大学物理设计性实验汞灯各谱线的最小偏向角
基本原理最小偏向角ppt课件
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
棱镜偏向角实验简单介绍 ...
光学部分 浙大物理实验教学中心编制
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 ...
光栅最小偏向角法测量汞灯谱线波长的理论和实验验证
光栅最小偏向角法测量汞灯谱线波长的理论和实验验证器材：木头步骤：第一种：将木头放入水中，测量水面上升的幅度，或者放入满满的量筒中，测量溢出的水的体积，可以间接得到木头浸入水中的部分的体积。
然后将木头沿水平面研磨，挑下，用天平测量水下部分的质量。
通过公式计算其密度。
然后总体测量整块物体的质量通过v＝m/p排序得出结论全部体积。
第二种：挑一量杯，水面与杯面宁堡，想要办法将木头全部灌入水中（例如用细针将其引走水中），秤外溢水的体积即可。
第三种：如果容器就是个圆柱形，把里面摆满水，然后把物体放进水中，在把物体抽出。
容器中空的部分就是这个物体的体积。
圆柱的面积＝底面积×高如果物体不下陷，就把物体上挂一个铁块放进水中，测到铁块和物体的体积，然后再测到铁块的体积，接着用它们的总体积乘以铁块的体积就得出结论物体的体积．现象：包括在步骤里面了。
结论：得出结论木头的体积。
实验名称探究凸透镜的光学特点实验目的探究凸透镜成压缩和增大虚像的条件实验器材标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔实验原理实验步骤1．明确提出问题：凸透镜成缩小实像需要什么条件？2．悖论与假设：（1）凸透镜成缩小实像时，物距u_______2f。
（“大于”、“小于”或“等于”）（2）凸透镜成压缩虚像时，物距u_______2f。
（“大于”、“大于”或“等同于”）3．设计并进行实验：（1）检查器材，介绍凸透镜焦距，并记录。
（2）安装光具座，调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。
（3）找到2倍焦距点，移动物体至2倍焦距以外某处，再移动光屏直至屏幕上为后空翻增大的准确虚像的年才，记下此时对应的物距。
（4）找出2倍焦距点，移动物体到2倍焦距以内某处，再移动光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰实像的为止，记下此时对应的物距。
（5）整理器材。
质量m＝密度p×体积v将物体放进水中，测量水面下降的幅度，或者放进满满的量筒中，测量外溢的水的体积，可以间接获得物体灌入水中的部分的体积然后将物体沿水平面切割，取下，用天平测量水下部分的质量。
大学物理仿真实验实验报告_分光计
大学物理仿真实验实验报告_分光计.大学物理仿真实验实验报告分光计土木21班2120702008崔天龙..验项目名称:分光计一、实验目的1(使学生深入了解分光计的构造和设计原理，学会调整分光计的正确方法;2(了解用最小偏向角法测棱镜材料折射率的基本原理;3(完成测量折射率实验，并正确分析实验误差。
二、实验原理1(分光计的结构分光计主要由三部分:望远镜，平行光管和主体(底座、度盘和载物台)组成。
附件有小灯泡、小灯泡的低压电源以及看度盘的放大镜。
望远镜的目镜叫做阿贝目镜，如图1所示。
2(分光计的调整原理和方法调整分光计，最后要达到下列要求:(1)平行光管发出平行光;(2)望远镜对平行光聚焦(即接收平行光);(3)望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。
分光计调整的关键是调好望远镜，其他的调整可以以望远镜为标准。
在调整望远镜时，可以先将小灯泡的光引入分划板，当分划板的位置刚好在望远镜的焦平面上时，从载物台上放置的平面镜上反射回来的光正好落在分划板上形成一个清晰的十字象。
利用这个原理可以将望远镜调好(出射平行光以及使望远镜的主轴与仪器主轴垂直)，当望远镜调好后就可以利用望远镜调节平行光管，此时就可以进行光线的角度的测量了。
3(用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率..如下图，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。
入射光和出射光之间的夹角称为偏向角。
当棱镜顶角A一定时，偏向角的大小随入射角的变化而变化。
而当=时，为最小(证明略)。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为。
