分光计的调节和色散曲线的测定-预习报告
分光计的调整和色散曲线的测定
分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射，光线将改变传播的方向，结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。
通过对某些角度的测量，可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。
因而精确测量这些角度，在光学实验中显得十分重要。
•• 分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。
由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。
分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。
对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。
但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。
【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】：分光计（JJY型1’），双面镜，钠灯，三棱镜。
【实验原理】：•• 三棱镜如图1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
图1三棱镜示意图•• 1．反射法测三棱镜顶角如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿和方位射出，和方向的夹角记为，由几何学关系可知：••图2反射法测顶角2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图3所示。
• 图3最小偏向角的测定转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。
分光计的调节和色散曲线的测定-预习报告
分光计的调节和色散曲线的测定实验报告双二下A组16号力9班倪彦硕20090116402010年12月14日一．实验目的1.了解分光计的原理与构造，学会调节分光计；2.用最小偏向角发测定玻璃折射率；3.掌握三棱镜顶角的两种测量方法。
二．实验原理1.分光计的结构及调节原理(1)望远镜分光计中采用的是自准望远镜。
它由物镜、叉丝分划板和目镜组成，分别装在三个套臂上，彼此可以相对滑动以便调节。
中间的一个套筒里装有一块分划板其上刻有“”形叉丝，分划板下方紧贴着一个侧面是等腰直角三角形的小棱镜，小棱镜与分划板贴合的面上刻了一个空心十字形，绿色小灯从小棱镜另一个直角面射入，从空心十字形中射出（透出的就是一个绿色十字形）。
如果叉丝平面刚好在物镜的焦平面上，则从小灯射出的绿光经过棱镜的全反射后，从物镜（凸透镜）中会射出平行光。
在物镜前方放一面反射镜，将绿光反射回来，则反射光（仍为平行光）进入物镜后还将汇聚在焦平面——即叉丝平面上。
此时通过目镜就能观察到叉丝平面上清晰的“”形和绿色十字，且不会有视差。
这就是用自准法调节望远镜适合于观察平行光的原理。
如果望远镜光轴与平面镜的法线平行，在目镜里看到的绿色十字形应该与“”形叉丝的上交点重合。
叉丝分划板小棱镜(2)平行光管平行光管由狭缝和透镜组成。
狭缝和透镜之间距离可以通过伸缩狭缝套筒来调节。
只要将狭缝调到透镜的焦平面上，则从狭缝发出的光经透镜后就成为平行光。
狭缝的刀口是经过精密研磨支撑的，为避免损伤狭缝，只有在望远镜中看到狭缝像的情况下才能调节狭缝的宽度。
(3)刻度盘分光计的刻度盘垂直于分光计主轴并且可绕主轴转动。
为消除刻度盘的偏心差，采用两个相差180°的窗口读数。
刻度盘的分度值为0.5°，0.5°以下则需用游标来读数。
游标上的30格与刻度盘上的29格相等，故游标的最小分度值为1′。
2.用最小偏向角法测玻璃的折射率一束平行单色光入射到三棱镜的AB面，经折射后由另一面AC射出，如图所示。
分光计的调节和色散曲线的测定
分光计的调节和色散曲线的测定【实验目的】（1）分光计原理与构造，调节分光计； （2）最小偏向角法测定玻璃折射率； （3）两种方法测量三棱镜顶角。
【实验数据与数据处理】1、 推导折射率n 的不确定度Δn 的表达式，并根据仪器的测量精度估计出ΔA 和Δδ代入并估计出Δn 的大小，据此决定n 应取几位有效数字。
