调节分光计并测定三棱镜的折射率实验报告及误差分析 大学物理实验实验5
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：1.学习了解三棱镜的折射现象。
2.了解测量折射率的方法。
3.掌握利用角度测量和折射定律测定三棱镜折射率的实验操作方法。
4.掌握数据处理和误差分析方法。
实验器材：三棱镜、调节盒、经纬仪、三脚架、光源、尺子、直角尺、卡尺等。
实验原理：当光线通过三棱镜时，会发生折射和反射两种现象。
根据光的折射定律，入射角和折射角之间的关系为$n=\frac{\sin i}{\sin r}$，其中$n$为折射率，$i$为入射角，$r$为折射角。
根据实验测得的入射角和折射角的数值，可以计算出三棱镜的折射率。
实验步骤：1.将三棱镜固定在调节盒上，并将调节盒安装在经纬仪上，使其处于水平状态。
2.将经纬仪与调节盒一起安装在三脚架上，确保经纬仪的刻度盘可读，并能顺利旋转。
3.使用光源放置在三棱镜的一侧，通过调整光源的位置和角度，使得射入的光线水平地射入到三棱镜中。
4.用尺子测量垂直于经纬仪旋转轴线的入射角$i$和折射角$r$的数值，分别记录下来。
5.根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出三棱镜的折射率。
6.重复上述步骤，进行多次测量，取平均值作为最终的实验结果。
实验结果与讨论：经过多次测量，得到的入射角和折射角的数值如下所示：实验次数，入射角（度），折射角（度）--------，-------------，-------------1，50.2，32.42，49.8，32.23，49.6，32.34，50.0，32.65，50.1，32.5根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出的折射率为：$n=\frac{\sin 50.2}{\sin 32.4}=1.480$$n=\frac{\sin 49.8}{\sin 32.2}=1.488$$n=\frac{\sin 49.6}{\sin 32.3}=1.486$$n=\frac{\sin 50.0}{\sin 32.6}=1.499$$n=\frac{\sin 50.1}{\sin 32.5}=1.496$取这五次实验的平均值为最终的实验结果：$\bar{n}=1.490$实验中可能存在的误差主要包括：1.入射角和折射角的测量误差，由于经纬仪的刻度限制以及实验者读数时的误差。
分光计调节及三棱镜折射率测量结论
主题：分光计调节及三棱镜折射率测量结论一、概述在物理实验中，分光计调节及三棱镜折射率测量是常见的实验内容。
分光计是一种用于测量物质的光学性质的仪器，而三棱镜是用于测量物质折射率的一种常用工具。
通过对分光计的调节和三棱镜折射率的测量，可以更好地理解和掌握光学相关知识。
二、分光计调节实验结论1. 在分光计调节实验中，通过调节透镜和准直器，可以使光线聚焦到十分清晰的光斑上，确保测量精度。
2. 透镜的调节需要根据实验要求进行微调，确保透镜的曲率半径和折射率对光线的影响。
3. 准直器的调节使得光线能够垂直入射到棱镜表面，避免光线出现偏离，影响后续的实验结果。
4. 实验中还需注意避免杂散光的影响，通过准确的调节分光计，使得光线聚焦在准直孔上。
三、三棱镜折射率测量实验结论1. 三棱镜折射率测量实验中，首先需要通过例行测试确定三棱镜的基本参数，包括底角的准确度和底面的准确度等。
2. 测量过程中需要注意测得的直角棱镜实际为等腰三角形，需将测得数据转换为标准的三棱镜数据进行计算。
3. 采用倾斜法测量时，需保证光线沿着三棱镜直边入射，并通过仔细观察出射光线的位置，以确定不同角度的折射光线位置。
4. 通过实验数据计算得到三棱镜材料的折射率，可以与标准值进行比较，从而验证实验的准确性和可靠性。
四、总结通过对分光计调节及三棱镜折射率测量实验的结论进行总结，可以得出以下结论：1. 分光计调节是光学实验中必不可少的步骤，只有通过正确的调节，才能保证后续实验的准确性和可靠性。
2. 三棱镜折射率的测量过程需要注意观察光线的入射和出射位置，同时对实验数据的处理和计算也需要严谨和准确。
3. 这两个实验都要求实验者具备一定的光学知识和实验操作技巧，通过实验的完成可以更好地理解和应用光学原理。
在今后的实验中，我们将继续深入学习光学相关理论知识，并不断提高实验操作的技能，以更好地完成各种光学实验和研究工作。
由于实验中光线的准直和聚焦对实验结果具有极大的影响，因此在实验中我们还需要根据具体情况进行适当的调节和优化。
三棱镜折射率测量实验报告
三棱镜折射率测量实验报告三棱镜折射率测量实验报告引言光学实验是物理学中非常重要的一部分，通过实验可以验证光的性质和规律。
本次实验旨在通过测量三棱镜的折射率来探究光的折射现象，并进一步了解光的传播规律。
