远镜, 蓝色谱线的极限位置( 黄 、 绿 、 蓝色谱线的极限位置 ( 中 心 ) , 记 录 此 时 T1 位 置 的 该 度 读 v 分别测量三次) 数 v1 、 2。(分别测量三次) (5)将棱镜取下,望远镜转到T2位 )将棱镜取下,望远镜转到 所示。 置,如图2所示。对准黄色谱线位置, 如图 所示 对准黄色谱线位置, ' ' 相应的读数为 和 v1 。 v2
所示放置。 (1)将待测棱镜如图 所示放置。转动 )将待测棱镜如图2所示放置 望远镜至T 位置, 望远镜至 1位置,看清经棱镜折射后的 钠黄光谱线。
图2
(2)慢慢转动棱镜台,改变入射角, )慢慢转动棱镜台,改变入射角, 使谱线往偏向角减小的方向移动, 使谱线往偏向角减小的方向移动,同 时转动望远镜跟踪该谱线。 时转动望远镜跟踪该谱线。 (3)当棱镜台转到某一位置,该谱线 )当棱镜台转到某一位置, 不再移动, 不再移动,这时棱镜台无论向何方向转 该谱线均向相相反方向移动, 动,该谱线均向相相反方向移动,即偏 向角都变大。 向角都变大。这个谱线反向移动的极限 位置, 位置,为棱镜对该谱线的最小偏向角的 位置 = i ,记为δ m。可以证明,棱镜 δm n 与棱镜角A、 的折射率 与棱镜角 、最小偏向角 有如下关系: 有如下关系:
' 2
【实验内容】 实验内容】
A + δm sin 2 n= A sin 2
1.分光计的调整:按分光计的调节法进行。 .分光计的调整:按分光计的调节法进行。 2.测定最小偏向角:以汞灯为光源。 .测定最小偏向角:以汞灯为光源。
v1' v、 同一游标左、 同一游标左、右两次读数之差 1
' v 2 v 2 是最小偏向角,即 是最小偏向角,

物理实验:最小偏向角法测棱镜的折射率[教材]

物理实验:最小偏向角法测棱镜的折射率[教材]

