三棱镜色散曲线的测定实验要求2010年4月
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三棱镜色散曲线的测定
实验仪器
分光计、汞灯、三棱镜 。
预习要求及思考题
预习时请提前学习视频资料,熟悉实验仪器的结构,其中ppt,flash文件中分光镜简介、棱镜折射率测量部分必须仔细学习。(flash 文件可以用IE打开)
1.分光计为什么要用两个圆游标?测量时两个圆游标应如何摆置?
2.三棱镜在载物台上前后移动对测顶角有无影响?为什么?
3.查资料(百度、光学教程等),了解最小偏向角的物理意义.怎样准确找到最小偏向角的位置?
实验内容
1.分光计调整的目标:第一,平行光管出射平行光,第二,望远镜系统聚焦于无穷远,第三,平行光管与望远镜的光轴均与刻度盘的旋转轴垂直。
分光计的调整步骤(详细步骤见教材p78~82,或者参见视频资料以及flash):
(1)粗调:先将各个调节螺丝都置于中央以保留调节余地,调节望远镜的俯仰角、
平行光管的俯仰角、载物台的俯仰角,使得三者目测基本在一个平面上,并且
都与刻度盘旋转轴垂直。
(2)用自准法把望远镜聚焦于无穷远:第一,打开电源,调节目镜手轮到最外侧,
慢慢旋进至分划板叉丝刻线和十字光标成像清晰。第二,调整分划板叉丝刻线
的方向。使两根叉丝刻线水平另外一条叉丝刻线竖直;方法:松开目镜套筒锁
定螺丝,旋转目镜套筒。第三,物镜调焦:其目的是将分划板上十字光标调整
到焦平面上,即望远镜对无穷远聚焦。方法:前后移动目镜套筒,使绿十字光
标成像清晰(初始可能是一个绿色亮斑),然后拧紧锁定螺丝。
(3)渐近法调节望远镜的光轴垂直于载物台主轴,可以采用ppt所述半趋发(即书
p81,“各调一半”)。平面镜和三棱镜两种方法都要做。调节的关键是:先弄明
白什么情况下需要怎么调节(ppt和flash上都有说明),调平台时,三个螺丝
中有的是先调好的,再调其他时不要动已经调好了的螺丝。
(4)平行光管轴线与中心转轴垂直:
a.取走反射镜,将已调节好的望远镜正对着平行光管,打开钠灯,照亮狭缝。
b.松开狭缝套筒锁定螺丝,调节狭缝套筒前后位置,使望远镜视场中能看到清
晰的狭缝像(白色)。
c.旋转狭缝套筒调节狭缝方向,使狭缝像与望远镜分划板水平叉丝平行。调节
平行光管仰角螺丝,使狭缝像与分划板中间水平叉丝重合。至此以后,不再
碰动平行光管仰角螺丝
(5)读数系统调节:目的:使望远镜对准入射光时,刻度盘左右两边读数分别为90o
和270o。或入射光对应的刻度盘读数为θ左=90o, θ右= 270o。
2.测量棱镜顶角。测量3次。测量时将顶角置于载物台中心
3.测量汞灯各谱线对应的最小偏向角,
4047,4358,4916,5461, 5790,6234,6907(Å)
测量时注意,每测量一次最小偏向角,都要拿掉棱镜,单测此时狭缝所对应的角度。
其中波长5461Å的绿线测三次,4358Å测一次。
4.计算三棱镜对各个波长的折射率,作λ-n曲线,标出棱镜对钠灯黄光5893Å的折射率n;(选做)
D
注意事项
1.操作中手不要碰到所有的镜面(抛光面)
2.牢记光学实验的调节原则(也是调节的目标):等高共轴
3.分光计调好后(十字重合、狭缝位置),请老师检查;
4.调出最小偏向角后请教师检查 。
课后问题
1.总结半趋发调节望远镜的光轴垂直于载物台主轴的技术步骤;
2.假设棱镜顶角与最小偏向角的测量不确定度都为1分,计算5461Å折射率的不确定
度。