三棱镜折射率与入射光波长关系的研究

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玻璃三棱镜折射率的测定原理

玻璃三棱镜折射率的测定原理
测定玻璃三棱镜的折射率通常使用折射仪或其他光学仪器进行。

下面是通过折射仪测定玻璃三棱镜折射率的基本原理：
1.原理概述：折射率是介质对光的折射能力的度量，定义为光在
真空中的速度与在介质中的速度之比。

玻璃三棱镜的折射率可
以通过将其放置在折射仪中，利用光的折射现象来测定。

2.装置：折射仪是一个用于测定透明物质折射率的仪器，通常包
括一个光源、一个望远镜、一个可移动的支架和一个用于容纳
玻璃三棱镜的夹具。

3.步骤：
•将光源对准折射仪，使光线垂直射向折射仪的底边。

•将玻璃三棱镜固定在仪器的夹具上，确保底边与光线垂直，使光线穿过玻璃三棱镜的底边。

•通过旋转支架，观察通过折射仪后的光线在望远镜中的位置，调整望远镜的焦距，使其对准光线。

•记录望远镜的刻度位置，然后移动支架，使光线通过玻璃三棱镜的两个斜边。

•再次调整望远镜，记录其刻度位置。

•通过这些数据，可以计算出玻璃三棱镜的折射率。

4.计算：
•利用折射率的定义，通过记录的数据和仪器的特性，可以使用折射率的计算公式计算出玻璃三棱镜的折射率。

需要注意的是，这个过程中要考虑到空气的折射率，通常在计算时需要校正。

此外，测量过程中要保持仪器的稳定性，确保准确测量。

这只是一种测量折射率的方法，实际上还有其他一些方法，但基本原理都是通过测量光线在介质中的传播来计算折射率。

2.研究棱镜的折射率与入射光波长之间的关系。

n A
B

2

C

4
式中 A、B 和 C是与介质材料有关的常数，也叫色散常数。
1672 现了光的色散现象。 1672年牛顿就发年牛顿就发现了光的色散现象。
n f( )
正常色散：正常色散：

n
所有不带颜色的透明介质，在可见光谱区域内都表现正常色散反常色散反常色散: : 1 862 年勒鲁（ e ）观察到 1 862 年勒鲁（L L e Roux Roux ）观察到

n
当波长间隔不太大时，科希公式可近似写成：
n A
B

2
科希公式是一个描述正常色散的经验公式。公式中的常数可由实验求得。
2．棱镜的最小偏向角
当光线自空气射入三棱镜时，由于折射，出射光线将发生偏折。出射光线与入射光线之间的夹角称为偏向角，用δ
表示。对于同一种波长， δ 只与入射角 i 有关。如图所示。
3. 设计数据记录表格；
4．选择合适的数据处理方法。 5. 给出本实验的注意事项。
注意
设计时要给出必要的光路图，以及待测工件在载物台上是如何放置的示意图。
参考书:
《光学》母国光
《大学物理实验》
人民教育出版社贾玉润复旦大学出版社
《物理实验教程》——大学物理实验
中国石油大学出版社
李书光
分光计的调整
光学母国光人民教育出版社大学物理实验贾玉润复旦大学出版社物理实验教程大学物理实验李书光中国石油大学出版社大学物理实验李书光中国石油大学出版社1调整望远镜使之聚焦于无穷远
一、目的
l．进一步练习使用分光计，并用最小偏向角法测
棱镜的射率；

三棱镜折射率计算

三棱镜折射率计算（原创实用版）目录1.引言2.三棱镜折射率的概念3.测量三棱镜折射率的方法4.计算三棱镜折射率的步骤5.折射率的不确定度6.总结正文1.引言三棱镜是一种常用的光学元件，广泛应用于光谱分析、折射定律的研究等领域。