实验原理折射是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
根据斯涅尔定律，光线在两种介质之间传播时，入射角和折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。
而折射率则可以通过测量光线在不同介质中的传播速度来确定。
实验步骤1. 准备三棱镜和光源。
将三棱镜放置在光源前方，确保光线能够通过三棱镜。
2. 调整光源和三棱镜的位置，使得光线能够通过三棱镜的底面。
3. 在三棱镜的侧面上方放置一个光屏，用来接收光线。
4. 调整光源和光屏的位置，使得光线能够通过三棱镜的顶面并落在光屏上。
5. 测量入射角和折射角。
使用一个直尺测量入射光线和法线之间的夹角，即入射角。
然后使用另一个直尺测量折射光线和法线之间的夹角，即折射角。
6. 重复步骤5，测量不同入射角对应的折射角。
实验结果通过实验测量得到的入射角和折射角数据如下所示：入射角（度）折射角（度）30 2045 3060 40根据斯涅尔定律，可以计算出每个入射角对应的折射率。
将入射角和折射角的正弦比相除，即可得到折射率。
计算结果如下：入射角（度）折射率30 1.545 1.560 1.5讨论与分析根据实验结果可以看出，不同入射角对应的折射率都是相同的，都为1.5。
这是因为我们在实验中使用的是同一种介质，即空气。
而空气的折射率非常接近于1，所以在实验中无论入射角如何变化，折射率都保持不变。
然而，在实际应用中，不同介质的折射率会有所差异。
通过测量不同介质中的光线传播速度，我们可以得到不同介质的折射率。
这对于光学器件的设计和光学现象的解释都具有重要意义。
结论通过本次实验，我们了解了光的折射现象以及如何测量折射率。
实验结果表明，在同一介质中，不同入射角对应的折射率是相同的。
然而，在不同介质中，折射率会有所差异。
分光计的调整和三棱镜折射率的测定
分光计的调整和三棱镜折射率的测定（2）载物小平台：载物小平台（简称载物台）是用来放置待测物件的。
台面下方装有3个水平调节螺丝，用来调整台面的倾斜度。
（3）读数装置：读数装置是由刻度圆盘、游标圆盘组成[如图5（a ）所示]。
角度游标读数的方法与游标卡尺的读数方法相似，如图5（b ）所示，其读数为'12116'12116︒=+==︒=B A B A θ测量时，要同时记下两游标指示的度数，然后算出每个游标两次读数的差，再取其平均值。
3、最小偏角法测折射率 一束平行单色光，入射AB 面，经折射后从AC 射出（如图6所示），入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。
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m in δ表示。
()()''r i r i -+-=δ当'i i =时，由折射定律得 'r r =故有()r i -=2min δ （1） 又因 A r r =+' 故有 2Ar =（2） 由（1）式和（2）式得 2minδ+=A i由折射定律得 2sin2sinsin sin minA A rin δ+==（3） 因此，只要测出三棱镜的顶角A 和最小偏向角m in δ，就可算出棱镜对单色钠光的折射率。
一、实验步骤 1、调整分光计 （1）任务和目的：①望远镜能够接收平行光（或调焦到无穷远处）。
②平行光管能够发射平行光。
③望远镜的主光轴垂直于分光计。
④平行光管主光轴与望远镜主光轴同轴等高。
（2）步骤：①粗调（目测判断）：使望远镜、平行光管和载物台面大致垂直于中心轴。
②细调：调整望远镜适合观察平行光。
调节目镜，使视场中能清晰地看到“十”字形叉丝。
调节望远镜主光轴垂直于分光计的中心轴。
按图7（a）的方式，将双面镜置在载物台上。
找到“十”字斑的像后，调节望远镜中的叉丝套筒，消除视差，使在望远镜中能清晰地看到像。
采用渐近法（或称各自半调节法）调节，使得平面镜法线与望远镜主光轴平行，“十”字两光斑的反射像与“十”字形叉丝的上焦点重合（如图8）。
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。
大学物理实验讲义实验05分光计的调节三棱镜折射率测定
实验 6 分光计的调节三棱镜折射率测定分光计是一种精确测量角度的光学仪器。
利用它不但能测出反射角、透明介质的折射角、光栅的衍射角、棱镜的顶角、劈尖的角度，从而确定与这些角度有关的物理量，如折射率、光波波长、色散率、光栅常数等，而且它的结构和调节方法与其它一些光学仪器（如摄谱仪、单色仪等）相类似。
因此，有必要掌握分光计的调整和使用方法。
当光从一种介质进入另一种介质时，光线将产生偏折，这就是光的折射。
当一束平行光通过棱镜玻璃时，光也发生折射。
