物质光谱的定性分析和三棱镜折射率随光谱波长变化的规律研究(华工大学物理实验参考)
用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验
实验三分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射，光线将改变传播的方向，结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。
通过对某些角度的测量，可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。
因而精确测量这些角度，在光学实验中显得十分重要。
•• 分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。
由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。
分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。
对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。
但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。
【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．掌握测定棱镜角的方法；3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
【实验仪器】：分光计（JJY型1’），双面镜，钠灯，三棱镜。
【实验原理】：•• 三棱镜如图1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
图1三棱镜示意图•• 1．反射法测三棱镜顶角如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿和方位射出，和方向的夹角记为，由几何学关系可知：••图2反射法测顶角2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD 与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图3所示。
• 图3最小偏向角的测定转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。
大学物理实验-三棱镜折射率的测量
一、实验名称 三棱镜折射率的测量 二、实验目的（1） 观察三棱镜的色散现象。
（2） 掌握用分光计测量三棱镜最小偏向角的基本方法。
（3） 学习利用最小偏向角测定三棱镜对各色光的折射率的基本思路。
三、实验原理 (基本原理概述、重要公式、简要推导过程、重要图形等；要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材)1. 分光计简单介绍：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。
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，分光计的调节是很重要的，分光计是在平行光中观察有关现象和测量角度， 因此应达到以下三个要求：平行光管发出平行光；望远镜能接受平行光；望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。
2. 用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率一束单色光以角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面射出来，出射角为i 12。
入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角。
当棱镜顶角A 一定时，偏向角δ的大小随入射角的变化而变化。
而当12'i i =时，δ为最小。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
由图可以看出，这时1'2Ai =min111='22A i i i δ-=-min 1()2A i δ+=设棱镜材料折射率为n ，则11sin sin 'sin2A i n i n == 故min 1()sinsin 2A i n AAδ+== 由此可知，要求得棱镜材料的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角。
四、实验内容和步骤（要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材）1) 调节分光计：目测粗调(望远镜、准直管等高共轴)；用自准法调整望远镜；调整准直管。
2) 使三棱镜光学侧面垂直于望远镜光轴：1，调载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到载物台上，使棱镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直；2，接通目镜光源，遮住从平行光管来的光。
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。