实验 最小偏向角法测棱镜的折射率实验目的:(1) 了解分光计的结构、作用和工作原理;(2) 掌握分光计的调节要求和调节方法;(3) 在分光计上用最小偏向角法测定三棱镜的折射率.实验仪器:分光计,玻璃三棱镜,平面反射镜,钠光灯源.实验原理:将待测的光学玻璃制成三棱镜,可用最小偏向角法测其折射率n .测量原理见图1,光线α代表一束单色平行光,以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上,经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来,成为光线t .经棱镜两次折射,光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示,δ称为偏向角.由图1可知δ=(i 1-i 2)+(i 4-i 3)=i 1+i 4-A .此式表明,对于给定棱镜,其顶角A 和折射率n 已定,则偏向角δ随入射角i 1而变,δ是i 1的函数.用微商计算可以证明,当i 1=i 4或i 2=i 3时,即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时,偏向角有最小值,称为最小偏向角,用δm 表示.此时,有i 2=A /2, i 1=(A +δm )/2,故 22mA A n sinsinδ+=用分光计测出棱镜的顶角A 和最小偏向角δm,由上式可求得棱镜的折射率n . 图 1实验装置:分光计是用来准确测量角度的仪器一、分光计的结构利用分光计测量光线的偏折角,实际上是确定光线的传播方向.只有平行光才具有确定的方向,调焦于无穷远的望远镜可以判定平行光的传播方向.因此,分光计由平行光管、望远镜、载物台、角度刻度盘和三脚底座五个主要部分构成.图2是它的全貌.图 21–狭缝装置;2–狭缝装置锁紧螺钉;3–平行光管部件;4–制动架(二);5–载物台;6–载物台条平螺钉;7–载物台锁紧螺钉;8–望远镜部件;9–目镜锁紧螺钉;10–阿贝式自准值目镜;11–目镜视度调节手轮;12–望远镜光轴高低调节螺钉;13–望远镜光轴水平调节锁钉;14–支臂;15–望远镜微调螺钉;16–刻度盘止动螺钉;17–底座;18–望远镜止动螺钉;19–平行光管准直镜;20–压片; 21–度盘;22–游标盘;23–立柱;24–游标盘微调螺钉;25–游标盘止动螺钉;26–平行光管光轴水平调节螺钉;27–平行光管高低调节螺钉;28–狭缝宽度调节手轮.⑴三脚底座.它是整个分光计的底座,底座中心有沿铅直方向的转轴套,望远镜和刻度盘可绕该轴转动.⑵平行光管.它的作用是产生平行光.平行光管通过立柱固定在仪器底座上.管的一端装有一个消色差的复合透镜(物镜),另一端是装有狭缝的可伸缩套管,调节手轮可改变狭缝的宽度.若用光源照亮狭缝,调节狭逢装置锁紧螺钉可以使狭缝套管前后移动,以改变狭缝和物镜间的距离,使狭缝恰好落在物镜的前焦平面上以产生平行光,管下方的平行光管高低调节螺钉用来调节管的倾度,使平行光管的光轴与仪器转轴垂直.平行光管水平调节螺钉用来微调左右.⑶望远镜.结构见图3,它由目镜、物镜、分划板(叉丝)、平面反射镜、光源组成.为了调节和测量,物镜和目镜间装有一分划板(分划板的尺寸见图4),分划板固定在筒B上,目镜C装在筒B里,通过调节目镜调节手轮可沿筒B前后移动,以改变目镜与分划板之间的距离,适应不同实验者眼睛的差异,使分划板调到能使实验者看的最清楚为原则.物镜固定在筒A的另一顶端,它是消色差的符合正透镜,调节目镜锁紧螺钉,可使筒B沿筒A滑动,以改变分划板与物镜的距离,使分划板能调到物镜的后焦面上.当物镜和目镜的焦平面与分划重合时,从目镜中可同时观察到分划板和它的反射像,且无视差(无重影)此时望远镜适合于观察无穷远处。

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颜色 紫 紫 紫 蓝 蓝 蓝 蓝 青 青 绿 绿 绿 黄绿 黄 黄 黄 橙 橙 橙 红
波长 404。66 407。78 410。81 433。92 434。75 435。83 491。61 496。03 535。41 536。51 546。07 567。59 576。96 579。07 585。93 588。89 607。27 612。34 623。45 671。64
波长 237.83 239.95 248.20 253.65 265.30 269.90 275.28 275.97 280.40 289.36 292.54 296.73 302.25 312.57 313.16 334.15 365.01 366.29 370.42 390.44
相对强度 弱 弱 弱 很强 强 弱 弱 弱 弱 弱 弱 弱 强 强 强 强 很强 强 弱 弱
ANGLE OF DEVIATION : 基本原理 ...
汞灯又称水银灯,其发光物质是汞蒸汽,汞谱线表:
颜色 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分 紫外部分
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ANGLE OF DEVIATION: 简介 ...
1672年牛顿首先利用三棱镜的色 散效应将太阳光分解为彩色光带。 不同光波波长的光线入射到同一棱 镜时,具有不同的偏向角,其原因 是虽然不同光波波长的光线入射角 相同但折射率不同,因而折射光线 的位置也不同。
ANGLE OF DEVIATION : 简介 ...
ANGLE OF DEVIATION : 实验概要 ...
的测 偏定 向棱 角镜
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测用 量棱 材镜 料的
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调进 整一 和步 使掌 用握
分 光 计 的
ANGLE OF DEVIATION : 基本原理 ...
sin A min
ANGLE OF DEVIATION : 基本原理 ...
采样 min方法1:(汞灯为例)
1、测量出射光方位:转动望远镜找到汞 灯某一谱线,调刻度盘往减小 的方向 ,直到该谱线先向减小的方向移,突然 向反方向移动为止。调整准确望远镜位
置,并记下读数窗的角度:θ1和θ2 。
2、测量入射光线方位:转望远镜(移走 三棱镜),找到并行光(入射光)的中
分光计调整: -望远镜 / 物镜
调节物镜套筒,使亮 绿十字最清晰为止, 从而达到物象最清晰 的目的。
十字
物镜套筒
ANGLE OF DEVIATION : 仪器剖析...
偏向角基本光路图:
i1 ( )
)
i4
)
i3(
i2
(i1 i2 ) (i4 i3 )
(i1 i4 ) (i2 i3 ) i2 i3 A
i1 i4 A
ANGLE OF DEVIATION : 基本原理 ...
最小偏向角解释:
一准单色光平行光束射向棱镜,先后经过棱镜表面的两次折 射,使得出射光线与入射光线之间有一个夹角δ ,称为偏向 角。实验与理论都表明,当保持入射光的方向不变而转动棱 镜时,则偏向角随之变化,且存在一个最小偏向角,这时入 射光线的方向,恰巧使传播于棱镜中的光线与顶角构成一等 腰三角形,这也使得出射光线和入射光线两者对称地跨于棱 镜两侧,即第一表面的光线入射角等于第二表面的光线折射 角。运用折射定律,可以获得最小偏向角。
ANGLE OF DEVIATION : 基本原理 ...
最小偏向角:
上式说明对于给定的棱镜,其顶角A和折射率n已定,偏向角 随
入射角i1而变。可以证明:当入射角i1等于出射击角i4 时,偏向角
最小,称为最小偏向角 m in 。三棱镜折射率n、顶角A和最小偏向