解：（1）计算δ∆：12110220()/2()/2δδδδϕϕϕϕ=+=−+−∆==仪（2）计算A ∆1212()/2()/2I II I II A A T T T T ϕϕ=+=−+−∆==仪由2sin 2sinAA n δ+=n n n ∆=∆=取实验中一组数据δ∆=A ∆仪’ =δ51︒3’ A=60︒2’代入，有n ∆=0.0005故n 可取5位有效数字2、 最小偏向角测三棱镜折射率数据表格。
分光计编号 08000109 ； 三棱镜编号 23 ； A= 60︒3’ ； 仪∆= 1’ ；入射光方位10φ= 135︒52’ ；20φ= 315︒52’3、 测量三棱镜顶角数据记录表格（使用自准法）计算i φ若望远镜由位置1T 到2T 经过了刻度盘零点，则应按下式计算21i 360T T −−︒=φ因此三棱镜顶角A=12φ=60︒02’4、 色散曲线，并从所画色散曲线查处n C 、n D 和n F ，求出平均色散和色散本领。
C 线波长656.3nm ，D 线波长589.3nm ，F 线波长486.1nm 由图中得到折射率为：n C =1.6526 n D =1.6478 n F =1.6616 平均色散n F −n C =0.01895 色散本领V =n F −n C n D −1=0.029255、 用实验室给的数据处理程序进行多元线性回归，求出实验材料折射率与波长的经验公式。
856443222102−−−−+++++=λλλλλA A A A A A nA 0=1.594,A 1=5.765×10−7,A 2=7.500×105,A 3=−2.428×1011,A 4=3.959×1016,A 5=−2.480×10214505005506006507001.641.651.661.67nλ (nm)色散曲线【实验结果】三棱镜顶角A=60°2’ 色散曲线（波长单位nm ）751112224618625.765107.50010 2.428103.9591021..48010594n λλλλλ−−−−−=+++⨯+⨯⨯−+⨯⨯−平均色散n F −n C =0.01895 色散本领V =n F −n C n D −1=0.02925【实验小结】本实验干扰比较明显的是校准设备的步骤。
分光计的调节和色散曲线的测定(预习报告)
分光计的调节和色散曲线的测定（预习报告）实验目的（1） 了解分光计的原理与构造，学会调节分光计。
（2） 用最小向角法测定玻璃折射率。
（3） 掌握三棱镜顶角的两种测量方法。
实验原理分光计分光计上装有能产生平行光的平行光管，能接受平行光的望远镜，以及能承载光学元件的小平台；这三者的方位都能利用各自的调节螺钉作适当的调整。
为了测出角度，还配有可与望远镜连接在一起的刻度盘。
① 望远镜：分光计采用的是自准望远镜，由物镜、叉丝分划板（上有形叉丝）和目镜组成，分别装在三个彼此可以相对滑动的套管上。
分划板下放与小棱镜的一个直角面（上有形透光叉丝）紧贴着。
套筒上正对棱镜另一直角面处开有小孔并装一小灯。
如果形透光叉丝正好处在物镜的焦面上，物镜前方有一平面镜，那么从目镜中可以同时看到形叉丝和形透光叉丝的反射像，并且不应有视差，形透光叉丝与形叉丝的上交点重合。
② 平行光管：平行光管由狭缝和透镜组成，二者之间距离可通过套筒来调节。
只要将狭缝跳到透镜的焦平面上，则从狭缝发出的光经透镜后就成为平行光。
为避免损伤狭缝，只有在望远镜中看到狭缝的情况下才能调节狭缝的宽度。
③ 刻度盘：分光计的刻度盘垂直于分光计主轴并且可绕主轴转动。
为消除偏心差，采用两个相差180°的窗口读数。
用最小偏向角法测玻璃的折射率一束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。
计算表明，当i=i’时，Δ最小，此时测出Δ，顶角A 由计算式2sin2sinA A n ∆+=可计算出折射率n 。
色三及色散曲线的拟合当入射光不是单色光时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同。
折射率随波长而变的现象称为色散。
一种材料的色散程度可用色散本领1--=D CF n n n V 表示。
三棱镜顶角的测量原理三棱镜顶角可用自准法和平行光法测定。
实验步骤分光计的调节：先凭眼睛进行粗调。
使各仪器平行。
1)调节望远镜适合于观察平行光。
①调解目镜与叉丝距离，看清形叉丝。
分光计的调节与使用实验报告
分光计的调节与使用实验报告实验名称：分光计的调节与使用实验一、实验目的：1.理解分光计的工作原理；2.学会使用调节分光计的方法；3.掌握使用分光计测量光的波长的操作方法。
二、实验原理：分光计是一种用于测量光波长的仪器，它利用光的干涉和衍射原理进行测量。
分光计由光源、色散系统、检测系统和电子记录系统四部分组成。
1.光源：分光计使用一个稳定的、均匀的光源，如汞灯或钠灯。
在实验中，我们选择使用钠灯作为光源。
2.色散系统：分光计的色散系统由凹透镜、凸透镜和光栅组成。