大学物理-分光计测量三棱镜折射率及光栅常数实验报告
分光计测量三棱镜折射率及光栅常数实验报告【实验目的】学习分光计测量角度、光栅常数的方法，熟悉用最小偏向角法测量物质折射率。
【实验仪器】汞灯、分光计、三棱镜、平面双面镜、光栅。
【实验原理】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 。
由图可知：δ=（i-r ）+（i’-r’）A =r +r’δ=（i+i’）-A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，则 1'-=didi 再利用折射定律,sin sin r n i ='sin 'sin r n i =得到rn i i r n di dr dr dr dr di di di cos cos )1('cos 'cos ''''⨯-⨯=⨯⨯= 'tan 'csc tan csc 'sin 1cos sin 1'cos 2222222222r n r r n r r n r rn r --=---= 'tan )1(1tan )1(12222r n rn -+-+-='tan )1(1tan )1(12222r n r n -+=-+'tan tan r r = 因为r 和r’都小于90°，所以有r =r ’代入可得i =i'。
因此，偏向角δ取极小值极值的条件为：r =r ’或i =i'显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为δmin ，可得：δmin =2i –A)(21min A i +=δ A =2r2A r = 由折射定律式，可得三棱镜对该单色光的折射率n 为2sin )(21sin sin sin min A A r i n +==δ 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。
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。
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。
大学物理实验 分光计的调整和三棱镜折射率的测定Word版
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。
实验5 媒质折射率与波长关系的研究
实验5 媒质折射率与波长关系的研究2016年2月29日 华师 大学物理实验室【实验目的】1．观察棱镜、光栅光谱。
2．研究媒质折射率随波长变化的规律。
【实验要求】1. 用光栅测定汞灯中各谱线的波长，已知汞绿线的波长为546.1nm ；2. 用最小偏向角法测定汞灯中各谱线的最小偏向角；3. 计算出三棱镜对汞灯中各谱线的折射率，作出n — λ曲线，用直线拟合求出所用材料（三棱镜）的系数A 、B 、C 。
已知正常色散的柯西经验公式为：42)(λλλCBA n ++=4. 自行设计其它你感兴趣的相关实验，拟定实验方案，导出实验公式、写出实验步骤，并实验之。
【实验仪器】分光计，三棱镜，光栅，汞灯，测量设备自选。
【实验原理及步骤】一．光的色散现象，即不同频率的光（颜色不同）在同一介质中的传播速度不同，折射率也不同。
这样，如果平行的复色光射到介质表面，根据折射定律，各色光折射角不同。
因此，复色光中各种不同的色光将沿不同的方向传播而分开。
要想用实验测定各单色光的波长，首先需要用色散元件把各单色光的传播方向分开。
在光谱分析中，常用的色散元件有棱镜和光栅（折射分光和衍射分光）。
二．棱镜玻璃的折射率，可用测定最小偏向角的方法求得，如图1所示。
△ABC 是三棱镜的主截面，波长为λ的光线以入射角 1i 投射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后以 1i '角从 AC 面出射，出射光线与入射光线夹角δ称为偏向角。
δ的大小随入射角1i 而改变。
在入射线和出射线处于光路对称的情况下，即11i i '=时，偏向角有极小值，记为min δ。
可以证明，棱镜玻璃的折射率n 由下式给出：2sin 2sinminA A n δ+= 式中，A 是棱镜顶角，min δ称为最小偏向角。
若入射光为非单色光，则经棱镜折射后，不同的光将产生不同的偏向而被分散开来，这图1δ与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。
就是色散现象。
测定三棱镜折射率色散实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除测定三棱镜折射率色散实验报告篇一：棱镜折射率及色散关系的研究实验报告棱镜折射率及色散关系的研究【摘要】目的：通过对棱镜在不同波长下的折射率的测定，运用最小二乘法进行非线性拟合，得到相应的色散公式。
方法：在可见光区内，以汞灯所产生的已知各主要光谱线波长，李颖分光计采用最小偏向角法测量棱镜对已知不同波长的折射率，然后对色散关系进行非线性拟合。
【关键词】分光计，折射角，色散，最小偏向角，最小二乘法【引言】早在1672年，牛顿用一束近乎平行的白光通过玻璃棱镜时，在棱镜后面的屏上观察到一条彩色光带，这就是光的色散现象。
它表明：对于不同颜色（波长）的光，介质的折射率是不同的，即折射率n是波长λ的函数。
所有不带颜色的透明介质在可见光区域内，都表现为正常色散。
描述正常色散的公式是科希（cauchy）于1836年首先得到的：bcn?A?2?4??这是一个经验公式，式中A、b和c是由所研究的介质特性决定的常数。