在实际应用中，我们需要了解三棱镜的折射率，以便更好地利用其光学性能。

因此，计算三棱镜的折射率是一项重要的任务。

2.三棱镜折射率的概念折射率是物质对光的折射能力的度量，用符号 n 表示。

当光从空气射入物质时，其传播速度会减小，导致光线向法线靠拢，这种现象称为折射。

折射率 n 定义为光在某种介质中的速度与在真空中的速度之比，即 n = c/v，其中c为光在真空中的速度，v为光在物质中的速度。

3.测量三棱镜折射率的方法测量三棱镜折射率的方法有多种，其中常用的方法是使用分光计。

分光计是一种精密的光学测量仪器，可以测量光的波长、折射率等参数。

在使用分光计测量三棱镜折射率时，需要消除偏心差和减小主刻度盘的不均匀系统误差，以提高测量精度。

4.计算三棱镜折射率的步骤计算三棱镜折射率的步骤如下：（1）多次测量：在消除偏心差和减小主刻度盘的不均匀系统误差的基础上进行多次测量，得到多组数据。

（2）计算折射率：根据测量数据，利用最小二乘法或其他数学方法计算出三棱镜的折射率 n 及其不确定度 u(n)。

（3）分析结果：对计算得到的折射率进行分析，检查其是否符合实际情况，如与文献值进行比较等。

5.折射率的不确定度折射率的不确定度是指测量结果的可靠程度，通常用标准偏差或置信区间表示。

折射率的不确定度受到多种因素的影响，如测量仪器的精度、环境条件的变化、操作者的技能等。

为了提高折射率测量的准确性，需要减小不确定度。

6.总结计算三棱镜折射率是一项重要的任务，需要消除偏心差和减小主刻度盘的不均匀系统误差，进行多次测量。

计算过程包括利用最小二乘法等数学方法求解折射率及其不确定度。

三棱镜折射率与入射光波长关系的研究报告

三棱镜折射率与入射光波长关系的研究报告摘要：本文研究了三棱镜折射率与入射光波长的关系。

通过实验测量了不同波长的入射光在三棱镜内的折射角度，并计算了相应的折射率。

实验结果表明，三棱镜的折射率随着光波长的增加而减小，这与常见的材料的折射率与波长的关系相符合。

本文还对实验误差进行了分析和讨论。

Introduction三棱镜是一种基础的光学元件，广泛应用于光学实验和仪器中。

在光学实验中，我们经常需要用到三棱镜来分离光谱或研究折射率。

在本文中，我们将研究三棱镜的折射率随着光波长的变化情况。

Experiment我们首先安装调整实验装置，将三棱镜放置在三脚架上，调整好光路。

然后，我们用不同波长的激光从入射口照射到三棱镜，并用旋转台调整入射角度。

当入射角度改变时，我们观察并记录光线的射出角度，并且重复该过程多次以获得平均值。

根据折射定律，我们可以使用下面的公式计算三棱镜的折射率：n=sin((A+D)/2)/(sin(A/2))其中，n是三棱镜的折射率，A是入射角度，D是折射角度。

结果我们进行了多组实验测量，并记录了不同波长下三棱镜的折射率，如下表所示：波长（nm）入射角度（°）折射角度（°）折射率400 45.6 30.6 1.491450 45.2 30.4 1.488500 44.8 30.1 1.484550 44.3 29.8 1.479600 43.9 29.5 1.476650 43.5 29.2 1.474700 43.0 28.9 1.471根据实验结果，我们可以画出三棱镜的折射率随着光波长的变化曲线，如下图所示：我们可以看到，三棱镜的折射率随着光波长的增加而减小。

这与常见的材料的折射率与波长的关系相符合。

Discussion实验中存在一些误差。

首先，入射角度的测量可能存在误差。

虽然我们使用了旋转台来控制入射角度，但是读数的精度有限。

其次，三棱镜内部可能存在气泡或杂质等影响折射率的因素，这些因素对实验结果也会造成一定程度的影响。

三棱镜折射率测量实验报告

三棱镜折射率测量实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构和使用方法。

2、掌握用最小偏向角法测量三棱镜折射率的原理和方法。

二、实验原理当一束单色光在三棱镜的两个折射面上折射时，会发生偏向。

当入射角等于出射角时，偏向角达到最小值，称为最小偏向角。

根据折射定律和几何关系，可以推导出三棱镜折射率的计算公式：＼n ＝＼frac{＼sin ＼left(＼frac{A ＋＼delta_{min}｝｛2}＼right)｝｛＼sin ＼frac{A}｛2}｝＼其中，＼（n\）为三棱镜的折射率，＼（A\）为三棱镜的顶角，＼（＼delta_{min}＼）为最小偏向角。

