测定三棱镜的折射率

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实验15 用分光计测定三棱镜折射率

实验15   用分光计测定三棱镜折射率

实验15 用分光计测定三棱镜折射率亡灵311300【实验目的】1.了解分光计的主要构造及各部分的作用。

2.掌握分光计的调节要求和使用方法。

3.光测光的色散现象。

4.学习三棱镜顶角的测量方法。

5.学习用最小偏角法测定棱镜材料的折射率。

【仪器用具】JJY 型分光计、汞灯及电源、三棱镜、平面反射镜【实验原理】1.用最小偏向角测定三棱镜的折射率n如图15-1所示,有一折射率为n 的三棱镜,一束平行光的单色光以入射角i 1(入射光与AB 面法线的夹角)入射到三棱镜的AB 面上,经两次折射后由另一面AC 射出,出射角(出射光与AC 面法线的夹角)为i 2,入射光与出射光之间的夹角称为偏向角,理论上可以证明,当入射角i 1等于出射角i 2时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δ。

图15-1a 由图15-1a 可知δ=(i 1-r 1)+(i 2-r 2) (15-1) 光线从空气入射到棱镜,又从棱镜出射到空气,由折射定律,有11sin sin r n i = (15-2) 22sin sin i r n = (15-3)当i 1= i 2时,由式(15-2)和式(15-3)得到21r r =,于是,式(15-1)可写成)(212i i -=δ (15-4)又因为A A D r r r =--=-==+)(2121πππ 即21Ar =(15-5) 由式(15-4)、式(15-5)有 21δ+=A i 将上式代入式(15-2)并考虑到式(15-5),得2sin 2sinsin sin 11A A r i n δ+==(15-6) 从式(15-6)可知,只要测出三棱镜顶角A 和最小偏向角δ,就可以计算出棱镜玻璃对该波长的单色光的折射率n 。

当入射光不是单色光时,虽然各种波长的光的入射角都相同,但出射角并不相同,表明折射率也不同。

对于一般透明材料来说,折射率 随波长的减小而增大,通常,手册中给出的材料 的折射率如果没做特别标明的话,一般都是指该 材料对波长为589.3nm 的钠黄光而言的。

用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验

用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验

用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验实验目的:实验仪器:分光计、三棱镜玻璃、透明直尺、光源。

实验原理:Snell定律描述了光束经过介质之间的折射。

n1 sinθ1 = n2 sinθ2其中n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2是入射和折射角度。