本实验通过对光的色散的研究，求出此经验公式。
【实验目的】1、进一步练习使用分光计，并用最小偏向角法测量棱镜的折射率；2、研究棱镜的折射率与入射光波长的关系。
【实验原理】1.棱镜色散原理棱镜的色散是由于不同波长的光在棱镜介质中传播速度不同，从而折射率不同而引起的。
在介质无吸收的光谱区域内，色散关系的函数形式早在1863年由科希(cauchy)得出，该关系式为bn?A?2?式中A和b是与棱镜材料有关的常数，也叫色散常数。
2.利用最小偏向角法测量折射率的原理如图1所示为一束单色平行光入射三棱镜时的主截面图。
光线通过棱镜时，将连续发生两次折射。
出射光线和入射光线之间的交角δ称为偏向角。
I为入射角，i′为出射角，α为棱镜的顶角。
当i改变时，i′随之改变。
可以证明，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δmin表示，此时入射角为1i?(?min??)2出射角为1sin(?min??)sinin??sini1sin?3.测定三棱镜的色散曲线，求出n的经验公式2?n要求出经验公式（1），就必须测量出对应于不同波长下的折射率。
三棱镜对蓝光的折射率
三棱镜对蓝光的折射率1.引言1.1 概述概述部分的内容如下：概述：本文旨在研究三棱镜对蓝光的折射率的影响。
蓝光作为可见光谱中的一部分，具有独特的特性和传播方式。
而三棱镜，则是一种常见的光学元件，能够将入射光线折射和偏转。
通过研究三棱镜对蓝光的折射率，我们可以更深入地了解光在介质中传播的规律，并且对于光学器件的设计和应用具有重要的参考价值。
本文将首先介绍三棱镜的定义和结构，包括其形状、材料以及工作原理等方面的内容。
接着，我们将详细探讨蓝光的特性和传播方式，包括其波长、频率以及在不同介质中的传播速度等方面的内容。
这将有助于我们理解在实验中对蓝光的折射率进行测量时需要考虑的因素。
在正文的最后部分，我们将重点讨论三棱镜对蓝光的折射率的影响因素，包括三棱镜的材料、角度以及蓝光在不同介质中的传播速度等方面的内容。
同时，我们还将介绍相关的实验结果，并进行深入的讨论和分析。
通过这些实验结果和讨论，我们可以得出对于三棱镜对蓝光的折射率影响程度的结论，并且为进一步的研究和应用提供科学依据。
在本文的撰写过程中，我们将参考相关的文献资料和实验数据，并结合光学理论进行分析和推导。
通过系统而全面地研究三棱镜对蓝光的折射率，我们可以为光学领域的研究和技术发展做出贡献。
同时，本文也为读者提供了对于光学现象的一次深入了解和学习的机会。
1.2文章结构文章结构是指文章的组织方式和结构安排，它是为了让读者更好地理解和掌握文章内容而进行的整体布局。
本文的结构主要分为引言、正文和结论三部分。
引言部分介绍了本文的背景和目的。
通过概述，读者可以了解到本文主要讨论的是三棱镜对蓝光的折射率。
文章结构的目的是为了引导读者理解整篇文章的内容和论证过程。
正文部分详细介绍了三棱镜和蓝光的特性和传播方式。
首先，2.1节对三棱镜的定义和结构进行了介绍，解释了三棱镜的基本构造和特点。
这包括三棱镜的形状、材质以及光的入射和折射过程等。
接着，2.2节对蓝光的特性和传播方式进行了探讨。
大学物理实验研究报告及三棱镜折射率
=8.52′,
测量结果表示： ，
由公式④，算出三棱镜玻璃折射率 =1.743
n = 1.732.
总结：通过查一些资料发现，不同的材质不一样玻璃一般是紫1.532但是因玻璃的制作工艺不同也会有不同的材质，紫光在三棱镜下的直射率也会有所不同。
可能与测量环境有关，例如：光线的问题等。还与读数误差，光学仪器的磨损有关。
通过一些实验，人们发现用最小偏向法和任意偏向角测量法测出的三棱镜的折射率的值是最为接近的。而用掠入法测得的折射率的值，跟这两种方法测得的值也是较为接近的；相对来说，用布儒斯特角法测得的三棱镜折射率的值跟另外三种测量的值相差较大。垂直底边入射法的操作较之最小偏向角法等传统方法更加简便，数据和最小偏向角法的结果符合很好，但数据准确性次于最小偏向角法，而且当被测材料折射率偏大时,会在被测材料内发生全反射3；最小偏向角法在数据的准确性方面优于垂直底边入射法和全反射法，虽然全反射现象明显，但在操作中确定临界点位置存在随机性,会引入较大误差4。全反射法的不确定度明显高于前两种。采用垂直底边入射法可以有效地达到简化测量三棱镜折射率的目的5。
(1)垂直底边入射法测量原理。垂直底边入射法让入射光线垂直
于顶角的临边入射,实验中取AC边,其光路如图1所
示。表达式为：n=[sin^2(ð)+(1+sinð*cot A)2]^½只要测得顶角A和出射角r2,就能计算出三棱镜
的折射率
(2)最小偏向角法测量原理。如图2所示,光线S1O1以入射角i1入射到三棱镜的AB面上,经三棱镜两次折射后,以i4角从AC面出射,入射光线和出射光线的夹角ð称为偏向角。
在这次实验中也遇到了许多困难，主要是因为自己在实验之前准备的不够充分，对实验过程还不够熟悉，动手能力较差，意识到这些，在以后的实验中会多加注意。
物质光谱的定性分析和三棱镜折射率随光谱波长变化的规律研究(华工大学物理实验参考材料)
实验24 《光的色散研究》实验提要实验课题及任务《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同。
对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。
如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。