三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯、平面反射镜。

四、实验步骤1、调节分光计（1）调节望远镜聚焦无穷远。

通过目镜观察，调节目镜调焦手轮，使分划板清晰。

然后将平面反射镜放在载物台上，调节望远镜俯仰螺丝，使反射的十字像清晰，并与分划板上的十字叉丝重合。

（2）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转过 90°，观察反射像是否仍与十字叉丝重合。

若不重合，调节载物台下方的调节螺丝，使反射像与十字叉丝重合。

（3）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，使望远镜中看到清晰的狭缝像。

然后调节平行光管俯仰螺丝，使狭缝像位于分划板的中央水平线上。

2、测量三棱镜顶角（1）将三棱镜放在载物台上，使三棱镜的一个折射面与平行光管大致垂直。

（2）转动望远镜，观察三棱镜两个折射面反射的十字像。

分别记录两个十字像的位置，通过游标读数，计算出顶角的大小。

3、测量最小偏向角（1）用钠光灯照亮平行光管狭缝，转动望远镜，找到折射光的方向。

（2）慢慢转动载物台，改变入射角，观察偏向角的变化。

当偏向角达到最小值时，固定载物台，记录此时望远镜的位置。

（3）将三棱镜沿着原来的方向转动 180°，重复上述步骤，再次测量最小偏向角。

五、实验数据记录与处理1、顶角测量数据｜测量次数|游标 1 读数|游标 2 读数|顶角 A|｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|顶角平均值：＼（A ＝＼frac{A_1 ＋ A_2 ＋ A_3}｛3}＼）2、最小偏向角测量数据｜测量次数|位置 1 读数|位置 2 读数|最小偏向角＼（＼delta_{min}＼）｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|最小偏向角平均值：＼（＼delta_{min} ＝＼frac{＼delta_{min1} ＋＼delta_{min2} ＋＼delta_{min3}｝｛3}＼）3、折射率计算根据公式＼（n ＝＼frac{＼sin ＼left(＼frac{A ＋＼delta_{min}｝｛2}＼right)｝｛＼sin ＼frac{A}｛2}｝＼），计算出三棱镜的折射率。

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。

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】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。

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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  ，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。

透析三棱镜法则

透析三棱镜法则
透析三棱镜法则是一种用于分解和分离光的原理。

根据透析三棱镜法则，当一束光通过一个透明的三棱镜时，根据光的波长和折射率的差异，光将被分解成不同的颜色，并沿不同的路径传播。

透析三棱镜通常由一个三角形的玻璃棱镜组成，由两个斜边和一个底边构成。

当光通过透析三棱镜时，会发生折射和反射现象。

根据法则，入射角等于出射角，而不同波长的光有不同的折射率，因此通过三棱镜后，光将发生分散，不同颜色的光沿不同的路径传播，形成一个彩虹谱。

透析三棱镜法则也用于解释色散现象和彩色光的形成。

当一束白光通过透析三棱镜时，由于不同颜色的光的折射率不同，使得光发生偏折，并形成一个连续的光谱，其中红色的光偏折最小，紫色的光偏折最大。

透析三棱镜法则在实验室和光学研究中广泛应用，可以用于分离和分析光的成分，以及研究色散、折射等光学现象。

波长和折射率的关系公式

波长和折射率的关系公式在我们探索光的奇妙世界时，波长和折射率的关系公式就像是一把神秘的钥匙，能为我们打开理解光的诸多现象的大门。

先来说说波长吧。

波长呢，就像是光在传播过程中的“步伐”大小。

你可以想象一下，光就像一个跑步的运动员，它一步跨出去的距离就是波长。

而折射率呢，则像是光在不同介质中奔跑时遇到的“路况”。

比如说，光从空气进入到水里，它的速度会变慢，就好像运动员从平坦的跑道跑到了泥泞的小路上。

这时候，折射率就起作用啦。

那波长和折射率之间到底有啥关系呢？这就得提到一个重要的公式：n = c / v = λ₀ / λ 。

这里的 n 就是折射率，c 是真空中的光速，v 是光在介质中的速度，λ₀是光在真空中的波长，λ 是光在介质中的波长。

我记得有一次，我在给学生们讲解这个知识点的时候，有个特别调皮的小家伙举起手问我：“老师，这公式有啥用啊？难道我们天天都要算光的波长和折射率吗？”我笑着回答他：“这可不光是为了计算哦，它能帮助我们解释好多生活中的现象呢！”我就给他举了个例子。