由上图可以看出，这时设棱镜材料折射率为n，则故..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。
三、实验仪器图 1 : 分光计仪器分光计是一种基本的光学测量仪器，能准确快捷地测量各种角度，该仪器配上棱镜、光栅等可用于光谱测量。
配上偏振片、波片等，可作为椭偏仪使用。
图 2 : 分光计分光计中心为载物台，外围为刻度盘和游标盘，双游标的作用是为了消除刻度盘和游标盘中心不重合造成的偏心误差。
大学物理设计性实验光的色散研究1
大学物理设计性实验方案题目:光的色散研究学院：物理与电子工程学院专业：物理学班级：10级物本（1）学号：2010405266学生姓名：雷利梅一、实验目的1.进一步加深对分光计的认识，掌握调整和使用分光计的方法。
2.掌握测定棱镜顶角的方法。
3.掌握用最小偏向角法各色光线折射率的方法。
二、实验仪器分光计、三棱镜、高压汞灯三、实验原理1.玻璃三棱镜折射率的测量原理图一表示单色光在三棱镜主截面（垂直于两折射面的截面）内的折射。
PD 为入射光线，两次折射后沿EP ′方向出射。
入射光线与出射光线之间的夹角δ叫做偏向角，从图中可见 δ ＝∠FDE ＋∠FED＝（i 1- γ1）+（φ - γ2）因为顶角 A ＝γ1+γ2所以 δ ＝（i 1 + φ）-A （0-3-1）对于给定的棱镜，其顶角A 和相对于空气的折射率n 都有一定值，因而偏向角δ只随入射角i 1而改变。
可以证明，当i 1＝φ时，偏向角有极小值δmin ，称为棱镜对某单色光的最小偏向角，将i 1＝φ代入（0-3-1）式，得δmin ＝2 i 1－A或 i 1＝（δmin +A ）/ 2而A ＝γ1＋γ2＝2γ1，即γ1=A/2,由折射定律可得：（0-3-2）)2/sin(]2/)sin[(sin sin min 11A A i n +==δγ图一用分光计测出三棱镜顶角A 和棱镜对某单色光的最小偏向角δmin ，就可以用（0-3-2）式求出棱镜玻璃材料对空气的相对折射率n 。
此法称为最小偏向角法。
由于透明介质材料的折射率是光波波长的函数，故同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。
当复色光经过棱镜折射后，不同波长的光将产生不同的偏向而被分散开来。
2.棱镜顶角的测量方法用自准法测量三棱镜顶角当望远镜已调焦无穷远，则望远镜自身产生平行光。
用小灯照亮目镜中的双十字叉丝，固定平台，旋转望远镜正对AB 面，如右图，使从AB 面反射回来的十字像位于上叉丝中央，记录两游标的读数φ 1和φ 1′。
物质光谱的定性分析报告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)
实验24 《光的色散研究》实验提要实验课题与任务《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一样，但出射角并不一样，明确折射率也不一样。
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，进展实验操作，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与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，在此根底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。
定标曲线法测定汞灯光谱的波长
高校 理科研究
定 标 曲 线法 测定 汞 灯光 谱 昀 波 长
南京邮 电大 学通 达 学院 张海 燕 陈 波 南京邮 电大 学理 学院 葛智 勇 王 兴福
［ 要］ 摘 本文介 绍了如何利用柯 西正常 色散关系拟合 定标 曲线的方法， 而根据定标 曲线测定汞灯谱线的波长。 进 通过拟合 曲线的处 理方法， 了 提高 数据 处理的科学性和严谨性， 同时能培养学生科 学研究的习惯 ， 有助 于学生理解原子光谱 实验 中的 实验现 象。 ［ 关键词 ］ 定标 曲线 柯西正常色散 关系 原子光谱
为了说 明具体的数据处 理方法 ， 我们测量 了一组数据 ， 中氦灯谱 其
。（ ｉ ｎ ）
线数 据如表 １ 所示。 中各谱线的折射率根据公式 ｎ ——— 其 ＝ 得 出， Ａ为等边三棱镜 的顶角 ， 实验过程中取 为 ６ 。 ０。
表 １氦灯谱线的波长 、 最小偏 向角即相应折射率
ｓ Ｉ Ａ ’ ｎ
计算
紫 ５结 束 语 ．
５ 。８ ７３ ’
１ ｌ０ ． １ ７
４ ６１ ３．