折射率n 随波长λ又而变的现象称为色散。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。
⑷ 用分光计观察谱线，并测定玻璃材料的色散曲线λ~n ； ⑸ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯实验提示最小偏向角min δ。
与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。
折射率n 与波长λ之间的关系曲线称为色散曲线。
本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。
用汞灯的光谱谱线的波长作为已知数据，测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角，算出与min δ对应的n 值，在直角坐标系中做出三棱镜的λ~n 色散曲线。
用同一个三棱镜测出钠光谱谱线的最小偏向角，计算相对应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
棱镜折射率及色散关系的研究实验报告
图1 棱镜折射率及色散关系的研究【引言】早在1672年，牛顿用一束近乎平行的白光通过玻璃棱镜时，在棱镜后面的屏上观察到一条彩色光带，这就是光的色散现象。
它表明：对于不同颜色（波长）的光，介质的折射率是不同的，即折射率n 是波长λ的函数。
所有不带颜色的透明介质在可见光区域内，都表现为正常色散。
描述正常色散的公式是科希（Cauchy ）于1836年首先得到的：42λλCB A n ++=这是一个经验公式，式中A 、B 和C 是由所研究的介质特性决定的常数。
本实验通过对光的色散的研究，求出此经验公式。
【实验目的】1、进一步练习使用分光计，并用最小偏向角法测量棱镜的折射率；2、研究棱镜的折射率与入射光波长的关系。
【实验原理】1. 棱镜色散原理棱镜的色散是由于不同波长的光在棱镜介质中传播速度不同，从而折射率不同而引起的。
在介质无吸收的光谱区域内，色散关系的函数形式早在1863年由科希(Cauchy)得出，该关系式为2λBA n +=式中A 和B 是与棱镜材料有关的常数，也叫色散常数。
2. 利用最小偏向角法测量折射率的原理如图1所示为一束单色平行光入射三棱镜时的主截面图。
光线通过棱镜时，将连续发生两次折射。
出射光线和入射光线之间的交角δ称为偏向角。
I 为入射角，i ′为出射角，α为棱镜的顶角。
当i 改 变时，i ′随之改变。
可以证明，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δmin 表示，此时入射角为出射角为由折射定律1sin sin i n i =可得三棱镜的折射率为 3.测定三棱镜的色散曲线，求出()λλ-n 的经验公式 要求出经验公式（1），就必须测量出对应于不同波长λ下的折射率n 。
实际光源中所发出的光一般为复色光，实验上需要用色散元件把各色光的传播方向分)(21min αδ+=i α211=i ααδ21sin )(21sin sin sin min 1+==i i n图2开。
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（最新版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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棱镜折射率的研究
棱镜材料折射率的研究摘要：折射率是表征光透明物质光学性质的基本物理量之一，在各种光透明物质中，诸如密度、浓度、温度、应力等物理量的变化，均会引起折射率的相应变化.在生产实践中，通过测定介质内折射率的空间分布和随时间的变化，进而定性分析乃至定量确定其他的各种相关物理量，已有许多重要的实际应用，因此，对折射率的测量方法研究具有重要的实际意义。
关键词：分光计棱镜折射率掠入射法Study on refractive index of the Prism material Summary: The index of refraction is the characterization of optically transparent material optical properties of the basic physical quantities. In all kinds of light transparent material.Such as density, concentration, temperature, stress, the variation of a physical quantity. will cause the corresponding change of refractive index. In practice, by measuring the refractive index of the medium with the spatial distribution and the change of time, and then the qualitative analysis and the quantitative determination of a variety of other related physical quantities. Many important practical application, therefore. On the refractive index measurement method is of important practical significance to study.Key words: spectrometers Prism Refracting rate Grazing incidence引言：我们五彩斑斓的世界离不开阳光的照射，正因为有了阳光的滋润，世界才能如此美丽。