对同一波长的光，不同的棱镜材料折射率不同，同一种棱镜材料，对于不同波长的入射光其折射率也不相同，如果入射光为多种波长的光组成的复合光，在棱镜后面的观察屏上将观察到折射光谱，即观察到色散现象。
本实验通过观察汞光谱线通过三棱镜后的折射光谱，了解光的色散现象，并用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。
【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.观察光的色散现象。
4.学习三棱镜顶角的测量方法。
5.学习用最小偏向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. 用最小偏向角法测三棱镜的折射率n如图 10-1 所示，有一折射率为n 的三棱镜，一束平行的单色光以入射角i1（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i2，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 i1等于出射角i2时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角m in 。
图 6-1 三棱镜的折射由图 6-1a 可知：(i1r1) (i 2r2 )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：sin i1nsin r1n sin r2s in i2当 i1i2时，由式（6-2）和式（6-3）得到 r1r2，于是，式（6-1）可写成：min 2(i1r1)又因为r1r22r1D(A)A即Ar12由式（ 6-4）、式（ 6-5）有：Amini12（ 6 -1）（ 6 -2）（ 6 -3）（ 6 -4）（ 6 -5）将上式代入式（6-2）并考虑到式（6-5），得：sin i1sinAmin（ 1n2sin r1A0-6）sin2从式（ 6-6）可知，只要测出三棱镜顶角 A 和最小偏向角m in ，就可以计算出棱镜玻璃对该波长的单色光的折射率n 。
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。
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。
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告目录一、实验目的 (2)二、实验原理 (2)1. 分光计的工作原理 (3)2. 三棱镜顶角测定的原理 (4)三、实验仪器与材料 (5)1. 分光计 (6)2. 三棱镜 (7)3. 测量工具 (8)4. 实验环境要求 (10)四、实验步骤 (10)1. 分光计的调整 (11)1.1 调整光源位置 (12)1.2 调整望远镜的目镜 (13)1.3 校正分光计的读数 (13)2. 三棱镜顶角的测定 (14)2.1 安装三棱镜 (15)2.2 调整测量装置 (15)2.3 进行顶角测量 (16)2.4 数据处理与结果分析 (17)五、实验数据记录与处理 (18)1. 实验数据的记录格式 (19)2. 实验数据的处理方法 (20)3. 结果分析与讨论 (20)六、实验结论 (22)七、实验误差来源分析及改进措施 (22)八、实验心得与体会 (23)一、实验目的本次实验旨在深入探究分光计的调整方法及其在测定三棱镜顶角中的应用。
通过实际操作，学生将熟悉分光计的工作原理和使用技巧，掌握调整分光计至最佳工作状态的方法，并能够准确测量三棱镜的顶角。
这不仅有助于提升学生的动手能力，还能加深对其光学性质的理解，为后续的光学实验和研究打下坚实基础。
二、实验原理本实验主要研究分光计的调整和三棱镜顶角的测定，分光计是一种用于测量光线波长分布的仪器，它可以将入射光线分解成不同波长的成分，从而实现对光线的分析和测量。
三棱镜顶角是指在特定条件下，从三棱镜底面反射出的顶角大小。
这两个实验都是光学领域的基本实验，对于了解光学基本原理和掌握光学仪器的使用具有重要意义。
我们来介绍分光计的调整，分光计由光源、透镜、光栅等部分组成，通过调整这些部件的位置和参数，可以使入射光线经过透镜和光栅后形成平行光线，从而实现对光线波长的测量。
在本实验中，我们将学习如何调整分光计的透镜和光栅，使其工作在合适的波长范围内。