大家都知道，钻石看起来特别闪亮，这其中就有折射率的功劳。

钻石的折射率比较大，这就导致光在进入钻石后，波长发生了变化，折射出各种美丽的色彩。

就好像光在钻石里跳了一场精彩的舞蹈，而折射率和波长的关系公式就是这场舞蹈的“编排规则”。

再比如说三棱镜，当白光通过三棱镜时，不同波长的光因为折射率的不同，就会被分开，形成美丽的彩虹。

如果没有波长和折射率的关系公式，我们怎么能明白这神奇的现象呢？在实际应用中，这个公式也非常重要。

比如在光纤通信中，我们需要控制光的波长和折射率，以保证信号能够快速、准确地传输。

还有在制造光学仪器的时候，比如显微镜、望远镜，都需要考虑波长和折射率的关系，才能让我们看到更清晰、更准确的图像。

所以啊，同学们可别小看这个公式，它虽然看起来有点复杂，但却是我们理解光的世界的重要工具。

总之，波长和折射率的关系公式虽然看似深奥，但只要我们用心去理解，结合生活中的实际现象，就能发现它的妙处。

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
摘要：本次实验通过使用三棱镜，测量白光在三棱镜内的折射角，计算出三棱镜的平均折射率。

实验结果表明，三棱镜的平均折射率为1.524。

引言：三棱镜是光学实验中常用的元件，它可以将光线折射、反射，使得光线发生偏折，使得光线形成丰富的光谱。

在本次实验中，我们将使用三棱镜测定其折射率。

原理：根据折射定律，当白光从空气中射入三棱镜时，经过三棱镜的偏折后，形成光谱。

因为不同波长的光在三棱镜内的折射角不同，因此可以根据不同颜色的光的折射角计算出三棱镜的折射率。

实验步骤：
1.使用三脚架将三棱镜固定在台座上，并用光源照射三棱镜；
2.将屏幕置于三棱镜另一侧，使得屏幕可以观察到光谱；
3.使用直尺等工具测量光线入射角和偏折角，计算出每个颜色光的折射角；
4.根据折射率公式计算出三棱镜的平均折射率。

结果和分析：实验中我们选择了红、黄、绿、蓝、紫这五种颜色的光。

表1：不同颜色光的入射角和偏折角
|颜色|入射角（°）|偏折角（°）|
|---|---|---|
|红|45.0|31.0|
|黄|45.0|30.7|
|绿|45.0|30.5|
|蓝|45.0|30.2|
|紫|45.0|30.0|
根据折射率公式n=sin((i+r)/2 )/sin(i/2)，计算出每种颜色的折射率。

结论：本实验的目的是测定三棱镜折射率。

实验结果表明，三棱镜的平均折射率为1.524。

这个结果误差较小，符合实验预期。

由此可见，本次实验的方法和步骤是正确且有效的。

三棱镜波长与折射率的关系

三棱镜波长与折射率的关系1. 引言大家好，今天咱们要聊的是一个听起来有点高深，但其实没那么复杂的话题——三棱镜的波长和折射率的关系。

听起来像是科学课上老师讲的那些让人昏昏欲睡的内容，但实际上，三棱镜就像是光的魔术师，把单一的光线变成五彩斑斓的光谱，简直好比大自然的调色盘！那么，折射率和波长有什么关系呢？来，咱们慢慢捋清楚。

2. 什么是折射率？2.1 折射率的基本概念折射率，顾名思义，就是光在不同媒介中传播速度的变化程度。

简单来说，就是光从空气跑到水里、从水跑到玻璃里，速度可是会变的哦！折射率就像一张地图，指引着光线在不同材料中的“旅行”。

你想想，如果你在水中游泳，和在陆地上奔跑，速度肯定不一样，对吧？所以，折射率告诉我们光在某种材料中的“懒惰程度”。

这个“懒惰”可不是什么好事，光线得努力点才能顺利通过！2.2 三棱镜的神奇之处说到三棱镜，它就像一块神奇的玻璃，有着特定的形状和角度。

当光线照进它时，哇，立刻就变得五光十色，犹如一位魔法师在舞台上施展魔法。

三棱镜之所以能分解光，是因为不同波长的光在三棱镜中折射的程度各不相同。

短波长的光（比如蓝光）折射得比较厉害，而长波长的光（比如红光）就相对“懒惰”，折射得少。

这就像是不同性格的人，有的人特别积极，有的人则比较随和，各自有各自的风格。

3. 波长与折射率的关系3.1 波长对折射率的影响那么，波长与折射率之间到底有什么关系呢？其实，这个关系可以用一个简单的公式来表达——当波长变短，折射率就会增加；反之，波长变长，折射率就会减小。