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。
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实验24 《光的色散研究》实验提要实验课题及任务《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同。
对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。
如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。
折射率n 随波长λ又而变的现象称为色散。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。
⑷ 用分光计观察谱线，并测定玻璃材料的色散曲线λ~n ； ⑸ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯实验提示最小偏向角min δ。
与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。
折射率n 与波长λ之间的关系曲线称为色散曲线。
本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。
用汞灯的光谱谱线的波长作为已知数据，测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角，算出与min δ对应的n 值，在直角坐标系中做出三棱镜的λ~n 色散曲线。
用同一个三棱镜测出钠光谱谱线的最小偏向角，计算相对应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案，要求用纸质版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。
思考题证明41i i （1i 为入射角，4i 为折射角）时的偏向角为最小偏向角。
光的色散研究图1实验目的：1.进一步掌握分光计的调整技术，学习用分光观察棱镜光谱2.握用分光仪测量棱镜的顶角的方法3.握用最小偏向角法测量棱镜的折射率4.会用分光仪观察光谱，研究光的色散实验仪器：分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯实验原理：1.光的色散和色散曲线 光在物质中的传播速度v 随波长而改变的现象，称为色散。
因为物质的折射率n可以表示为,式中c 是真空中的光速。
由上式可见，色散现象也表现为物质的折射率随波长的变化，即可以表示为下面的函数形式上式所表示的关系曲线，也就是折射率随波长的变化曲线，称为色散曲线。
物质的折射率随波长变化的状况和程度，常用色散率d n /d 来表征。
2、最小偏向角法测量三棱镜玻璃材料的折射率测量玻璃材料折射率的方法很多，这里用的是最小偏向角法。
如图1所示，三角形ABC 表示三棱镜的主截面，AB 和AC 是透光面（又称为折射面）。
设有一束单色光LD 入射到棱镜的AB 面上，经过两次折射后从AC 面沿ER 方向射出。
入射线LD 和出射线ER 间的夹角δ称为偏向角。
根据图1，由几何关系，偏向角δ为)()(3421i i i i FED FDE -+-=∠+∠=δ （1） 因α=+32i i ，α为三棱镜的顶角，故有αδ-+=41i i （2）对于给定的棱镜来说，顶角α 是固定的。
由式2可知，δ随i 1和i 4而变化。
其中，i 4与i 3、i 2、i 1依次相关，由折射率决定。
因此，i 4是i 1的函数。
归结到底，偏向角δ也就仅随i 1变化。
由实验中可以观察到，当i 1变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角δmin 。
下面用求极值的方法来推倒δ去极值的条件。
令01=di d δ，由式（2）得114-=di di （3） 再利用α=+32i i 及两折射面处的折射条件4321sin sin sin sin i i n i n i == （4） 得到322222322322222232222223214312233414tan )1(1tan )1(1tan sec tan sec sin 1cos sin 1cos cos cos )1(cos cos i n i n i n i i n i i n i i n i i n i i i n di di di di di di di di -+-+-=---=---=•-•=••= （5）比较式（3）和式（5），有32tan tan i i =。
而在棱镜折射的情形下，i 2和i 3均小于π/2，故i 2=i 3。
由式（4）可知，i 1=i 4。
可见，δ取极值的条件为32i i =或41i i = （6） 显然，这时入射光和出射光的方向相对于棱镜是对称的，光线在棱镜内平行于底边。
同样可证当41i i =时，0212>di d δ，即δ取得极小值。