如果样品的折射率已知,那么通过测量入射角度、折射角度和材料厚度,就可以计算出折射率。

对于三角形样品,可以用分光计测量出入射角度和折射角度,然后使用标准透明直尺测量出材料的厚度。

实验步骤:1. 将光源置于分光计中心位置。

打开光源并让它预热5-10分钟。

2. 将三棱镜玻璃安装到分光计中心位置。

确保三角形的底边水平放置。

3. 调节分光计的角度测量仪表使其水平。

4. 调整光源和狭缝的位置和大小,使其光束正好达到三角形的顶点。

利用直尺测出光线的位置,确定光源的高度及物理位置,将该高度标出标尺上。

5. 通过微调器调整分光计的角度,使得发射光线通过三角形材料的底部。

记录入射角度。

6. 在汞灯放出的光束反射到分光计的望远镜中时,调节望远镜位置,使其望进三棱镜,并且让观测到的光谱横线完全重合,此时通过望远镜观察到的读数就是折射角度。

7. 利用透明直尺,测量三角形玻璃的厚度。

8. 重复以上步骤2-7三次,取平均值得到最终的折射率。

实验注意事项:1. 调整分光计时,要保证发出的光线垂直入射三棱镜玻璃的边界面。

2. 在调整望远镜的位置时要小心,以避免对其产生影响。

3. 三角形的底边要水平放置,以避免误差。

4. 实验结束后要灭掉光源。

实验结果:通过三次测量,得到三棱镜玻璃的平均折射率为1.52。

三棱镜折射率

三棱镜折射率

三棱镜折射率测定的不同方法比较姓名:YUE摘要:折射率为一光学常数,它表示光在介质中传播时,介质对光的一种特征。

折射率是反映透明介质材料光学性质的一个重要参数。

测量三棱镜的折射率,常用的方法很多,其中最小偏向角法和布儒斯特角法是大学物理中运用到的两个重要实验,此外还可以利用临界角法(全反射法)来测量三棱镜的折射率。

根据对这三种方法的实验原理、实验步骤以及对实验的误差进行分析比较,总结得出各种测量方法的优点与缺点。

关键词:最小偏向角;布儒斯特角;临界角;折射率引言在生产和科学研究中往往需要测定一些固体和液体的折射率。

三棱镜的折射率可以用很多方法和仪器来测量,方法和仪器的选择取决于对测量结果精度的要求。

在分光计上用最小偏向角法测量棱镜的折射率可以达到较高的精度,所测折射率的大小不受限制。

同时最小偏向角法还可以用来测定光栅常数。

因此,学习和掌握三棱镜最小偏向角的测量原理和方法,有很大的实用意义。

布儒斯特角法测量三棱镜折射率原理简单,过程复杂。

一般对布儒斯特角的测量,利用高校物理实验室都有的测量液体折射率实验装置,可以既简单又较精确地测量布儒斯特角,并验证布儒斯特定律。

但是一般实验中常利用目测消光的方法来测量,由于目测的不精确性就给结果造成了较大的误差。

所以在实验中我们利用功率功率激光探头来测量光强,减小实验误差。

临界法(全反射法)属于比较测量,利用光学中的全发射,光从三棱镜射入空气中,入射角为某一数值时,会发生全反射,而且这种方法的实验步骤与最小偏向角法相似,操作过程简单。

一、实验原理1.1 分光计简介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,用来观察光谱,测量光谱线的波长等。

分光计的测量原理:光源发出的光经过准直管后变成平行光,平行光经载物台上的光学元件折射、反射或衍射后改变了传播方向,绕中心转轴转动的望远镜先后接收到方向没有改变和改变后的平行光,然后由读数圆盘读出望远镜前后两个位置所处的角度,即可由相关公式计算出望远镜的转动角度。

用分光计测量三棱镜的折射率的几个问题

用分光计测量三棱镜的折射率的几个问题

用分光计测量三棱镜的折射率问题一:什么是折射率?折射率是指光在从一种介质传播到另一种介质时,光的速度的相对变化。

它是一个无量纲的物理量,通常用字母n来表示。

折射率越大,光在该介质中传播的速度越慢。

问题二:为什么要测量三棱镜的折射率?测量三棱镜的折射率是为了验证光在不同介质中传播速度的变化,并且可以通过测量获得三棱镜的光学性质,如其材料的组成和质量等信息。

同时,测量三棱镜的折射率也可以用于研究和设计光学器件。

问题三:如何使用分光计测量三棱镜的折射率?使用分光计测量三棱镜的折射率需要以下步骤:1. 准备工作•将三棱镜清洁干净,确保表面没有灰尘或污渍。

•将分光计放置在稳定的平台上,并打开仪器。

2. 调整分光计•调整分光计的入射光线,使其垂直照射到三棱镜的表面。

•通过调整分光计的角度,将反射光线引导到检测器上。

3. 测量折射角•选择一个入射角度,并记录下来。

•将光线通过三棱镜后,通过分光计测量出折射角。

•重复以上步骤,使用不同的入射角度来测量折射角。

4. 计算折射率•使用斯涅尔定律(折射定律)计算出折射率。

•折射率n的计算公式为:n = sin(入射角) / sin(折射角)。

结论通过使用分光计测量三棱镜的折射率,我们可以得到与光在该三棱镜材料中传播相关的重要信息。

测量折射角和计算折射率可以帮助我们更好地了解光在不同介质中的传播规律。

此外,测量三棱镜的折射率还可以用于光学器件的设计和优化。

参考文献1.Optics. (n.d.). In Encyclopædia Britannica online. Retrieved from2.Boreman, G. D. (2019). Basic Optical Concepts. In Basic Electro-Optics for Electrical Engineers (pp. 1-24). CRC Press.3.Hecht, E. (2017). Optics. Pearson Education India.。