就好比人上了年纪，越来越喜欢慢吞吞的生活，不想再“折腾”了。

这就是光的“年纪感”，短波长的光活力四射，而长波长的光则显得更为沉稳。

这种差异让我们看到的光谱变得五彩斑斓，仿佛在说：“快来看看我，别错过这美丽的风景！”3.2 实际应用中的折射率你可能会想，这些光的游戏跟我们有什么关系呢？其实，折射率的变化在我们的生活中无处不在。

比如，咱们用眼镜的时候，那些透过镜片的光线也在悄悄经历着折射的“考验”。

三棱镜的偏角特性和折射率的测定

三棱镜的偏向角特性和色光折射率的测定在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v ，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c 。

c 与v 的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n 表示，即：vc n =。

同一介质对不同波长的光折射率是不同的。

因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。

一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm 的折射率。

本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm 的光的折射率。

1、实验目的（1）进一步学习分光计的正确使用（2）学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率。

2．实验仪器分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。

3．实验原理介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。

这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。

如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。

当平行的单色光，入射到三棱镜的AB 面，经折射后由另一面AC 射出，如图6-13所示。

入射光线LD 和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光ER 和AC 面法线的夹角i ’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。

可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i 0等于出射角i 0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin。

由图6-13可知：δ=（i-r ）+（i’-r’）（6-2）A =r +r’ （6-3）可得：δ=（i+i’）-A （6-4）三棱镜顶角A 是固定的，δ随i 和i’而变化，此外出射角i’也随入射角i 而变化，所以偏向角δ仅是i 的函数．在实验中可观察到，当i 变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角．令0=did δ，由式(6-4)得 1'-=didi （6-5）再利用式（6-3）和折射定律,s i n s i n r n i = 's i n 's i n r n i = （6-6）图6-13 光线偏向角示意图显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为δmin ，这时由式（6-4）可得：δmin =2i –A)(21mi nA i +=δ由式（6-3）可得： A =2r2A r =由折射定律式（6-6），可得三棱镜对该单色光的折射率n 为2s i n)(21s i n s i n s i n m i n A A ri n +==δ （6-9）由式（6-9）可知，只要测出三棱镜顶角A 和对该波长的入射光的最小偏向角δmin ，就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。

三棱镜折射率的测量

用分光计测定三棱镜的顶角和折射率在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c。 c与v的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n表示，即： v c n ? 。同一介质对不同波长的光折射率是不同的。因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm的折射率。本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm的光的折射率。 1 、实验目的（ 1 ）进一步学习分光计的正确使用（ 2 ）学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率。 2 ．实验仪器分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。 3 ．实验原理介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。当平行的单色光，入射到三棱镜的 AB 面，经折射后由另一面 AC 射出，如图 6-13 所示。入射光线 LD 和 AB 面法线的夹角 i 称为入射角，出射光 ER 和 AC 面法线的夹角 i’ 称为出射角，入射光和出射光的夹角δ 称为偏向角。可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角 i 0 等于出射角 i 0 ’ 时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δ min 。由图 6-13 可知： δ = （ i-r ） + （ i’-r’ ）（ 6-2 ） A=r+r’ （ 6-3 ）可得： δ = （ i+i’ ） -A （ 6-4 ）三棱镜顶角 A 是固定的，δ随 i 和 i’ 而变化，此外出射角 i’ 也随入射角 i 而变化，所以偏向角 δ仅是 i 的函数．在实验中可观察到，当 i 变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角．令 0 ? di d ? ，由式 (6-4) 得 1 ' ?? di di （ 6-5 ）再利用式（ 6-3 ）和折射定律 ,sinsin rni ? 'sin'sin rni ? （ 6-6 ）图 6-13 光线偏向角示意图得到 rn i i rn di dr dr dr dr di di di cos cos )1( 'cos 'cos' ' '' ??????? ''csc csc 'sin1cos sin1'cos 222 222 22 22 rtgnr rtgnr r(1 )1(1 22 22 rtgn rtgn ?? ?? ?? (6-7) 由式（ 6-5 ）可得： ')1(1)1(1 2222 rtgnrtgn ????? ' tgrtgr ? 因为 r 和 r’ 都小于 90 °，所以有 r =r’ 代入式（ 5 ）可得 i =i' 。因此，偏向角δ取极小值极值的条件为： r =r’ 或 i =i' （ 6-8 ）显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为δ min ，这时由式（ 6-4 ）可得： δ min =2i –A )( 2 1 min Ai ?? ? 由式（ 6-3 ）可得： A=2r 2 A r ? 由折射定律式（ 6-6 ），可得三棱镜对该单色光的折射率 n 为 2 sin )( 2 1 sin sin sin min A A r i n ? ?? ? （ 6-9 ）由式（ 6-9 ）可知，只要测出三棱镜顶角 A 和对该波长的入射光的最小偏向角δ min ，就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。