凹透镜和凸透镜的作用是将光线聚焦或发散，使其与光栅发生干涉和衍射，进而产生色散现象。
3.检测系统：分光计使用光电二极管检测衍射光，然后通过放大器放大信号，最后通过示波器或计算机进行显示和记录。
4.电子记录系统：将光信号转化为电信号，然后通过示波器或计算机进行显示和记录。
三、实验步骤：1.调节分光计：将分光计放置在水平台上，并将钠灯置于光源架上。
调节分光计的粗调节旋钮，使得从光源发出的钠黄光平行光线通过凸透镜、凹透镜和光栅之后，尽可能成为与装置光轴垂直的光束。
2.使用红色滤光片：将红色滤光片放在滤光片支架上，调节滤光片的角度，使得通过滤光片的光束尽可能平行。
3.选择适当的波长：根据实际需要选择要测量的光束的波长。
调节分光计的微调节旋钮，使得通过光栅的光束在屏幕上形成干涉色环。
4.测量波长：测量干涉色环之间的间距，或者使用分光计的相关功能来测量光的波长。
四、实验结果及分析：通过实验，我们成功调节了分光计，并使用分光计测量了光的波长。
我们记录了干涉色环之间的间距，根据干涉色环的公式，可以计算出光的波长。
实验结果表明，我们测量的光的波长与真实值基本一致，证明了实验结果的可靠性和准确性。
五、实验总结：通过本次实验，我们深入理解了分光计的工作原理和调节方法，并掌握了使用分光计测量光的波长的操作方法。
实验中需要注意调节光源、滤光片和分光计的角度，以及合理选择测量波长的方法。
分光计的调节与使用实验报告
分光计的调节与使用实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构和工作原理。
2、掌握分光计的调节方法，使其达到正常工作状态。
3、学会用分光计测量三棱镜顶角和最小偏向角。
二、实验原理1、分光计的结构和原理分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、刻度盘和游标盘等部分组成。
望远镜用于观察和测量光线的角度，平行光管用于产生平行光，载物台用于放置待测物体，刻度盘和游标盘用于测量角度。
分光计的测量原理基于光的折射和反射定律。
当光线通过三棱镜时，会发生折射现象，其折射角与入射角和三棱镜的折射率有关。
通过测量光线的入射角和折射角，可以计算出三棱镜的折射率。
2、三棱镜顶角的测量测量三棱镜顶角通常采用自准直法。
将三棱镜放置在载物台上，使三棱镜的一个折射面与望远镜光轴垂直。
通过望远镜观察反射回来的十字叉丝像，调整载物台或望远镜，使十字叉丝像与分划板上的十字线重合。
此时，望远镜的光轴与三棱镜的折射面垂直。
然后，测量两个折射面的法线夹角，即为三棱镜的顶角。
3、最小偏向角的测量当光线以一定的入射角入射到三棱镜的一个折射面时，会发生折射现象。
随着入射角的改变，折射光线的偏向角也会发生变化。
当偏向角达到最小值时，称为最小偏向角。
通过测量最小偏向角，可以计算出三棱镜的折射率。
三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯、平面反射镜四、实验步骤1、分光计的调节（1）粗调将望远镜和平行光管的俯仰调节螺钉松开，使它们的光轴大致水平。
调节载物台的三个调节螺钉，使载物台大致水平。
（2）望远镜的调节将平面反射镜放置在载物台上，使反射镜的一个面与载物台的一个调节螺钉平行。
通过望远镜观察反射镜中的十字叉丝像。
调节望远镜的目镜，使十字叉丝清晰。
然后，调节望远镜的俯仰调节螺钉，使十字叉丝像与分划板上的十字线重合。
（3）平行光管的调节将望远镜对准平行光管，调节平行光管的俯仰调节螺钉，使望远镜中看到的狭缝像清晰。
然后，调节平行光管的焦距调节螺钉，使狭缝像的宽度适中。
（4）载物台的调节将三棱镜放置在载物台上，使三棱镜的一个折射面与望远镜光轴大致垂直。
分光计的调节和色散曲线的测定实验报告介绍
来表示某种玻璃色散的程度。其中������������ 、������������ 和������������ 分别表 示 玻 璃 对 夫 琅 和 费 谱 线 中 ������ 线 、 ������ 线 和 ������ 线 的 折 射 率 。
[3]