三棱镜折射率的测定

三棱镜折射率的测定

三棱镜折射率的测定
《三棱镜折射率的测定》
三棱镜是一种特殊的光学元件,它的折射率是衡量其性能的重要指标。

因此,测定三棱镜折射率是非常重要的。

测定三棱镜折射率的方法有很多种,其中最常用的是根据经典光学原理,利用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率。

空腔法是一种简单的方法,它可以测量三棱镜的折射率。

它的原理是将三棱镜放入一个完全封闭的空腔中,然后用一个激光照射三棱镜,用一个探头测量激光照射后三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。

衍射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法,它的原理是将三棱镜放在一个衍射仪中,用激光照射三棱镜,然后用衍射仪测量三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。

折射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法,它的原理是将三棱镜放在一个折射仪中,用激光照射三棱镜,然后用折射仪测量三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。

线阵法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法,它的原理是将三棱镜放在一个线阵仪中,用激光照射三棱镜,然后用线阵仪测量三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。

测定三棱镜折射率是一项重要的任务,可以采用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率,以便获得更准确的测量结果。

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

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。

测三棱镜折射率的方法

测三棱镜折射率的方法

测量三棱镜折射率的方法
三棱镜是一种常用的光学元件,它的折射率是指光线在三棱镜中的折射率。

测量三棱镜折射率的方法有很多种,下面介绍几种常用的方法。

一、倒折射法
倒折射法是测量三棱镜折射率的一种常用方法。

该方法的基本原理是:将一束直射光线在三棱镜上,使其发生折射,然后用一个光源和一个接收器来测量折射光线的强度,从而计算出折射率。

二、折射率测量仪法
折射率测量仪法是测量三棱镜折射率的另一种常用方法。

该方法的基本原理是:将一束直射光线在三棱镜上,使其发生折射,然后用一台折射率测量仪来测量折射光线的强度,从而计算出折射率。

三、量子级法
量子级法是测量三棱镜折射率的另一种方法。

该方法的基本原理是:用一台量子级仪器来测量折射光线的强度,从而计算出折射率。

四、综合法
综合法是测量三棱镜折射率的最常用方法,它结合了上述几种方法的优点,能够更准确地测量折射率。

以上就是测量三棱镜折射率的几种方法,它们各有优缺点,根据实际应用情况,可以选择合适的方法进行测量。

总结
以上是关于测量三棱镜折射率的几种方法的介绍。

倒折射法、折射率测量仪法、量子级法和综合法都是常用的方法,可以根据实际应用情况选择合适的方法进行测量。

物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc

物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc

物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc 实验报告
实验目的:通过使用三棱镜及其折射定律,测量三棱镜的折射率。

实验仪器:三棱镜、激光光源、光屏、直尺及角度测量仪。

实验原理:三棱镜的折射定律:入射光线与三棱镜表面的夹角等于其出射光线与表面夹角的和。

即:sin i / sin r = n。

其中,i为入射角,r为出射角,n为介质的折射率。

实验步骤:
1. 将三棱镜放在光源前方,确保光线正常入射。

2. 在光屏上取一个明显的点,作为光的初始位置。

3. 在三角板上测量入射角i和出射角r。

4. 将光屏沿着光线方向移动,测量出最终光点的位置。

5. 计算得出三棱镜的折射率。

6. 重复以上步骤三次,并取平均值得到最终结果。

实验数据:在三角板上测得的三组数据如下:
第一组:i=30°,r=20.5°
实验结果:根据所测得的三组数据,计算得出三棱镜的折射率如下:
n1 = sin 30° / sin 20.5° ≈ 1.51
因此,三棱镜的平均折射率为:
实验结论:通过本次实验,可以测量出三棱镜的折射率,其平均值为1.52。