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之杨若古兰创作【实验目的】1．了解分光计的结构,把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.【实验道理】分光计是一种经常使用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪，在几何光学实验中，次要用来测定棱镜角、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.上面以先生型分光计（JJY型）为例，说明它的结构、工作道理和调节方法.一、分光计的结构 分光计次要由底座、千里镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分构成，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．分光计的底座请求平稳而坚实.在底座的地方固定着中间轴，千里镜、刻度盘和游标内盘套在中间轴上，可以绕中间轴扭转. 2．平行光管固定在底座的立柱上，它是用来发生平行光的.其一端装有消色差的汇聚透镜，另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据须要可在0.02～2ｍｍ范围内调节.图5-11-1 分光计1-狭缝安装 2-狭缝安装锁紧螺钉 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 8-千里镜 9-目镜锁紧螺钉 10-分划板 11-目镜调节手轮 12-千里镜仰角调节螺钉 13-千里镜水平调节螺钉 14-千里镜微调螺钉 15-转座与刻度盘制动螺钉 16-千里镜制动螺钉 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3．千里镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一路，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.千里镜由目镜零碎和物镜构成，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，三个管彼此可以绝对挪动，也能够用螺钉固定，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不断角边入射，从450反射面反射到分划板上，透光部分在分划板上便构成一个明亮的十字窗. 4．分光计上控制千里镜和刻度盘动弹的有三套结构，准确应用它们对于测量很次要，具体如下： （1）千里镜制动和微动机构，图5-11-1中的16、14； （2）分光计游标盘制动和微动控制机构，图5-11-1中的23、22； （3）千里镜和刻度盘的离合控制机构，图5-11-1中的15. 动弹千里镜或挪动游标地位时，都要先松开响应的制动螺钉；微调千里镜及游标地位时要先拧紧制动螺钉. 要改变刻度盘和千里镜的绝对地位时，应先松开它们间的离合控制螺钉，调整后再拧紧. 普通是将刻图5-11-2 千里镜结构 图5-11-3 分划板 1-物镜 2-外管 3-分划板 4-中管 5-目镜零碎 6-内管 7-小灯 1-镜面反射像 2-上十字线 3-十字窗口度盘的00线置于千里镜下，可以防止在测角度时，00线通过游标惹起的计算上的不方便. 5．载物平台是一个用以放置平面镜、棱镜、光栅等光学元件的圆形平台，套在游标内盘上，可以绕通过平台中间的铅直轴动弹和升降.当平台和游标盘（刻度内盘）一路动弹时，控制其动弹的方式与千里镜一样，也是粗调和微调两种.平台下有三个调节螺钉，可以改变平台台面与铅直轴的倾斜度. 6．千里镜和载物平台的绝对方位可由刻度盘上的读数确定.主刻度盘上有00～3600的圆刻度，分度值为30'.为了提高角度测量精密度，在内盘上相隔1800设有两个游标，游标上有30个分格，它和主刻度盘上29个分格相当，是以分度值为1'.读数方法与游标卡尺的游标道理不异（该处称为角游标）.记录测量数据时，为了清除刻度盘的刻度中间和仪器动弹轴之间的偏心差，必须同时读取两个游标的读数.安顿游标地位要考虑具体实验情况，次要留意读数方便，且尽可能在测量中刻度盘00线欠亨过游标. 记录与计算角度时，摆布游标分别进行，防止混淆算错角度. 二、分光计的调节 分光计是在平行光中观察有关景象和测量角度，图5-11-4 分光计的观测零碎是以应达到以下三个请求：平行光管发出平行光；千里镜能接受平行光；千里镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴.用分光计进行观测时，其观测零碎基本上应由以下三个平面构成，如图5-11-4所示.读值平面：这是读取数据的平面，由主刻度盘和游标盘绕中间转轴扭转时构成的.对每一具体的分光计，读值平面都是固定的，且和中间主轴垂直.观察平面：由千里镜光轴绕仪器中间转轴扭转时所构成的.只要当千里镜光轴与转轴垂直时，观察面才是一个平面，否则，将构成一个以千里镜光轴为母线的圆锥面.待测光路平面：由平行光管的光轴和经过待测光学元件（棱镜、光栅等）感化后，所反射、折射和衍射的光线所共同确定的.调节载物平台下方的三个调节螺钉，可以将待测光路平面调节到所需方位.