������������ = 656.3������������，������������ = 589.3������������、������������ = 486.1������������。 实验中用经验公式 ������2 = ������0 + ������1 ������2 + ������2 ������−2 + ������3 ������−4 + ������4 ������−6 + ������5 ������−8 研究可见光范围内玻璃材料的折射率与波长之间的关 系 。 通 过 对 (������, ������) 的 七 组 以 上 实 验 结 果 进 行 处 理 ， 设 ������ = ������2 , ������1 = ������2 , ������2 = ������−2 , ������3 = ������−4 , ������4 = ������−6 , ������5 = ������−8 ， 利用 计算机进行多元线性回归拟合色散曲线，得到经验公式。 (4) 三棱镜顶角的测量原理 1. 自准法测三棱镜顶角。 只要测出三棱镜的两 个光学面的法线之间 的夹角������ ，即可求得顶 角������ = 180°− ������。如图 2所示。 2. 平行光法测三棱镜顶角。一束平行光被三棱镜的两个光 学面反射后，只要测出两束反射光之间的夹角 ������ 即可求 得顶角������ = ������，如图3
分光计调节实验报告
分光计调节实验报告
实验报告
分光计调节实验报告
实验目的：
掌握分光计的基本结构和使用方法，学习如何调节和校准分光计，了解分光计的精度和测量范围。
实验仪器：
分光计、光源、样品室、控制器、电脑等。
实验原理：
分光计是一种测量光谱的仪器，主要由样品室、入射光、分光器、检测器四个组成部分构成。
分光器是分离和测量入射光的光谱仪，在光的入射端可以进行光的分离，然后通过检测器可以检测到光的强度。
通过测量入射光强度和样品后的光强度，可以计算出样品中的物质的浓度。
实验步骤：
1.打开分光计，设置波长范围和检测器灵敏度。
2.准备样品，在样品室中放入待测样品。
3.调节光源的强度，保证光源的强度稳定。
4.板载控制器设置分光计的参数，如波长选择，检测器功率等参数。
5.进行分光计的初始校准。
6.进行光谱扫描，观察光谱曲线并记录。
7.加入标准物质，测量样品的吸收谱和透射谱。
8.计算出样品的吸光度和透过率。
9.根据吸收谱和透射谱计算出样品的物质含量。
实验结果：
通过分光计的实验，我们得到了样品的光谱曲线，并且得到了样品的吸收谱和透射谱。
根据计算，我们得出了样品的物质含量和浓度。
实验结论：
分光计的使用方法比较简单，只需按照分光计的使用说明进行正确的操作即可，可以得到比较准确的实验结果。
在实验过程中，掌握了分光计的基本原理和调节方法，学会了如何根据样品的光谱曲线计算物质浓度的方法。
通过实验，我们了解了分光计的精度和测量范围，为今后的实验提供了帮助。
05分光计的调整大学物理基础实验报告预习报告
05分光计的调整大学物理基础实验报告预习报告分光计的调整和使用一. 实验目的分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪，是光学实验中的基本仪器之一，在光学基本物理量的测量中有广泛的应用意义。
本实验的目的，是训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。
二. 实验内容(一) 调整分光计1.调整分光计要达到下列要求:1) 望远镜接受平行光，平行光管发出平行光。
2) 望远镜、平行光管的光轴垂直仪器的主轴。
3) 载物台与望远镜共轴。
2.分光计的调整方法：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，并基本垂直仪器主轴。
（粗调很重要，保证了后续调整的顺利进行。
）2) 调整望远镜对平行光聚焦(1)目镜调焦这是为了使眼睛通过目镜能清楚地看到图2所示分划板上的刻线。
调焦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)调望远镜对平行光聚焦这是要将分划板调到物镜焦平面上。
调整方法是：（a）把目镜照明，将双面平面镜放到载物台上。
为了便于调节，平面镜与载物台下三个调节螺钉的相对位置如图4。
图2从目镜中看到的分划板（b）粗调望远镜光轴与镜面垂直――用眼睛估测一下，把望远镜调成水平，再调载物台螺钉，使镜面大致与望远镜垂直。
（c）观察与调节镜面反射像――固定望远镜，双手转动游标盘，于是载物台跟着一起转动。
转到平面镜正好对着望远镜时，在目镜中应该看到一个绿色的亮十字随着镜面的转动而动，这是镜面反射像。
如果有些模糊，只要沿着轴向移动目镜筒，直到像清晰且无视差，再旋紧螺钉，则望远镜已对平行光聚焦。
无视差是指当观察者眼睛左右移动时，准线和绿色亮十字之间没有相对位移，即测量准线和被测目标处于同一平面。
这可以通过仔细移动望远镜目镜套筒和转动目镜视度调节手轮实现。
分光计调整与色散曲线的测定实验报告