本文介绍了如何 利用柯 西色散关 系拟合定标 曲线 的方法测定 汞灯 谱线 的波长。通过这种拟合方法的引入彳 好 的消除了通常原子光谱实 臣
谱线颜色
红
波长 ｈ ｍ ／ ｎ
６ ７８ ６． ２
最小偏 向 ８ 一
基于此原理 ，我们可以选择一种标 准谱线 拟合出三棱镜所符合 的 柯西色散关 系１ 则我们实验所需测量 的汞灯谱线 的波长与折射率也满 ４ ］ ， 足该关 系， 从而可以得到汞灯谱线的波长。
３实 验 条 件
＇７ ｍ ） １， １ ７（
图 １氦灯定标曲线
表 ２氦灯谱线的波长 、 最小偏向角即相应折射率 谱线颜色
汞光谱色散报告
大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：汞光谱的色散研究院系：高镁学院班级：无机11-2班姓名：薛宝达学号：120114801120实验日期：2012 年 5 月 1 日实验目的：1.掌握分光计的原理与应用2.用最小偏向角法测量光线对玻璃的折射率。
3.研究汞光谱的色散现。
实验仪器：分光仪、三棱镜、高压汞灯摘要：根据…..做了….结果…关键词：色散最小偏向角原理：大学物理实验 P88平行光从棱镜的一个折射面，如AB面入射，经过两次折射后从折射面AC出射，LD是入射光线，ER是岀射光线，σ是这两条光线的夹角，称为偏向角。
实验中发现，改变入射角i1时，偏向角σ也随之改变。
当入射角i1等于岀射角i4时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，记为σm。
可以证明，样品的折射率与最小偏向角有如下关系：n= sin (A+ σm)/(sinA/2)只要测出顶角A和最小偏向角σm，便可求出n，顶角A的理论值60.但因工艺水平的限制，顶角A的实际值会有所偏离，一般不应以理论值带入。
数据与数据处理：σ =1/2[ (Φ左- Φ左′)+(Φ右-Φ右′) ]σ =1/nΣσin= sin(θ+σi)/sin(θ /2)f= v/ λσ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣]=1/2[∣214°10 ′- 265°20 ′∣+ ∣34°12 ′- 85°14 ′∣] =51°12′σ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣]=1/2[∣214°11 ′- 265°18 ′∣+ ∣34°10 ′- 85°15 ′∣]=51°6′因此黄光1最小偏向角= 51°6′+ 51°12′=51°9 ′同理可得δ=51°9′黄色（1）谱线的最小偏向角minδ=51°1.3′黄色（2）谱线的最小偏向角min绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′三棱镜对于不同光谱的折射率黄光1 n1=1.6497黄光2 n2=1.6485绿光n3=1.6528蓝紫光n4=1.6719f= v/ λ黄光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.18×10^11黄光2 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.20×10^11绿光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.49×10^11蓝紫光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 6.89×10^11结论：参考文献【1】李学慧大学物理实验【M】高等数学出版社 2005年6月 P88~P95【2】吴强光学【M】科学出版社 2006年 70~78【3】刘劲松物理光学与基础光学【M】西安电子科技大学出版社 295~322【4】梁宝社大学物理实验北京理工大学出版社【M】2006年8月 110~115 【5】申德稀有金属的光谱研究【J】中国光学与应用光学文摘 2008 22（2）。
大物实验报告
⼤物实验报告1实验名称电桥法测中、低值电阻⼀.⽬的和要求1.掌握⽤平衡电桥法测量电阻的原理和⽅法;2.学会⾃搭电桥，且⽤交换法测量电阻来减⼩和修正系统误差;3.学会使⽤QJ-23型惠斯登电桥测量中值电阻的⽅法;4.学会使⽤QJ-42型凯尔⽂双臂电桥测量低值电阻的⽅法;⼆.实验原理直流平衡电桥的基本电路如下图所⽰。
图中B A R R ,称为⽐率臂，Rs 为可调的标准电阻，称为⽐较臂，Rx 为待测电阻。
在电路的对⾓线（称为桥路）接点BC 之间接⼊直流检流计，作为平衡指⽰器，⽤以⽐较这两点的电位。