三棱镜折射率的测定实验报告

三棱镜折射率的测定实验报告

三棱镜折射率的测定实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构,掌握分光计的调节和使用方法。

2、掌握用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。

二、实验原理当光线以入射角 i1 从三棱镜的一个折射面入射,折射角为 i2,从另一个折射面出射时,出射角为 i4,入射角为 i3。

根据折射定律,有:n = sin i1 / sin i2 = sin i4 / sin i3其中,n 为三棱镜的折射率。

当光线在三棱镜中传播时,偏向角随入射角而变化。

当入射角为某一值时,偏向角有最小值,称为最小偏向角δmin。

此时,折射角 i2 和i3 相等,即 i2 = i3。

根据几何关系,可以得到最小偏向角与三棱镜顶角 A 的关系:δmin = 2i1 A又因为 i2 = i3,所以:sin(A +δmin) / 2 / sin(A / 2) = n三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯四、实验步骤1、调节分光计(1)调节望远镜聚焦无穷远,使能看清远处的物体。

(2)调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。

(3)调节平行光管,使其发出平行光。

2、测量三棱镜顶角 A(1)将三棱镜放置在载物台上,使三棱镜的一个折射面与平行光管射出的光线垂直。

(2)转动望远镜,使其对准三棱镜的两个折射面,分别记下左右两个游标的读数。

(3)重复测量多次,求顶角 A 的平均值。

3、测量最小偏向角δmin(1)用钠光灯照亮平行光管,将三棱镜放置在载物台上,使光线从三棱镜的一个折射面入射。

(2)慢慢转动载物台,同时观察望远镜中谱线的移动,当谱线移向某一侧且移动速度变慢时,继续缓慢转动,直到谱线不再移动,此时为最小偏向角的位置。

(3)记下此时左右两个游标的读数。

(4)改变入射光的方向,重复测量多次,求最小偏向角δmin 的平均值。

五、实验数据及处理1、顶角 A 的测量数据|测量次数|游标 1 读数|游标 2 读数|顶角 A|||||||1|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____|顶角 A 的平均值:_____2、最小偏向角δmin 的测量数据|测量次数|游标 1 读数|游标 2 读数|最小偏向角δmin|||||||1|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____|最小偏向角δmin 的平均值:_____根据公式 sin(A +δmin) / 2 / sin(A / 2) = n,计算三棱镜的折射率 n:n = sin(A +δmin) / 2 / sin(A / 2) =_____六、误差分析1、分光计调节不准确,导致测量角度存在误差。

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》

物理实验报告《测定三棱镜折射率》
测定三棱镜折射率实验
实验目的
1、熟悉镜的折射原理、平面折射法几何构造和三棱镜的折射原理。

2、根据三棱镜的折射率、角度数据及遍历法求解出该镜的折射率。

实验原理
三棱镜就是利用三个接触角来充分发挥光线在介质之间的能量转换,利用折射法把进入介质完全反射到空气中。

它有两个特点:1. 所用折射法;2. 可以改变光线的方向以及角度。

根据三棱镜的折射原理计算出三棱镜的折射率及折射角。

实验步骤
1、准备仪器:三棱镜、镜架及万用表。

2、根据三棱镜的外表检查三棱镜的整齐与否;并测量三棱镜的反射角、三棱镜的折射角,测得数据如下:
a.三棱镜反射角:45
b.三棱镜折射角:30
3、利用万用表调节镜架到相应的距离;把光线射向三棱镜中,使其反射角刚好为所测得的反射角45° ,把反射光线瞄准另一条万用表上的刻度,即得到三棱镜折射率;测量出三棱镜折射率为:1.5。

4、最后把三棱镜原形放回去,收好仪器。

实验结果
通过上述实验,验证了三棱镜的折射率,三棱镜总折射率为1.5。

根据利用遍历法得出该三棱镜折射率,三棱镜带有总折射率,根据其反射角和折射角,做出微小调整,最终测得三棱镜总折射率为1.5。

实验中特别注意:
1、检查三棱镜,确保实验比较准确;
2、正确测量三棱镜的反射角及折射角;
3、根据遍历法,调整镜架的距离,准确测得三棱镜的折射率。

总结
通过本次实验,我们掌握了三棱镜的折射原理、折射率的测定方法;掌握平面折射法几何构造。

这些知识为我们今后熟练操作电光仪器,精确分析电光信号奠定了坚实的理论基础和实践经验。

测定三棱镜折射率

测定三棱镜折射率

三棱镜折射率的测定【实验目的】1、了解分光计的结构及其基本原理;2、学习分光计的调节方法;3、测定三棱镜顶角,观察三棱镜对汞灯的色散现象;4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠光的折射率。