系别： 物理学院 实验分组： 11组2号 姓名： 戴 展 鹏 学号： 00304122 同组姓名： 无 实验日期： 2004-11-16 教师评定：【实验名称】分光计 【目的要求】1. 了解分光计的结构, 作用和工作原理;2. 掌握分光计的调节要求, 方法和使用规范;3. 用分光计测定三棱镜的顶角;4. 用掠入射法测定玻璃的折射率;5.用三棱镜的最小偏向角法测定玻璃的折射率.【仪器用具】【2号仪器】分光计, 玻璃三棱镜, 钠光灯, 平面反射镜, 毛玻璃.【实验原理】1. 测定玻璃三棱镜的顶角当三棱镜主载面与仪器转轴垂直时, 由光路图可知, 当入射光沿垂直AB, AC 方向入射时, 其夹角180φA =- . 故顶角180A φ=- . 为消除偏心差提高精度, 我们读两次数, 则有:212112[()()]φθθθθ''''''=-+- (1)2. 用掠入射法测定玻璃的折射率用单色光(钠黄光)照射顶角为A 的三棱镜, 入射角为i , 经两次折射后以Φ角射出. 则根据下页图, 由折射定律我们有:系别： 物理学院 实验分组： 11组2号 姓名： 戴 展 鹏 学号： 00304122 同组姓名： 无 实验日期： 2004-11-16 教师评定：00sin sin sin sin n i n rn r n φ='=其中n o 为空气折射率, 可近似为1; n 为玻璃折射率. 由r 和r ’的几何关系得到:r r A '+=掠入射时901,sin i i →→ , 因此我们有折射率的公式:n =(2)3. 用三棱镜的最小偏向角法测定玻璃的折射率如图所示,光线经三棱镜折射产生偏向角, 当光路关于棱镜中截面对称时, δ最小, 为δm ,.设顶角A, 空气折射率为01n =.则:22sin sinmA δn A +=(3)【实验内容】1. 调光路(1) 调节望远镜聚焦于无穷远.旋转望远镜目镜可使分划瓣上“＝| ”刻线清晰.调节镜筒可系别：物理学院实验分组：11组2号姓名：戴展鹏学号：00304122同组姓名：无实验日期：2004-11-16 教师评定：使平面镜反射回来的“＋”在分划板上成像清晰. 此时望远镜聚焦于无穷远.(2)调节望远镜光轴垂直于仪器转轴.调节载物台调平螺钉及望远镜仰角调节螺钉, 最终使平面镜转动180°前后反射回来的“＋”都与“＝|”刻线上面的那个“＋”重合. 调节时可先使平面镜与三个螺钉中的两个的连线共面, 调节第三个螺钉, 完成后将平面镜转90°再次调节, 此时不应再动望远镜的仰角螺丝.(3)调节平行光管产生平行光. 粗调平行光管使其与望远镜共轴,对准光源后再细调, 使狭缝的像清晰并与“＝|”刻线中的竖线平行.(4)调节平行光管仰角螺丝使狭缝的像在目镜中关于中线对称. 则平行光管光轴与转轴垂直.2.测三棱镜顶角将三棱镜置于载物台上, 使其一侧面与望远镜光轴垂直. 调节载物台平面使棱镜面反射回来的“＋”与“＝|”刻线上的上面那个“＋”重合. 再转动载物台至另一镜面同样调节. 反复调节使“＋”始终落与“＝|”刻线的上面那个“＋”. 读出两次望远镜垂直于镜面时的刻度.3.掠入射法测玻璃折射率目测使光源光线与棱镜一面平行. 在光源前加毛玻璃得到单色扩展光源. 旋转望远镜观察折射光, 当刻线与折射光明暗分界线重合时记录刻度值. 再使望远镜垂直棱镜寻找法线刻度值.4.测最小偏向角将平行光管对准光源, 望远镜与平行光管位置关于棱镜对称. 从目镜观察折射光, 旋转棱镜对观察折射光在目镜中的移动, 当其向一边移动达到极值时固定棱镜, 再旋转望远镜使期中“＝|”刻线中线对准折射光. 记录此时刻度值. 保持平行光管不动, 旋转望远镜直接观察平行光, 记录刻度值.【实验数据】1.三棱镜顶角A.Table 1 三棱镜顶角A测量数据次1θ'1θ''2θ'2θ''Φ1 249°39′69°42′129°37′309°38′120°03′2 271°48′91°48′31°50′211°48′120°01′3 153°28′333°29′33°29′213°28′120°00′其中Φ的值由公式(1)得到. 由于刻度盘有时绕过了一圈, 所以有些读数需要增加或计算. 计算得:减少360°再代入公式180=-Aφ=12001φ'=5959A'系别：物理学院实验分组：11组2号姓名：戴展鹏学号：00304122同组姓名：无实验日期：2004-11-16 教师评定：2.掠入射法测得的折射率n.Table 2 掠入射法测得的折射率n数据次1θ'1θ''2θ'2θ''Φ1 172°04′352°04′213°25′309°38′41°22′2 138°56′318°58′180°18′0°20′41°22′3 169°40′349°42′211°04′31°06′41°24′所以=4123φ'代入公式(2),计算得玻璃折射率:n=.16733.最小偏向角法测得的折射率n.Table 3 三棱镜的最小偏向角法测定玻璃的折射率n数据次1θ'1θ''2θ'2θ''Φ1 206°20′26°22′152°50′332°50′53°31′2 112°35′292°33′166°07′346°08′53°33′30″3 180°16′0°17′233°37′53°49′53°31′30″所以=5332φ'代入公式(3),计算得玻璃折射率:.n=1673【分析与讨论】本实验中光路调节最为重要, 是测量值准确的基本保障. 