按调节请求，应将此三个平面调节成彼此平行，否则，测得角度将与实际角度有些差别，即引入零碎误差.1．调节千里镜和载物平台（1）目镜调焦这是为了使眼睛通过目镜能清楚地看到图5-11-3所示分划板上的刻线.调接方法是把目镜调焦手轮轻轻旋出，或旋进，从目镜中观看，直到分划板刻线清晰为止. （2）调节千里镜对平行光聚焦 实质是将分划板调到物镜焦平面上，调整方法如下： 1）把目镜照明，将双面平面镜放到载物台上，为了调节方便，平面境与载物台下三个调节螺钉的绝对地位如图5-11-5所示. 2）粗调千里镜光轴与镜面垂直 目测将千里镜调成水平、载物台水平，使镜面大致与千里镜垂直. 3）观察与调节镜面反射像 固定千里镜，动弹游标盘，因而载物台跟着一路动弹.动弹平面镜使其正好对着千里镜时，在目镜中应看到一个绿色十字随着镜面动弹而动，这就是亮十字的反射像.如果像有些模糊，只需沿轴向挪动目镜筒，直到像清晰、疏忽差，再旋紧螺钉，此时千里镜已聚焦平行光. （3）调整千里镜光轴与仪器主轴垂直 当镜面与千里镜光轴垂直时，它的反射像应落在目镜分划板上与下方十字窗对称的十字线中间，如图5-11-3所示.平面镜绕轴转1800后，如果图5-11-5载物台上双面镜放置的俯视图5-11-6 载物台倾角没调好的表示及调整道理另一镜面的反射像也落在此处，这标明镜面平行仪器主轴.当然，此时与镜面垂直的千里镜光轴也与仪器主轴垂直. 在调整过程中出现的某些景象是何缘由？调整什么？应如何调整，这是要分析清楚的.例如，是调载物台？还是调千里镜？调到什么程度？上面简述之. 1）载物台倾角没调好的表示及调整 假设千里镜光轴已垂直仪器主轴，但载物台倾角没调好，如图5-11-6所示.平面镜A 面反射光偏上，载物台转1800后，B 面反射光偏下，在目镜中看到的景象是A 面反射像在B 面反射像的上方.明显，调整方法是把B 面像（或A 面像）向上（或向下）调到两像点距离的一半，这一步要反复进行，最初使镜面A 和B 的像落在分划板上同一高度. 2）千里镜光轴没调好的表示及调整 假设载物台已调好，但千里镜光轴不垂直仪器主轴，如图5-11-7所示.在图(a)中，不管平面镜A 面还是B 面，反射光都偏上，反射像落在分划板上十字线的上方.在图(b)中，镜面反射光都偏下，反射像都落在分划板上十字线的下方.明显，调整方法是只需调整千里镜仰角调节螺钉（12），把像调到上十字线上即可，如图（c ）. 3）载物台和千里镜光轴都没调好的表示及调整 表示是两镜面反射像一上一下.先调载物台螺钉，图5-11-7 千里镜光轴没调好的表示及调整道理使两镜面反射像像点等高（但像点没落在上十字线上），然后，调整千里镜仰角调节螺钉（12），把像调到上十字线上. 2．调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴 实质是将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦平面上，物镜将出射平行光. 调整方法是：取下平面镜，关掉目镜照明光源，狭缝对准照明光源，使千里镜转向平行光管方向，在目镜中观察狭缝的像，沿轴向挪动狭缝套筒，直到像清晰.这标明光管已发出平行光. 再将狭缝转向横向（水平），调节螺钉（25），将狭缝的像调到中间横线上，如图5-11-8（a ）所示.这标明平行光管光轴已于千里镜光轴共线，所以也垂直仪器主轴.螺钉（25）不克不及再动. 最初，将狭缝调成竖直，锁紧螺钉（2）.如图5-11-8（b ）所示. 三、用最小偏向角法测定三棱镜的折射率 如图5-11-9，一束单色光以1i 角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面折射出来，出射角为2i '.入射光和出射光的夹角δ称为偏向角.当棱镜顶角A 必定时，偏向角δ的大小随入射角1i 的变更而变更.而当1i =2i '时，δ为最小（证实可参阅光学教材中的相干内容）.此时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ.由图5-11-9中可以看到，此时21A i ='，有 22111minA i i i -='-=δ （5-11-1）图5-11-8 平行光管光轴与千里镜光轴共线图5-11-9 三棱镜最小偏向角道理图得设棱镜折射率为n ，由折射定律得2sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ （5-11-2） 由此可知，请求得棱镜的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角min δ. 【实验内容】 1．调整分光计，使其处于工作形态.调整方法见以上所述. 2．使三棱镜的光学概况垂直千里镜光轴 （1）调载物台的上上台面大致平行，将棱镜放到载物平台上，使棱镜三边与台下三个螺钉的连线所成三边互相垂直，如图5-11-10所示，如许，调节一个螺钉可以调节棱镜光学概况的倾斜度. （2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管射来的光.