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)
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。
物质旋光率随光波波长变化的研究
物质旋光率随光波波长变化的研究下载提示：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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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。
大学物理实验实验45 折射法测量棱镜折射率3
1 实验目的 1）熟悉分光计构造以及调节和使用。
2）学习确定最小偏向角的方法。
3）学习测定棱镜的折射率的方法。
2 实验仪器 分光计、平面镜、三棱镜、电源、汞灯。
3.1 实验原理 折射率是描述物质光学性质的物理量。
折射率的大小和物质状态有关，如气体、液体、和固体的折射率是不同的，不同的气体、不同的液体、不同的固体折射率都不相同。
另外物质的折射率还和光波长有关，同样的物质，对不同变成波长的光折射率不同，即光的色散。
对于不同的物质状态折射率的测量方法不尽相同，对于液体常用阿贝折射仪测量；对于固体可有多种测量方法,如偏振法、折射法等。
本实验采用折射法来测量，测量时待测材料应研磨成棱镜作为测量样品。
棱镜是由折射平面组成的光学系统。
具体来说，它是由两个或两个以上的不平行的折射平面围限成的透明介质元件。
它的主要作用，是使通过它的光线的进行方向相对于原来的方向发生偏折。
所以，偏向角是它的主要特征量。
棱镜折射现象（如图45—1）所示。
图中SB 为入射光线，经棱镜折射后成为CS ′光线，两光线间的夹角即为光在棱镜主截面内的偏向角δ。
由图45—1可写出)()(2'2'11i i i i -+-=δ)(2'1'21i i i i +-+=已知： α=+2'1i i ，所以αδ-+='21i i （1）。
对于给定折射角α的棱镜，δ随i 1而变。
当i 1固定时，由于棱镜介质的折射率跟光波长有关，所以不同波长的光将有不同的'2i 。
这样，当入射光为各种波长组成的混合光时，经过棱镜后就分散开了。
这样的棱镜名为色散棱镜。
此外由实验得知，在δ随i 1的改变中，对某一i 1值，偏向角有一最小值δmin。
下面我们来求产生最小偏向角的条件。
由（1）式两边对1i 求导得 1'211di di di d +=δ。
最小偏向角δmin的必要条件是01=di d δ。
具体来说，就是11'2-=di di （2）。
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。
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。
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。
实验5 媒质折射率与波长关系的研究剖析
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。
研究光的色散现象的三棱镜折射实验
研究光的色散现象的三棱镜折射实验标题: 研究光的色散现象的三棱镜折射实验引言:光的色散是物理学中一个重要的现象，指的是光在不同介质中传播时由于折射率的不同而发生的色彩分离。
三棱镜折射实验是最常用的一种实验方法，通过测量光在经过三棱镜时的折射角和折射率，以及不同颜色光的色散情况，来研究光的色散现象。
本文将详细介绍该实验的定律、实验准备与过程，并探讨其在其他领域的应用和专业性角度。
一、定律:1. 折射定律:当光由一种介质射入另一种介质时，入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一个定量关系，即著名的折射定律。
折射定律可以用以下公式表示:n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中，n1和n2分别表示两种介质的折射率，θ1和θ2分别表示光线入射和折射的角度。
2. 光的色散:光的色散是指光通过介质时，由于介质的折射率随着波长（或频率）的不同而变化，导致光的不同颜色发生偏折的现象。
不同波长的光在折射时的角度不同，从而使光的颜色发生偏离。
二、实验准备:1. 实验器材准备:- 三棱镜: 透明材质制成的三角形棱镜，用于将光线折射和分散。
- 光源: 可以是白炽灯或者激光器，用于提供光源。
- 旋转支架: 用于固定并调整光源和三棱镜的相对位置。
- 垂直支架: 用于将三棱镜固定在合适的位置，以确保实验的稳定性。
- 角度测量器: 用于测量光线入射和折射的角度。
2. 实验材料准备:- 白纸: 用于观察光的折射和色散现象。
- 水: 用于研究光在不同折射率介质中的色散现象。
三、实验过程:1. 搭建实验装置:- 使用旋转支架和垂直支架将光源和三棱镜固定在一定距离和角度上。
- 将白纸放置在三棱镜后方，以观察光线折射和色散现象。
2. 准备实验中所需光源:- 将光源（白炽灯或激光器）与三棱镜垂直放置并调整至适当位置。
- 确保光线射向三棱镜的一个面，使其发生折射。
3. 观察折射现象:- 在白纸上观察光线折射后的结果。
- 观察到通过三棱镜的光线会产生不同颜色的偏折。
三棱镜波长与折射率的关系
三棱镜波长与折射率的关系1. 引言大家好，今天咱们要聊的是一个听起来有点高深，但其实没那么复杂的话题——三棱镜的波长和折射率的关系。