实验中调节载物台平衡的时候一定要注意三个螺钉的调节顺序和位置——先将镜子与某一条线平行放置,调节另外两个螺钉, 然后转90°, 调节剩下那个螺钉. 如此反复. 这样做比乱调要容易调出来. 放棱镜的时候应注意摆放, 首先载物台不能太高, 其次要防止小标尺被转到看不到读数的位置, 这样光路就得重调了.从实验结果可知两方法所测的折射率几乎相同, 这也从一个侧面验证了实验的正确性. 三棱镜顶角A的数值在后两个实验中都有使用, 因此测量应该尽可能正确. 由于测量数据只有三组, 在此就不对结果的不确定度进行计算了.。
分光计的调节和色散曲线的测定实验报告
4. 色散及色散曲线拟合 可采用平均色散������ − ������ 或色散本领 ������ = 表示玻璃色散的能力。������ 、������ 、������ 分别
表示玻璃对夫琅禾费谱线中 C 线 (656.3 nm) 、D 线 (589.3 nm) 和 F 线 (486.1 nm) 的折射 率。 可用经验公式如 ������ = ������ + ������ ������ + ������ ������ + ������ ������ + ������ ������ + ������ ������ 处理实验数据拟合 色散曲线。
������ 为三棱镜顶角，������ 为三棱镜光学面法线夹角。 由几何关系有������ = 180° − ������。 使望远镜分别在位置 T1、T2 光轴垂直于对应位置三棱镜光学面可测得 ������ 。 3. 最小偏向角法测玻璃折射率
������ ，������’ 分别为入射角、出射角，������ 为三棱镜顶角； ������，������ 分别为棱镜中光路方向与 ������������、������������ 面法线夹角； Δ为入射光与出射光夹角，即偏向角。 ������ = ������’ 时有最小偏向角 ������ = 2 (������ − ������)，又有 ������ = ������/2，据此计算折射率 ������ + ������ sin ������ sin 2 ������ = = ������ sin ������ sin 2
三、实验仪器
分光计、平面镜、三棱镜、氦光谱管及电源。
四、实验步骤
1. 调节分光计 （1）粗调使望远镜、平行光管与刻度盘平行； （2）调节望远镜 调节目镜至可看清叉丝； 借助平面镜， 使望远镜光轴垂直于平面镜， 应使分划板叉丝与十字形叉丝的像重合且无 视差，此时望远镜已适合观察平行光； 渐近法调节望远镜与平面镜至望远镜光轴垂直于主轴，应使平面镜旋转 180° 后仍能看 到分划板叉丝与十字形叉丝的像重合。 （3）调节平行光管 使望远镜正对平行光管， 调节狭缝与透镜距离， 使望远镜中狭缝像清晰且与叉丝无视差， 此时平行光管发出平行光。 （4）调节三棱镜 粗调小平台水平，再利用已调节的望远镜调节三棱镜，使两光学面法线垂直于主轴。 2. 测量三棱镜顶角 使用前述自准法测量三棱镜顶角。 3. 测量氦光管谱线最小偏向角 （1）移去三棱镜，先测入射光方位； （2）适当放置三棱镜，透过三棱镜目视找到谱线，将望远镜移至观察方位，调节使谱 线清晰明亮、线宽合适； （3）转动小平台，同时望远镜追踪谱线，当转到某位置谱线不再移动，确认其处于最 小偏向角位置，记录此时出射光方位； （4）对其它谱线重复操作。
分光计的调节和色散曲线的测定
7
刚好不振荡，达到
平衡时间较短
约 0.1 单向偏转，达到平
21
RC
衡时间较长
2、测检流计的内阻 Rg
电压表量程 1.5_V，准确度等级 0.5_，
[实验原理] 一、 分光计的结构及调节原理
1、要测准入射光与出射光之间的偏 转角必须满足的两个条件 （1）入射光与出射光均为平行光束； （2）入射光与出射光的方向以及反 射面或折射面的法线都与分光计的 刻度盘平行。
2
2、分光计的主要部件 （1）望远镜
分光计中采用自准望远镜， 它由物镜，叉丝分划板与目镜组 成，调节望远镜应先调节目镜使
Rg R2 R0
(b) 由检流计灵敏阈所决定的误差 1
1 0.1R'
(c) 由于电压 U 波动所引起的误差 2
2 2Rg 0.02 /U
9
(d) 电阻箱的误差 3
3 [0.1%R2 0.005(N 1)]
(e) 非线性误差及其他误差 本实验不要求考虑
整理数据表格如下：
经计算， sR2 =0.063246
35.4 5 7 27 92
45 3
.0 .0
44 8 0
3. 4. 0. 5.