此时得到αδ-=1min 2i （7）而2/,232αα=+=i i i 。
于是，棱镜对该单色光的折射率为()2/sin 21sin sin sin min 21ααδ+==i i n （8）由于α是常数，且ο180min <+αδ，故n 与min δ是一一对应的。
由式（8）可知，实验上只要测得三棱镜的顶角α和某单色光通过三棱镜后所对应的最小偏向角min δ，则该单色光在玻璃材料中的折射率n 即可求。
3、(1) 用反射法测三棱镜顶角A图 2 用反射法测三棱镜顶角转动载物台，使三棱镜顶角对准平行光管，让平行光管射出的光束照在三棱镜两个折射面上（见图2）。
将望远镜转至I 处观测反射光，调节望远镜微调螺丝，使望远镜竖直叉丝对准狭缝像中心线。
再分别从两个游标（设左游标为1右游标为2读出反射光的方位角1θ，'1θ然后将望远镜转至Ⅱ处观测反射光，相同方法读出反射光的方位角2θ，'2θ。
由图2以证明顶角为:4/)]''()[(1212θθθθ-+-=A要求测量3次以上，求平均值和不确定度，数据表格自拟。
每次测量完后可以稍微变动载物台位置，再测下一次。
（2）用自准法测量三棱镜顶角A利用望远镜自身的平行光及阿贝自准系统来进行测量的，测量光路如图3所示，使望远镜光轴垂直于AB 面,读出角度θM 和θN ，再将望远镜垂直于AC 面读出角度θ’M 和θ’N 。
望远镜转过角度)]()[(21''N N M M θθθθϕ-+-=。
由几何关系可得：三棱镜顶角 A=180o -φ. 4．最小偏向角的测量方法测定棱镜的顶角后，把顶角A 放到载物平台的中心，棱镜的磨沙面向外，使从平行光管出来的汞灯光能经过棱镜色散后形成光谱。
先用眼睛直接观察平行光经过折射后的出射方向，再将望远镜移到该处，使在望远镜中能清楚地看到光谱。
然后缓缓地转动平台，使光谱的偏向角逐渐减小，调节望远镜，使当平台转动时保证能看到光谱。
当载物平台转到某一位置时谱线不随平台转动而移动，而且当继续转动平台谱线会向相反方向移动，也即偏向角反而增大。
谱线移动改变的位置就是棱镜对该谱线的最小偏向角。
反复转动平台，准确找到该位置，然后固定平台,转动望远，使十字叉丝的竖线与光谱线重合，记录在该位置的游标读数1θ和'1θ。
移去三棱镜，再转动望远镜，使十字叉丝竖线对准平行光管的狭缝像，记录两游标的读数2θ和'2θ。
与望远镜的两个位置相应游标之差，即为最小偏向角min δ2/)]''()[(1212min θθθθδ-+-=实验步骤：1. 调节分光仪先用目测法进行粗调，平行光管锁紧螺钉，调节平行光管倾斜度调节螺钉与望远镜倾斜度调节螺钉，使两者目测呈水平。
再完全松开载物台倾斜度调节螺钉，使上圆盘紧贴着下圆盘，使载物台呈水平。
（1）调节望远镜聚焦无穷远打开小灯泡开关照亮目镜中的双十字叉丝，前后移动目镜，使双十字叉丝位于目镜的焦平面上，使该十字最清晰。
然后，将一平面反射镜按图放在载物台上，使平面镜的反射面与平台下的两个螺丝2a和3a的连线垂直，当调节镜面的俯仰时只需调节2a 和3a就行了。
缓慢地左右转动平台，使由透明十字叉丝线经物镜发出的平行绿光经镜面反射后，又回到物镜镜筒中并行成一模糊的小十字像。
若看不见像或光斑，说明镜面对望远镜的倾斜度不合适，应调节望远镜的螺丝或调节平台下的螺丝2a和3a以找到光斑。
找到光斑后，前后移动目镜套筒，使十字像最清晰。
这时候望远镜就已经聚焦无穷远。
（2）调节望远镜光轴与仪器转轴垂直撤去平面镜，把三棱镜放在平台上，顶角A与平台圆心重合，一条边与平台底下的两个螺丝2a和3a的连线的中垂线重合，而且一个光学面正对望远镜，另一光学面对着平行光管。
左右转动平台，观察望远镜中是否能观察到十字像，若没有，就调节望远镜倾斜度螺丝和平台调节螺丝2a和3a，使在望远镜中能看到反射回来的十字叉丝。
若看到的十字像如下图，采用各调一半法进行处理，即调节望远镜倾斜度螺丝，使十字像与上叉丝的距离移近一半，调节靠近望远镜这一端的平台调节螺丝，使十字像与上叉丝重合。
旋转平台180o，重复刚才的步骤，使十字像与上叉丝重合为止，接着旋转平台90o，调节平台下的螺丝1a，使十字像与上叉丝最终重合。
（3）调整平行光管，使其产生平行光，并使其光轴与仪器转轴平行用前面已经调整好的望远镜调节平行光管。
当平行光管射出平行光时，则狭缝成像于望远镜物镜的焦平面上，在望远镜中就能清楚地看到狭缝像，并与准线无视差。
•• ①调整平行光管产生平行光。
取下载物台上的平面镜，关掉望远镜中的照明小灯，用钠灯照亮狭缝，从望远镜中观察来自平行光管的狭缝像，同时调节平行光管狭缝与透镜间的距离，直至能在望远镜中看到清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽使望远镜视场中的缝宽约为1mm。
•• ②调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。
望远镜中看到清晰的狭缝像后，转动狭缝（但不能前后移动）至水平状态，调节平行光管倾斜螺丝，使狭缝水平像被分划板的中央十字线上、下平分。
这时平行光管的光轴已与分光计中心轴相垂直。
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.测量三棱镜的顶角打开汞灯，用反射法测量三棱镜的顶角A ，重复测量4次，求顶角及其平均值和不确定度。
3.测量不同光谱的最小偏向角（1）按照图4放置三棱镜，转动望远镜找到出射光的位置，反复转动平台，准确找到谱线移动改变的位置，然后固定平台，转动望远镜，使十字叉丝的竖线首先与红色谱线重合，记录两游标的读数1θ和'1θ。