动弹载物平台，在千里镜中观察从三棱镜的两个光学概况AC 和AB 反射回来的十字像，只调台下三个螺钉，使其反射像都落到上十字线处，如图5-11-11所示.调节时，切莫动螺钉（12）. 留意：每个螺钉调节的动作要轻，并同时观察它对各正面反射像的影响.棱镜调好后，其地位不克不及再动. 3．测棱镜顶角 对两游标作一适当标识表记标帜，分别称左游标图5-11-10 三棱镜在载物台上的准确方法 图5-11-11 测棱镜顶角和右游标，在记录数据时，且勿颠倒.扭紧刻度盘下螺钉（15）、（16），千里镜和刻度盘固定不动.动弹游标盘，使棱镜AC 面正对千里镜，如图5-11-11所示.分别记下左、右游标的读数1θ和2θ.再动弹游标盘，再使棱镜AB 面正对千里镜，再分别记下左、右游标的读数1θ'和2θ'.同一游标两次读数之差11θθ'-或22θθ'-，即是载物台转过的角度Φ，所以()11222θθθθ''Φ=-+-，而Φ是A 角的补角，即 反复测量3次，数据填入表5-11-1中. 4．测三棱镜的最小偏向角 （1）使平行光管狭缝对准钠光灯光源. （2）松开千里镜制动螺钉（16）和游标盘制动螺钉（23），把载物台及千里镜转至如图5-11-12中所示的地位（1）处，再摆布轻轻动弹千里镜，找出棱镜折射出的光线. （3）轻轻动弹载物台（改变入射角1i ），千里镜中将看到光线跟着挪动.改变1i ，使光线往δ减小的方向挪动（即向顶角A 方向挪动）.千里镜跟着光线挪动，直到棱镜继续动弹，而光线开始反向挪动（即偏向角反而变大）为止.这个反向挪动的转机地位，就是光线以最小偏向角射出的方向.固定载物台（锁紧螺钉23），微动千里镜，使其分划板上的中间竖线对准谱线. （4）测量 记下此时两游标的读数1θ和2θ.取下三棱镜（载物台坚持不动），动弹千里镜对准平行光管，即图5-11-12中（2）的地位，以确定入射光的地位，再记下两游标的读数1θ'和2θ'.此时该光线的最小偏向角为 反复进行三次，将数据填入表5-11-2中.将min δ图5-11-12 测量最小偏向角值和测得的棱镜A 角平均值代入式（5-11-2）计算n .并计算出折射率的不确定度.【数据表格及处理】实验结果计算（1）三棱镜的顶角060A = （２）最小偏向角min 38δ=（３）棱镜玻璃的折射率（４）不确定度的计算①求A U三棱镜的顶角直接取060A =，是以只需取A 的B 类不确定度分量，所以②求min U δ③求n U④结果表达式 1.51870.0003n n n U =±=±【留意事项】1、分光计在调整好后，全部实验过程中千里镜和平行光管的水平调节螺钉不成再作调节.2、千里镜、平行光管及三棱镜的光学概况不成用手摸及用纸擦，手拿三棱镜应拿不透光面.3、在锁紧螺钉紧锁后不成硬性动弹相干的部件，各锁紧螺钉不成用力过大.。
用分光计测三棱镜折射率实验报告
用分光计测三棱镜折射率实验报告示例文章篇一：《用分光计测三棱镜折射率实验报告》哇塞！今天我们在学校里做了一个超级有趣的实验——用分光计测三棱镜的折射率！这可把我兴奋坏啦！一进实验室，我就看到桌子上摆放着各种各样的仪器，有分光计、三棱镜、光源等等。
我的小伙伴们也都跟我一样，眼睛里充满了好奇和期待。
老师先给我们讲了一下实验的原理。
你们知道吗？就像光在不同的介质中传播速度会不一样，所以会发生折射。
而三棱镜就像是一个神奇的魔法道具，能让光折射出不同的角度。
这难道不神奇吗？然后，老师开始一步一步地教我们怎么操作分光计。
这分光计看起来可复杂啦，有好多的旋钮和刻度。
老师说：“同学们，可别小看这些旋钮，它们能帮我们找到准确的角度呢！”我心里想：这可真是个精细的活儿呀！接下来就轮到我们自己动手啦！我和同桌小明一起，小心翼翼地调整着分光计。
我一边转动旋钮，一边问小明：“你看，这样对不对呀？”小明皱着眉头说：“好像还差一点点，再试试。
”我们就这样不停地尝试，不停地调整。
好不容易把分光计调整好了，该测量三棱镜的角度啦！这时候，我紧张得手心里都出汗了，心里直嘀咕：可千万别出错呀！我按照老师教的方法，认真地测量着角度，还不停地记录数据。
在测量的过程中，可不是一帆风顺的哟！有好几次，我都觉得自己测的数据不太对劲，急得我都快哭了。
但是我告诉自己：不能放弃，一定要成功！终于，我们完成了所有的测量工作。
接下来就是计算折射率啦！这可需要我们认真仔细地处理数据。
我和小明一起，对着数据算呀算，感觉脑袋都快转晕了。
经过一番努力，我们算出了三棱镜的折射率。
当看到那个结果的时候，我高兴得差点跳起来，大喊着：“我们成功啦！我们成功啦！”这次实验，让我深深地感受到了科学的魅力。
它就像一个神秘的宝藏，等着我们去探索，去发现。
虽然过程中遇到了很多困难，但是我们都没有放弃，最终得到了满意的结果。