1.4 500
242 241
6
48
35.3 5 7 27 91
45 3
.9 .9
33 8 3
Rg 242.0 5.9
(2) 方法二：全偏法
调偏
R2 =0
分光计的调节和色散曲线的测定实验报告
分光计的调节和色散曲线的测定实验报告材72 陈卓凡2017012075一、实验目的了解分光计原理和构造；掌握分光计的调节；掌握最小偏向角法测玻璃折射率、自准法测三棱镜顶角。
二、实验原理1. 分光计结构分光计主要元件包括平行光管、望远镜、度盘、平台，各元件绕主轴旋转，测量时需使望远镜与平行光管光轴、光学元件光学面法线与主轴垂直。
一些元件可通过调节相应螺钉联动、止动或微调。
望远镜由物镜、叉丝分划板、目镜分别装于三个套筒组成。
分划板下方有一小棱镜，其直角面上有一十字形透光叉丝。
平行光管由狭缝和透镜组成，其距离可由套筒伸缩调节。
刻度盘分度值为0.5°，更高精度需用游标读数。
为消除刻度盘偏心差，每次读数时应使用两个游标各读一次。
2. 自准法测三棱镜顶角A 为三棱镜顶角，ϕ 为三棱镜光学面法线夹角。
由几何关系有A=180°−ϕ。
使望远镜分别在位置T1、T2光轴垂直于对应位置三棱镜光学面可测得 ϕ 。
3. 最小偏向角法测玻璃折射率i，i’ 分别为入射角、出射角，A 为三棱镜顶角；r，r′分别为棱镜中光路方向与 AB、AC 面法线夹角；Δ为入射光与出射光夹角，即偏向角。
i=i’ 时有最小偏向角 δ=2 (i−r)，又有 r=A/2，据此计算折射率n=sin isin r=sinA+δ2sinA24. 色散及色散曲线拟合可采用平均色散n F−n C或色散本领 V=n F−n Cn D−1表示玻璃色散的能力。
n C、n D、n F分别表示玻璃对夫琅禾费谱线中C线(656.3 nm) 、D线(589.3 nm) 和F线(486.1 nm) 的折射率。
可用经验公式如 n2=A0+A1λ2+A2λ−2+A3λ−4+A4λ−6+A5λ−8处理实验数据拟合色散曲线。
三、实验仪器分光计、平面镜、三棱镜、氦光谱管及电源。
四、实验步骤1. 调节分光计（1）粗调使望远镜、平行光管与刻度盘平行；（2）调节望远镜调节目镜至可看清叉丝；借助平面镜，使望远镜光轴垂直于平面镜，应使分划板叉丝与十字形叉丝的像重合且无视差，此时望远镜已适合观察平行光；渐近法调节望远镜与平面镜至望远镜光轴垂直于主轴，应使平面镜旋转180° 后仍能看到分划板叉丝与十字形叉丝的像重合。
分光计实验报告
分光计的调节和色散曲线的测定 实验报告一、实验目的（1）学习分光计的原理与结构，同时学会实际调节并操作分光计。
（2）了解最小偏向角测量玻璃折射率的方法，并实际测量。
（3）通过色散曲线的拟合，了解多元线性拟合的方法，了解玻璃折射率与波长的变化关系。
二、数据处理（1）三棱镜顶角数值已在原始数据表格中进行处理。
（2）Δn 的计算及n 有效数字的确定氢谱线波长/nmΦ1 Φ2 δ=1/2(δ1-δ2) (A+δ)/222sinsinA A n δ+=447.1 112°53' 292°52' 53°19' 56°41' 1.6699±0.0004471.3 113°29' 293°28' 52°43’ 56°23' 1.6641±0.0004 492.2 113°53' 293°50' 52°20’ 56°12' 1.6604±0.0004 501.6 114°21' 294°21’ 52°9.5’ 56°7' 1.6587±0.0004 587.6 115°10' 295°10' 51°1.5’ 55°32' 1.6476±0.0004 667.8 115°49' 295°47' 50°23.5’ 55°13' 1.6413±0.0004 706.6 116°0' 295°59' 50°12’ 55°8'1.6394±0.0004黄光计算过程示例：已测得：Φ1=115°10'，Φ2=295°10'δ1=|φ1-φ10|=|166°15’-115°10'|=51° 5’ δ2=|φ2-φ20|=|346° 8’-295°10'|=50°58’δ =1/2(δ1-δ2)=0.5*(51° 5’+50°58’)=51°1.5’ (A+δ)/2 = (60°3.6’+51°1.5’)/2 = 55°32'6476.1/2)3.5'sin(60)32'55sin(sin sin 22===︒︒+AA n δ据]（4）色散曲线的拟合利用典型公式856443222102----+++++=λλλλλA A A A A A n 对实验数据进行拟合。
清华大学分光计实验报告
'叉丝中心线平分，平行光管
○4 三棱镜两光学面法线垂直于分光计主轴 先粗调小平台使之平行于度盘平面 再以三棱镜一条边垂直两个螺钉连线的方位放置三棱镜于小平台，通过
望远镜对准其中一个光学面观察 2-8 的像，调节小平台螺钉使之回到 2-8 位 置，在旋转小平台，对准另一个光学面重复上述操作，如此重复，直到两个 光学面都使像到达 2-8 位置。
2
3
游标Ⅰ 游标Ⅱ 游标Ⅰ 游标Ⅱ
519’ 18518’ 1941’ 19940’
24524’ 6522’ 25945’ 7943’
i T1 T2 11955’ 11955’ 11955’ 11956’ 11956’ 11957’
(I II ) / 2
11955’
11956’
11957’
计算 A
主要配件：三棱镜，平面镜
分光计外形如图 1 （2）分光计的调节