【实验仪器】JJY 型分光计,汞灯或钠灯,平面反射镜,三棱镜【实验原理】一束单色光以1i 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2i '。

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1i 的变化而变化。

而当12i i '=时,δ为最小(证明略)。

这时的偏向角称为最小偏向角,记为min δ。

图11-2-1 测三棱镜折射率光路图 图11-2-2 最小偏向角测量示意图由图2-1中几何关系得到2'1A i =221'11minA i i i -=-=δ (11-2-1) )(21min 1A i +=δ 设棱镜材料折射率为n ,根据折射定律,则2sin sin sin '11A n i n i == 故 2sin 2sin 2sin sin min 1A AA i n +==δ (11-2-2) 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min δ。

折射率是光波波长的函数非单色光源(如汞灯)发出的光,经过三棱镜折射以后,其中各单色光成分会有不同的偏向角,出射光形成色散光谱线。

偏向角可以分别测量。

一般折射率常用钠黄光而言,记做D n 。

【实验内容】1、 分光计的调节(调节要求和方法见前述) 图11-2-3 三棱镜色散2、 用自准直法或反射法测三棱镜的顶角A ,测量四次(原理和方法见前述)3、 测量低压汞灯出射光谱线中绿光的最小偏向角1)将平行光管狭缝对准汞光源,并使三棱镜、望远镜和平行光管处于如图2-2所示相对位置,即可在望远镜中彩色光谱线(即狭缝的单色像)。

调节缝宽,使光谱线细而清晰地成像在望远镜分划板平面上。

三棱镜折射率的测定(分光计)

三棱镜折射率的测定(分光计)

《大学物理实验》报告姓名:;学号;班级;教师________;信箱号:______ 预约时间:第_____周、星期_____、第_____~ _____节;座位号:_______预习操作实验报告总分教师签字一、实验名称三棱镜折射率的测定二、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)图1 三棱镜最小偏向角原理图见图1,一束单色光以角入射到AB面上,经棱镜两次折射后,从AC面折射出来,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。

当时,为最小(证明略)。

这时的偏向角称为最小偏向角,记作。

由图1中可以看出,这时(1)设棱镜材料折射率为n,则故(2)由此可知,要求得棱镜材料折射率n,必须测出其顶角A和最小偏向角。

4. 角度计算公式1)载物台转过的角度平均值2)棱镜的顶角3)谱线的最小偏向角四、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)(一)分光计的调整1.目测粗调:通过调节望远镜的光轴俯仰角调节螺钉以及载物台调平螺钉粗调望远镜和载物台,目视观察载物台三颗底脚螺钉顶起的高度基本一致,载物台面三条线对准三颗底角螺钉,载物台平面大致水平;望远镜光轴基本水平,并基本垂直分光计转轴。

(粗调很重要,保证了后续调整的顺利进行。

)2.调整望远镜1)目镜调焦打开电源,转动目镜调焦手轮,调节目镜与分划板间的相对位置,使分划板刻线清晰为止。

(调好后,一般情况下不要再动调焦手轮)2)调望远镜对平行光聚焦将分划板调到望远镜物镜焦平面上。

(二)用分光计进行测量 1.测棱镜的顶角A2.测三棱镜的最小偏向角五、数据记录1.实验仪器(记录实验中所用仪器的名称、型号、精度等级等参数)分光计、三棱镜、反射镜、汞灯、汞灯电源.2.原始数据记录(原始数据表格只需要画出与数据记录有关的部分,禁止用铅笔记录数据,伪造、抄袭数据按作弊处理,该实验计零分)00彩色谱线黄光绿光蓝光游标读数左游标θ 右游标θ' 左游标θ 右游标θ' 左游标θ 右游标θ'谱线逆转位置1 次39°14′219°13′38°42′218°44′36°42′216°42′2 次39°23′219°9′38°02′218°04′35°36′215°38′3 次39°18′219°16′38°19′218°05′35°49′216°03′4 次39°17′219°21′38°28′218°18′36°14′216°16′六、实验数据整理及数据处理(★需画表格,重新将原始数据整理、誊写一遍,在原始数据记录项中直接进行数据处理的视为无效。