这不就像我们在人生的道路上，会遇到各种挫折，但只要坚持下去，就一定能看到希望的曙光吗？我觉得呀，做实验不仅能让我们学到知识，还能培养我们的耐心和细心，让我们更加勇敢地面对挑战。
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。
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，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。
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。
调节分光计并测定三棱镜的折射率实验报告及误差分析大学物理实验实验5
调节分光计并测定三棱镜的折射率实验报告及误差分析⼤学物理实验实验5⼤学物理实验5
调节分光计并测定三棱镜的折射率
实验中⽤到的仪器有分光计、玻璃三棱镜、⽔银灯和平⾯反射镜。
在这个实验中我们⽤最⼩偏向法测定三棱镜的折射率。
⼀、实验⽬的
⼆、实验原理（图）
三、实验设备、仪器、⽤具及其规范
四、实验（测定）⽅法
五、实验记录、数据处理
六、结果分析及问题讨论
实验中的误差主要有：
（1）系统误差（望远镜、载物台及刻度盘等仪器有缺陷）；
（2）随机误差（测量仪器中零件配合不稳定，测量⼈员感官的⽆规则变化）。
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》实验报告
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》实验报告标题: 分光计的调整和三棱镜顶角的测定实验目的:1. 掌握分光计的调整方法，保证其正常工作；2. 通过分光计测量三棱镜的顶角，验证光的折射定律。
实验器材与药品:1. 分光计2. 三棱镜3. 光源实验原理:1. 分光计的调整方法:分光计是用来测量光的折射角、入射角和反射角的仪器。
调整分光计时，首先使光线垂直进入分光计，然后通过调整仪器上的平台和测量组件，使得透镜放置正对光线源和初始检测物。
最后，通过调整分光计上的器件，使光线通过仪器的光束路径，按照无误差位置传输到接受器件上。
2. 三棱镜顶角的测量:通过分光计测量三棱镜的顶角，首先将三棱镜放置在分光计的平台上，使其一条边与光线的方向平行。
然后，通过调整分光计上的仪器，使得入射光线通过分光计到达三棱镜的顶点。
最后，通过读取测量仪器上的刻度，得到入射角和折射角，从而计算出顶角的大小。
实验步骤:1. 将分光计放置在水平台上，并调整好仪器上的测量组件和平台，使其垂直光线进入。
2. 将三棱镜放置在分光计的平台上，使其一边与光线的方向平行。
3. 通过调整分光计上的仪器，使得入射光线通过分光计到达三棱镜的顶点。
4. 读取分光计上的刻度，记录入射角和折射角的读数。
5. 计算三棱镜的顶角，并记录结果。
实验结果:实验中测得的入射角为X度，折射角为Y度。
实验讨论与分析:通过计算测得的三棱镜顶角，可以验证光的折射定律。
根据光的折射定律，入射角和折射角的正弦比应该等于两种介质的折射率的比值。
根据实验数据和已知的折射率，可以计算验证的折射率和实际折射率之间的差异。
实验总结:通过本次实验，我们掌握了分光计的调整方法，并利用分光计测量了三棱镜的顶角。
实验结果与理论值基本吻合，验证了光的折射定律。
实验过程中需要注意仪器的准确度和操作的精确度，可以通过多次重复测量来提高实验结果的准确性。
分光计的调整和棱镜折射率的测定 大学物理实验
分光计的调整和棱镜折射率的测定大学物理实验分光计的调整和棱镜折射率的测定-大学物理实验大学物理实验用分光计测棱镜玻璃的折射率一、实验目的1、掌握分光计的测量原理及调节方法2、用自准法测三棱镜的顶角3、用最轻偏向角法测量棱镜玻璃的折射率重点：分光计的调节方法难点：分光计的测量原理平行光管出射的平行光射向三棱镜的两个光学表面，用望远镜分别接收两表面的反射光，就可计算出两束光的夹角φ。
由几何关系可以证明φ与三棱镜顶角a的关系为φ=2a1.反射法测三棱镜顶角二、实验原理2.最轻偏向角法测棱镜玻璃的折射率平行光l1射向顶角为a的三棱镜的侧面ab，经过折射后由另一侧面ac射出，入射光l1与折射光l2的夹角δ称为偏向角。
根据图中的几何关系与折射定理可得如下关系2.最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率由上式所述，只要测到最轻偏向角δmin和三棱镜顶角a，就可以排序出来棱镜玻璃的折射率n。
三、实验仪器jjy型分光计双面镜三棱镜汞灯及电源分光计的基本结构四、实验内容1、调节分光计（1）调节的基本要求分光计的调节存有“三横向”的几何建议和“三著眼”的物理建议。