听起来像是科学课上老师讲的那些让人昏昏欲睡的内容，但实际上，三棱镜就像是光的魔术师，把单一的光线变成五彩斑斓的光谱，简直好比大自然的调色盘！那么，折射率和波长有什么关系呢？来，咱们慢慢捋清楚。
2. 什么是折射率？2.1 折射率的基本概念折射率，顾名思义，就是光在不同媒介中传播速度的变化程度。
简单来说，就是光从空气跑到水里、从水跑到玻璃里，速度可是会变的哦！折射率就像一张地图，指引着光线在不同材料中的“旅行”。
你想想，如果你在水中游泳，和在陆地上奔跑，速度肯定不一样，对吧？所以，折射率告诉我们光在某种材料中的“懒惰程度”。
这个“懒惰”可不是什么好事，光线得努力点才能顺利通过！2.2 三棱镜的神奇之处说到三棱镜，它就像一块神奇的玻璃，有着特定的形状和角度。
当光线照进它时，哇，立刻就变得五光十色，犹如一位魔法师在舞台上施展魔法。
三棱镜之所以能分解光，是因为不同波长的光在三棱镜中折射的程度各不相同。
短波长的光（比如蓝光）折射得比较厉害，而长波长的光（比如红光）就相对“懒惰”，折射得少。
这就像是不同性格的人，有的人特别积极，有的人则比较随和，各自有各自的风格。
3. 波长与折射率的关系3.1 波长对折射率的影响那么，波长与折射率之间到底有什么关系呢？其实，这个关系可以用一个简单的公式来表达——当波长变短，折射率就会增加；反之，波长变长，折射率就会减小。
就好比人上了年纪，越来越喜欢慢吞吞的生活，不想再“折腾”了。
这就是光的“年纪感”，短波长的光活力四射，而长波长的光则显得更为沉稳。
这种差异让我们看到的光谱变得五彩斑斓，仿佛在说：“快来看看我，别错过这美丽的风景！”3.2 实际应用中的折射率你可能会想，这些光的游戏跟我们有什么关系呢？其实，折射率的变化在我们的生活中无处不在。
比如，咱们用眼镜的时候，那些透过镜片的光线也在悄悄经历着折射的“考验”。
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。
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。
大学物理实验报告册--测三棱镜的折射率
用分光计测棱镜折射率实验日期-———-实验组号－——-实验地点—－——报告成绩项目 实验预习 实验操作 实验报告 总分 分数［实验目得]1、—--— 2.----［实验仪器］1、分光计得结构,主要由-—--－-－----—、－—-——－--—－－－、--———－－———－——与——－—－-—-————组成.２。
平行光管由---—-—与——－---—－－－组成。
３、 望远镜主要由-－-—-，————-—－与--－—-——组成。
4。
读数装置由-—-—-—-与－—--—--——组成、刻度盘分为360°,最小刻度为—－——--—.在刻度盘内同一直径得两端各装一个游标为了消除刻度盘与分光计中心轴线之间得-—----－—-[实验原理摘要］最小偏向角，用δｍi ｎ表示,棱镜玻璃得折射率n 与棱镜顶角A 、最小偏向角δｍin 有如下关系、［实验内容及步骤］1. 分光计得调整：为了测准入射光与出射光传播方向之间得角度，分光计得调整必须做到—-—－－－—--—-－－--—————－----－—-—-—－－———－---—-－--－--—-－-——-——--———-—;----———-—－—－—--—----—－—-—--－－—-－----－---—－-－－—-;-—-——－--—-—--－—-——－——-—-———-－-——－——－---———－-——-.调整顺序（1）目测粗调（２）调节望远镜：图1 三棱镜得折射图2B 1B 2B 3a、调整—-—－－———瞧清目镜中十字叉丝；b、开小灯泡电源开关；c按图2放置平面镜,当需要改变平面镜得倾斜度时，只要调节螺丝B1或螺丝Ｂ3、d、旋转—--—--，使平面镜偏离望远镜一小角度，从望远镜外侧在平面镜内寻找绿光斑e、前后移动-－—-－———-－瞧到清晰得绿十字像，并消除视差，拧紧螺丝8、（3）————-－-－－－-———－—－——（4)—--—-－－—-－——－-(5)调平行光管光轴垂直于中心轴（６）用自准法调整载物台垂直于中心轴２、用反射法测三棱镜得顶角。
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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大学物理实验分光计的调整和三棱镜折射率的测定
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】i?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，为了调节和测图5-11-2 望远镜结构图5-11-3 分划板1-物镜2-外管3-分划板4-中管5-目镜系统6-内管7-小灯1- 镜面反射像2-上十字线3-十字窗口量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分另憎于内管、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45°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45°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m in 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 180min <+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。