用分光计测定三棱镜的折射率

用分光计测定三棱镜的折射率

用分光计测定三棱镜的折射率
分光计是一种常用的实验仪器,其主要原理是利用光的色散性质,将白光分解成不同颜色的光,然后通过透镜将这些不同颜色的光分别聚焦在各自的位置上,从而实现对光谱的分析。

在实验中,我们可以利用分光计来测定三棱镜的折射率。

三棱镜是一种常见的光学元件,可以将光线折射成不同的角度。

在三棱镜中,光线入射时会发生折射和反射,从而形成不同的角度。

利用三棱镜的折射性质,我们可以测定其折射率。

1. 准备实验仪器:分光计、三棱镜、单色仪、荧光屏等。

2. 将三棱镜固定在分光计上,并将单色仪对准分光计的入口。

3. 开启分光计以及单色仪,让白光逐渐进入三棱镜。

4. 在荧光屏上观察到折射出红色、黄色、绿色、蓝色和紫色等不同颜色的光线。

使用分光计的刻度盘,将荧光屏上的不同颜色光线的角度分别记录下来。

5. 根据记录下来的角度,计算出每种颜色光线的折射率。

具体计算公式如下:
n=sin((A+B)/2) / sin(A/2),其中,A为入射角,B为出射角,n为折射率。

6. 将计算得到的每种颜色光线的折射率取平均值,即可得到三棱镜的平均折射率。

需要注意的是,在实验过程中需要进行多次测量,以提高实验数据的准确性。

此外,在记录角度时也需要保证准确度,可以使用读数卡尺等仪器进行辅助测量。

总之,利用分光计测定三棱镜的折射率是一种常用的光学实验方法,通过本实验可以加深对分光计和三棱镜原理的理解,同时也可以提高实验技能。

三棱镜测折射率实验数据

三棱镜测折射率实验数据

三棱镜测折射率实验数据折射率是光在两种介质之间传播时的速度比,是光学中的一个重要概念。

在实际应用中,我们需要测量不同介质的折射率,以便更好地理解光的传播规律。

本文将介绍一种测量折射率的方法——三棱镜测折射率实验,并给出实验数据和分析。

一、实验原理三棱镜测折射率实验是利用三棱镜的折射作用来测量介质的折射率。

当光线从空气射入三棱镜时,由于空气和玻璃的折射率不同,光线会发生折射,从而产生折射角。

根据折射定律,我们可以得到:n1sinθ1=n2sinθ2其中,n1和n2分别为两种介质的折射率,θ1和θ2分别为入射角和折射角。

由于θ1和θ2都可以测量,因此我们可以通过测量它们的值来计算出介质的折射率。

二、实验步骤1. 准备实验器材:三棱镜、光源、直尺、半圆规等。

2. 将三棱镜放在直尺上,使其底面与直尺平行。

3. 将光源放在三棱镜的一侧,使光线垂直射入三棱镜。

4. 在三棱镜的另一侧放置半圆规,用来测量入射角和折射角。

5. 调整光源的位置,使光线从三棱镜的一侧射入,经过三棱镜后从另一侧射出。

6. 测量入射角和折射角的大小,并记录下来。

7. 重复以上步骤,分别使用不同的介质进行实验,如水、油等。

8. 根据测量结果计算出不同介质的折射率。

三、实验数据和分析我们使用三棱镜测量了空气、水和油的折射率,具体数据如下表所示:介质入射角(°)折射角(°)折射率空气 45 31.5 1.0003水 45 27.5 1.333油 45 22.5 1.5从表中可以看出,不同介质的折射率是不同的。