调节Rs 的⼤⼩，当检流计指零时，B ，C 两点电位相等AB AC U U =；BD CD U U = ，即B B A A R I R I =；S S X X R I R I =。
因为检流计中⽆电流，所以X A I I =，S B I I =，得到电桥平衡条件 Rs R R Rx BA=。
三.实验仪器直流电源，检流计，可变电阻箱，待测电阻，元器件插座板，QJ24a 型惠斯登直流电桥，QJ42型凯尔⽂双臂电桥，四端接线箱，螺旋测微计四.实验⽅法1.按实验原理图接好电路；2.根据先粗调后细调的原则，⽤反向逐次逼近法调节，使电桥逐步趋向平衡。
在调节过程中，先接上⾼值电阻R m ，防⽌过⼤电流损坏检流计。
当电桥接近平衡时，合上K G 以提⾼桥路的灵敏度，进⼀步细调；3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻时，所选取的⽐例臂应使有效数字最多。
五.数据记录与分析(0.0010.002)SRSR m±+仪＝，其中SR是电阻箱⽰值，m是所⽤转盘个数，RSσ=XR=XRσ=所以31995.40.8XR=±Ω2.不同⽐例臂对测量结果的影响3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻4.⽤开尔⽂电桥测量低值电阻铜棒平均直径d＝3.975mm（多次测量取平均）（末读数－初读数）电阻24R L LS dρρπ==，由下图中的拟合直线得出斜率00609.042==dkπρ，则电阻率()mkdΩ===--82321056.74.0142.34πρ六.分析讨论题当惠斯登电桥平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡？试说明之。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
附：汞灯各谱线的波长（nm） (红) 612.3 (黄) 579.1 (黄) 577.0 (绿) 546.1 (青) 491.6 (蓝紫) 435.8 (紫) 407.8 (紫) 404.7
平行光管调节： 狭缝像一定要很细、清晰，才能分清两条黄
谱线。
注意:
三. 实验设计步骤
（一）设计前的准备工作
1. 要认真阅读“提要”，充分了解实验任务和 设计要求。
2. 查阅“提要”中所推荐的参考文献，从中掌 握实验必备的理论知识。
（二）撰写实验设计方案
用稿纸撰写实验设计方案（初稿）。
实验设计方案格式：
实验题目： …… …… 实验目的： …… …… 实验仪器： …… …… 实验原理：包括示意图和公式的推导等（重点） 实验步骤：包括测量各物理量所用的仪器、采取的方 式方法，测量次数，测量顺序等。 （具体、可操作）
n sin[(min A) / 2]
sin(A / 2)
实验要求：
⒈ 测量汞灯各谱线的最小偏
向角δmin 。 各条谱线的δmin 位置（T1）
测量一次，入射光位置（T2）所 有源自线可以只测量一次。⒉ 计算各谱线的折射率 n ，保留五位有效数字。
⒊ 画出n ~ λ曲线。
提醒： 实验步骤必须写详细、具体、可操作，特别要
1. 检查每次记录的数据左右游标是否对称，误差 是否在允许范围内。
2. 实验时，要注意保护仪器，手不能触摸棱镜光 学面。
3. 实验完毕要整理仪器，打扫卫生，保持实验室 整洁。
《大学物理实验》是一门实践性很强的科学，不 得有一丝一毫的虚假，如发现弄虚作假和抄袭现象， 指导教师一经查实，成绩为0分。
注意： 用16K纸打印1份“设计性实验提要” 夹在封面和第 1页之间，订好。
四.实验提示
复色光被分解为单色光，而形成光谱的现象--色散 当复色光入射到三棱镜时，虽然入射角对于各种 波长的光都相同，但出射角并 不相同，表明折射率也不相 同，折射率随波长的减小而 增大。曲线n ~ λ称为色散 曲线。
利用最小偏向角法测棱镜的折射率n公式为：
注意事项： …… …… 原始数据表格： …… ……
（三）提交设计方案和修改
第13周（不得迟交）周五上午之前，必须把经 过整理、内容完整的初稿交给指导老师。
老师提出修改意见，学生修改后，重新抄到实 验报告本（附坐标纸）------ 定稿
13周交初稿时间和地点：
上午
下午
星期一、三 8:30
3:00
星期二
3:00
星期五
8:30
地点
学科楼 413
（四）实验操作
学生在第14周(15周不再安排实验操作) ，按 原来上实验课的时间，带定稿到实验室（422室） 进行实验，原始数据必须有指导老师签名。
时间：上午：8 : 30 （不准迟到） 下午：2 : 40
（五）实验报告
按要求进行数据处理，总结（心得体会）。一 周内交实验报告。