（2）调节的步骤1）目测粗调“三垂直”2）调叉丝对目镜聚焦3）调望远镜对无穷远聚焦4）阳入望远镜主光轴与分光计主轴横向5）阳入载物台平面与分光计主轴横向6）调节狭缝对平行光管物镜著眼7）调节平行光管主光轴与分光计主轴垂直2、用反射法测量三棱镜的顶角a3、测量最小偏向角用散射法测量三棱镜的顶角测量最轻偏向角入射光波长1、在实验中，拿放光学器件时，要轻拿轻放，注意不要用手接触光学面。
2、在转动望远镜时，不要直接转镜筒，而是转动望远镜下面的支架。
3、在测量偏转角度时，一定要固定度盘和望远镜，让它们仪器转动。
五、实验注意事项六、思考题1、能否直接通过三棱镜的两个光学面来调望远镜主光轴与分光计主轴垂直？2、旋转望远镜测角度之前，分光计的哪些部分固定不动？望远镜应当和什么盘一起旋转？3、通过实验，你指出分光计调节的关键在何处？“三垂直”是指载物台平面、望远镜的主光轴、平行光管的主光轴必须与分光计主轴垂直。
实验三分光计的调节及棱镜玻璃折射率的测定实验报告
班级_____________学号____________姓名___________带课老师____________ 完成实验时间_______________签名序号_____________预习检查____________实验三 分光计调节及棱镜玻璃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.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和用具分光计,钠灯,三棱镜实验原理当入射光经棱镜折射后,折射出去光线偏离原来方向的角度(偏向角),当满足0di d 1=δ时,有:2A sin2A sin n minδ+=.(1) 实验中,只要能测出三棱镜的顶角A 和最小偏向角min δ,即能根据公 式(1)测量三棱镜的折射率.实验内容一分光计的调节二测量数据及数据处理1 测量方法测量三棱镜的顶角采用棱脊分束法;最小偏向角法的测量棱镜玻璃折射率的原理以及测量的步骤,详参见教材(P60-62).在此,主要进行实验数据的处理和标准不确定度的计算.2 测量数据表1 三棱镜顶角的测量数据,分光计分度值1'表2 钠黄光的最小偏向角测量数据,分光计分度值为1'3 标准不确定度的分析 （1）三棱镜顶角A 的不确定度1φ的A 类不确定度:)5n (4.0)1n (n )()(U 21i11A ='=-φ-φ=φ∑;1φ的B 类不确定度:2.035.03)(U 1B ''∆=φ＝＝仪; 1φ的总不确定度:4.0)(U )(U )(U 12B 12A 1C '=φ+φ=φ;同理可得：4.0)(U 1C '=φ'；3.0)(U 2C '=φ；4.0)(U 2C '=φ'三棱镜棱镜的顶角:10604A o 2211'=φ'-φ+φ'-φ=;顶角A 的不确定度为:2.0)(U )(U )(U )(U 41)A (U 22C 22C 12C 12C C '=φ'+φ+φ'+φ=;所以三棱镜的顶角为：2.01060A o '±'=. （2）钠黄光最小偏向角的标准不确定度1θ的A 类不确定度：4.0)1n (n )()(U 21i11A '=-θ-θ=θ∑;1θ的B 类不确定度:2.035.03)(U 1B ''∆=φ＝＝仪; 1θ的总不确定度:4.0)(U )(U )(U 12B 12A 1C '=θ+θ=θ；同理可得：4.0)(U 1C '=θ'；2.0)(U 2C '=φ；3.0)(U 2C '=φ';最小偏向角：2.58502o 2211min '=θ'-θ+θ'-θ=δ;最小偏向角min δ的不确定度为：3.0)(U )(U )(U )(U 21)(U 22C 22C 12C 12C min C '=θ'+θ+θ'+θ=δ;所以最小偏向角为：3.02.5850o min '±'=δ.（3）三棱镜对钠黄光折射率不确定度的分析 将1060A o '=,2.5850o min '=δ,代入2A sin2A sinn minδ+=中得:7230.1n = 三棱镜对钠黄光折射率的标准不确定度为)n (U C . 采用高斯误差传播方法简化公式可得:其中:86051.02A sin2sin21A n min -=δ⋅-=∂∂; 56660.02A sin2A cos21n min min =δ+⋅=δ∂∂;2.0)A (U C '=;3.0)(U min C '=δ将以上各量代入式(12)中,得: 0001.0)n (U C = 所以三棱镜对钠黄光折射率为:0001.07230.1n ±=.实验结论采用最小偏向角法测定棱镜折射率,偶然误差较大,主要原因是很难测准最小偏向角的位置.测量结果不确定度数量级为410-,实验误差小.若需要更高的精度,则需要考虑空气实际的折射率对测试样品折射率的影响,此时需对公式(1)进行修正.通过寻找最小偏向角,能深刻的理解最小偏向角的条件0did =δ.。
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。