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】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。

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。

三棱镜的光线折射原理

三棱镜的光线折射原理
三棱镜是一种具有三个平面镜面的透明三角形，常用于光学实验中。

三棱镜中的光线进入后，会发生折射现象。

折射是指光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质密度不同而发生方向改变的现象。

三棱镜的光线折射原理与斯涅尔定律相关。

当光线从空气等密度较小的介质进入三棱镜时，由于三棱镜材料密度较大，光线会向三角形底部的边界（入射面）弯曲。

当光线穿过三棱镜后再次进入空气等密度较小的介质时，光线的方向会再次改变，这次是朝着三角形的另一条边界（折射面）弯曲。

如果入射角和出射角分别为θ1和θ2，那么斯涅尔定律可以用来计算折射角之间的关系：
n1sinθ1 = n2sinθ2
其中，n1和n2分别是两种介质的折射率。

如果n2>n1，那么折射角θ2会比入射角θ1小。

三棱镜的光线折射原理可以用于解释大气中彩虹的形成原理。

彩虹的出现是因为太阳光线在进入雨滴时发生折射和反射，使得不同波长的光线被分离出来形成了色彩。

这个过程也遵循斯涅尔定律和三棱镜的光线折射原理。

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大学物理实验报告三棱镜色散曲线的研究

大学物理实验报告,三棱镜色散曲线的研究实验目的：1. 研究三棱镜的色散性质；2. 绘制三棱镜的色散曲线。

实验器材：1. 光源（如钠灯、氢灯等）；2. 三棱镜；3. 准直器；4. 波长计；5. 直尺；6. 支架；7. 透明标尺；8. 白纸等。

实验原理：光在介质中传播时会发生折射现象，而不同波长的光在介质中的折射角度是不同的，这就是色散现象。

三棱镜是一种常用的色散元件，当光线通过三棱镜时，不同波长的光会根据其折射率的差异而发生不同的折射，从而产生色散效应。

实验步骤：1. 将准直器放置在光源前方，调整准直器，使得光线尽可能平行；2. 将三棱镜放置在支架上，并调整其位置，使得光线通过三棱镜的顶点；3. 在三棱镜的正上方放置白纸，调整纸的位置，使得通过三棱镜的光线在纸上形成一个明亮的斑点；4. 将波长计放置在三棱镜旁边，并调整其位置，使得能够准确测量光线的入射角和折射角；5. 用直尺测量入射角和折射角，并记录下来；6. 调整光源的波长，重复步骤3-5，记录不同波长下的入射角和折射角；7. 根据测量的数据，计算出不同波长下的折射率，并绘制三棱镜的色散曲线。

实验结果：根据测量的数据，可以得到不同波长下的入射角和折射角，并通过计算得到不同波长下的折射率。

将折射率与波长的关系绘制成曲线图，即为三棱镜的色散曲线。

实验讨论：通过实验可以发现，不同波长的光在三棱镜中的折射角度是不同的，从而产生不同程度的色散效应。

色散曲线可以用来描述不同波长光的折射率与波长之间的关系。

实验结论：通过实验可以得到三棱镜的色散曲线，在曲线中可以观察到不同波长光的折射率差异，从而得出光的色散现象。

该实验不仅可以加深对光的性质的理解，还可以为后续光学实验提供基础数据。

实验注意事项：1. 实验过程中要小心操作，避免对实验器材造成损坏；2. 注意测量角度时的准确性，尽量使用精确的测量工具；3. 在记录数据时要准确无误，以保证最后绘制的色散曲线的准确性。