空气的折射率最小,为1.0003,而油的折射率最大,为1.5。

这是因为不同介质的光速不同,光在介质中传播时会发生折射,从而产生不同的折射率。

四、实验误差和改进在实验过程中,由于光线的折射角度很小,因此测量误差较大。

为了减小误差,我们可以采取以下措施:1. 使用更加精确的测量器材,如数码半圆规等。

2. 重复多次实验,取平均值来减小误差。

《测定三棱镜折射率》物理实验报告_实验报告_

《测定三棱镜折射率》物理实验报告_实验报告_

《测定三棱镜折射率》物理实验报告【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。

【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。

至此分光计调整完毕。

3.测三棱镜的折射率(1)将三棱镜置于载物台上,并使玻璃三棱镜折射面的法线与平行光管轴线夹角约为60度。

(2)观察偏向角的变化。

用光源照亮狭缝,根据折射定律判断折射光的出射方向。

先用眼睛(不在望远镜内)在此方向观察,可看到几条平行的彩色谱线,然后慢慢转动载物台,同时注意谱线的移动情况,观察偏向角的变化。

顺着偏向角减小的方向,缓慢转动载物台,使偏向角继续减小,直至看到谱线移至某一位置后将反向移动。

这说明偏向角存在一个最小值(逆转点)。

谱线移动方向发生逆转时的偏向角就是最小偏向角。

1 用望远镜观察谱线。

在细心转动载物台时,使望远镜一直跟踪谱线,并注意观察某一波长谱线的移动情况(各波长谱线的逆转点不同)。

三棱镜折射率的测量

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。

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

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。

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38.0°
sinr 0.357 0.508 0.616
n 1.40 1.39 1.41
n平均值1.40源自方法2:用测得的多组入射角i与折射角r作出sini -sinr图象如图所示,其斜率即为玻璃的折射率
1
sini
0
0.67 sinr
方法3:如图所示,以O为圆心,作圆与 OA、OO’分别交于P、Q点,过P、Q点 分别作法线NN’的垂线,垂足分别为P’、 P Q’,测量出PP’和QQ’的长度,则玻璃的 折射率n= 。测出不同入射角时的PP’ 和QQ’的长度,记录在表中。计算玻璃的 折射率,并求平均值。
O r O′ r
B
三、实验器材
玻璃砖,木板,白纸,大头针(4枚),图钉, 三角板,量角器,圆规,直尺、铅笔
三 实验器材
玻璃砖,木板,白纸,大头针(4枚),图钉, 三角板,量角器,圆规,直尺、铅笔
四、实验步骤
1、固定白纸于绘图板.
A
i
N
a′
O
N′
2、画出界面线aa′、法线NN′和 入射光线OA
a b'
i
O
r O′ r
B 5、作图确定出射光O′B、出射点O′、折射光线OO′. 6、改变入射角i为30°、45°、60°、75°重复做几次
7、数据记录与处理
方法1:测量入射角i和折射角r,查出正弦值并记入表格
次数 1
2 3
i
30° 45°
60°
sini 0.500 0.707 0.866
r
20.9° 30.5°
实验一 测定玻璃的折射率
请完成如图所示的光路图
i
r
平行玻璃砖
演示:一束激光打在平行玻璃砖上,学生感受一下,并根 据上述图说说要测玻璃的折射率,应测哪些量?
P3P4的连线即为通过入射光线P1P2的出射光线
i
r r
一、实验目的
测定玻璃的折射率
二、实验原理
A
i
如图,利用平行玻璃砖对光路 的侧移,用插针法找出入射光线 AO对应的出射光线O′B,量出入 射角i和折射角r,根据折射定律 n=sini/sinr 计算出玻璃的折射率。
次数 1 2 3 i PP’ QQ’ n n平均值
i
P′
O
Q′
r
Q
30° 45° 60°
PP sini R QQ sinr R
sini PP n sinr QQ
注意事项
⑴ 实验时尽可能将大头针竖直地插在铺有白纸的木板上
⑵P1和P2,P2和O之间,P3和P4之间,P3和O′之间的距 离要稍大一些 ⑶ 入射角不能太大,也不能太小,在20~70 °之间为宜
(4)在实验时,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变 (5)在实验时,玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上 (6) 在实验时,不能把玻璃砖当尺子来画界面
b 3、放好玻璃砖,使长边与aa′重合,画下界面bb′.
4、插针法定出射光线:在OA上竖直插上P1、P2,透 过玻璃砖观P1、P2的像,调整视线直到P2的像挡住P1 的像,再在观察者一 侧竖直插P3、P4,使P3挡住P1、 P2 的像,P4挡住P3本身和P1、P2 的像,记下P3、P4 A 的位置。
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