m
有如下关系:
in
2
n
2 sin A
读角度方法:
主尺读游标零刻度线对齐处。 游标读两刻线对齐处角度值。
105°30´30´´
ANGLE OF DEVIATION : 仪器剖析...
分光计:
带标尺的分光计
望远镜
载物台
读数盘
平行光管
ANGLE OF DEVIATION : 仪器剖析...
分光计调整:-望远镜
为了获得 清晰的图象, 保证有关物 理量的测量 精度,实验 装置应该调 节目镜与物 镜:
相对强度
ANGLE OF DEVIATION : 实验方法 ...
两种棱镜角测量方法:
自准直法
棱脊分束法
ANGLE OF DEVIATION : 实验方法 ...
消偏心差:
ω =(ω1 +ω 2)/2; ω =[(θ1 ˊ– θ1 )+(θ2 ˊ– θ2 )]/2
ANGLE OF DEVIATION : 实验方法 ...
相对强度 强 强 弱 弱 弱 很强 弱 弱 弱 弱 很强 弱 强 强 弱 弱 弱 弱 强 弱
颜色 红 红 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分 红外部分
波长 690.75 708.19 773 925 1014 1129 1357 1367 1396 1530 1692 1707 1813 1970 2250 2325
(1)目镜 调叉丝清晰 度。
(2)物镜 调像的清晰 度。
目镜
物镜定固旋钮
目ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ



调亮

节十

旋字

钮灯

物镜
ANGLE OF DEVIATION : 仪器剖析...
分光计调整: -望远镜 / 目镜
调节目镜套筒进出, 使叉丝最清晰为止。
叉丝
目镜套筒
ANGLE OF DEVIATION : 仪器剖析...
心,记下读数窗的角度θ1/和θ2/ 。
所以:
m in
1 2
( / 1
1
2/ 2 )
ANGLE OF DEVIATION : 基本原理 ...
采样 min方法2:(汞灯为例)
让平行光管一部分光 射向BC面而产生外反 射,所以望远镜可看 到三个平行光管出射 光的像。其一沿abcd 光路成象;其二沿 abcfbcd光路成像; 其三沿efg光路成像。 设角B等于角C,则转 动三棱镜,当三个像 重合时,即为最小偏 向角的位置。
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