测定三棱镜折射率色散实验报告

测定三棱镜折射率色散实验报告实验目的：【实验仪器】：1.三棱镜：用于折射光线，使光线发生偏折。

2.白光源：提供全波长的光源。

3.单色仪：用于分离出单一波长的光。

4.平行板：用于调整出水平光线。

5.刻度尺：用于测量光线的入射角度。

6.望远镜：用于观察光线通过三棱镜后的偏折角。

【实验原理】：当一束光线从空气斜入射到三棱镜时，光线会在入射面和出射面产生折射。

通过调节三棱镜和平行板的角度，可以使入射光线、出射光线与平行板的法线平行。

此时，光线会以小于90°的角度穿过平行板。

改变入射角度，可以使光线以不同的角度穿过平行板。

通过在实验中使用单色仪，可以使光线单色化，并控制光线的入射角度和偏折角度，从而测量出不同波长的光线的折射角度。

由于折射率的定义为折射角度与入射角度的比值，因此通过实验可以测量出不同波长的光线的折射率，并研究其色散性质。

【实验步骤】：1.将三棱镜放在实验台上，并调整其位置使其稳定。

2.调整单色仪的光源，使其尽可能单色化。

3.调整白光源的位置和光源的亮度，使其能够通过三棱镜。

4.将单色仪的输出光线引出，使其尽可能平行。

5.调整平行板的角度，使光线在入射面和出射面发生折射。

6.使用刻度尺测量光线的入射角度和出射角度。

7.重复以上步骤，测量不同波长的光线的折射角度。

8.根据测得的数据，计算出不同波长的光线的折射率。

【实验数据】：根据实验步骤，我们测得了不同波长的光线的入射角度、出射角度，如下表所示：波长（nm），入射角度（°），出射角度（°）--，--，--400，45.5，29.3500，45.2，29.7600，44.8，30.1【数据处理】：根据实验数据，可以计算出不同波长的光线的折射率。

利用光的折射率公式：n= sin(i) / sin(r)，其中n为折射率，i为入射角度，r为出射角度。

根据上述公式，我们可以计算出不同波长的光线的折射率，结果如下：波长（nm），入射角度（°），出射角度（°），折射率--，--，--，--400，45.5，29.3，1.553500，45.2，29.7，1.518600，44.8，30.1，1.483【结果分析】：根据实验数据的计算结果，我们可以发现，不同波长的光线的折射率是不同的。

三棱镜的实验报告

三棱镜的实验报告三棱镜的实验报告引言：三棱镜作为一种常见的光学仪器，被广泛应用于物理实验和光学研究中。

通过对光线的折射和反射，三棱镜能够将白光分解成不同波长的光谱，展示出美丽多彩的彩虹色。

本次实验旨在通过使用三棱镜，观察和研究光线的折射和色散现象。

实验材料和装置：1. 三棱镜2. 白色光源（如白炽灯或激光器）3. 光屏4. 直尺5. 透明物体（如玻璃棒或水晶球）实验步骤：1. 将三棱镜放置在光源前方，确保光线能够通过三棱镜。

2. 将光屏放置在三棱镜后方，以接收经过三棱镜折射后的光线。

3. 打开光源，调整光线的入射角度，使其通过三棱镜。

4. 观察光线经过三棱镜后在光屏上形成的光谱，记录下观察到的颜色和位置。

5. 将透明物体放置在光线路径上，观察光线经过透明物体后的变化，并记录下观察到的现象。

实验结果与讨论：通过实验观察，我们可以清晰地看到光线在经过三棱镜后发生了折射和色散现象。

光线从光源进入三棱镜后，会根据不同的波长被折射的程度不同，从而形成了一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光谱。

这是因为不同波长的光在经过介质时会产生不同的折射角度，从而导致光的偏折。

在实验中，我们还观察到了透明物体对光线的影响。

当光线经过透明物体时，由于介质的折射率不同于空气或其他介质，光线会发生进一步的折射和偏折。

这导致了光线在透明物体中的路径改变，从而产生了形状各异的光斑或光线偏移现象。

这种现象在日常生活中也经常出现，比如当我们将玻璃棒放在水中时，可以看到光线在棒内部发生折射并形成一个错觉上的“折射棒”。

通过这次实验，我们不仅观察到了光线的折射和色散现象，还了解了透明物体对光线的影响。

这对于我们理解光的传播和光学原理有着重要的意义。

实验结果也验证了光的波动性和粒子性，光既可以被看作是波动的电磁波，也可以被看作是由光子组成的微粒。

结论：通过本次实验，我们成功地观察到了光线的折射和色散现象，并了解了透明物体对光线的影响。