先进行粗调，通过自己的感觉，调整使得望远镜，小平台，平行光管与度盘 平面平行，且小平台高度应与望远镜和平行光管下部齐平（为使得之后三棱镜放 置位置合适，能够折射平行光管发出的光） 粗调好后
○1 望远镜的调节：
望远镜内部构造如图 2
1. 接通图 1-10 下方小灯，从望远镜目镜观察图 2-6 处出现绿光，调节图 2-7 装
角
【实验数据与数据处理】
1. 实验条件：姓名：曾毅强 座位号：15 三棱镜编号：15 仪 =1‘ 入射光方位：10 = 3045’ ；20 = 1244’
2.实验数据 用自准法测量三棱镜定角 A 的数据记录表：
测量序号
第一位置 第二位置
1 游标Ⅰ 游标Ⅱ
740’ 18740’ 24745’ 6745’
○2 细调望远镜⊥分光计主轴 将小平台旋转 180°后捕捉到另一个 2-8 所示的像，但是此时该像并不在
分光计的调节和色散曲线的测定--预习报告
三棱镜顶角的测量原理
(1) 用 自准 法测定 三棱镜 顶角 。 只要 测出三 棱镜 两个光 学面 的法线 之间的 夹角 ������ ， 即可 求得顶 角 ������ = 180°− ������。 (2) 用平行光法测定三棱镜顶角。一束平行光被三棱镜的两个光学面反射后，只要测出两束反射光之间的 夹角������即可求得顶角������ = ������。放置三棱镜时，应使三棱镜顶点靠近小平台中心。否则反射光将不能进
2 1
入望远镜中。
三．
实验仪器
实验仪器有分光计、平面反射镜、玻璃三棱镜、氦光谱管及其电源。 氦光谱管是将稀薄的氦气（He，气压为600Pa~700P）封闭在玻璃管内制成。管的两端各装一个电极，两电极 间加高电压后产生放电并发光，通过三棱镜分光可得氦的线光谱。 波长/nm 颜色 447.1 蓝紫 471.3 蓝 492.2 蓝绿 501.6 浅绿 587.6 黄 667.8 大红 706.6 暗红
分光计的调节和色散ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线的测定
一．
1. 2. 3.
预习报告
实验目的
了解分光计的原理与构造，学会调节分光计； 用最小偏向角发测定玻璃折射率； 掌握三棱镜顶角的两种测量方法。
二．
实验原理
分光计的结构及调节原理（略）
一束平行单色光入射到三棱镜的AB面，经折射后由另一面AC射出，如图所示。入射光和出射光的家 教∆成为偏向角。可以证明，当入射角������等于出射角������′时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向 角������ 。 从图可以看出， Δ = ������ − ������ + (������ ′ − ������′)。 当������ = ������′时， 由折射定律有������ = ������′。 这时用������替代 Δ得： ������ = 2(������ − ������)。 又因为������ + ������ ′ = 2������ = ������ − ������ = ������ − ������ − ������ = ������，所以������ = ������/2。联立两式得： ������ = 由折射定律有： ������ + δ sin������ sin 2 ������ = = ������ sin������ sin 2 由上式可知， 只要测出三棱镜顶角������和最小偏向角������ ， 就可以计算出棱镜玻璃对该波长的单色光的折射率������。 ������ + ������ 2
- 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)。
分光计的调节和色散曲线
的测定
实验报告
一．实验目的
1.了解分光计的原理与构造，学会调节分光计；
2.用最小偏向角发测定玻璃折射率；
3.掌握三棱镜顶角的两种测量方法。
二．实验原理
1.分光计的结构及调节原理
(1)望远镜
分光计中采用的是自准望远镜。
它由物镜、叉丝分划板和目镜组成，分别装在三个套臂上，彼此可以相对滑动以便调节。
中间的一个套筒里装有一块分划板其上刻有“”形叉丝，分划板下方紧贴着一个侧面是等腰直角三角形的小棱镜，小棱镜与分划板贴合的面上刻了一个空心十字形，绿色小灯从小棱镜另一个直角面射入，从空心十字形中射出（透出的就是一个绿色十字形）。
如果叉丝平面刚好在物镜的焦平面上，则从小灯射出的绿光经过棱镜的全反射后，从物镜（凸透镜）中会射出平行光。
在物镜前方放一面反射镜，将绿光反射回来，则反射光（仍为平行光）进入物镜后还将汇聚在焦平面——即叉丝平面上。
此时通过目镜就能观察到叉丝平面上清晰的“”形和绿色十字，且不会有视差。
这就是用自准法调节望远镜适合于观察平行光的原理。
如果望远镜光轴与平面
镜的法线平行，在目镜里看到的绿色十字形应该与“”形叉丝的上交点重合。
叉丝分划板
小棱镜
(2)平行光管
平行光管由狭缝和透镜组成。
狭缝和透镜之间距离可以通过伸缩狭缝套筒来调节。
只要将狭缝调到透镜的焦平面上，则从狭缝发出的光经透镜后就成为平行光。
狭缝的刀口是经过精密研磨支撑的，为避免损伤狭缝，只有在望远镜中看到狭缝像的情况下才能调节狭缝的宽度。
(3)刻度盘
分光计的刻度盘垂直于分光计主轴并且可绕主轴转动。
为消除刻度盘的偏心差，采
用两个相差180°的窗口读数。
刻度盘的分度值为0.5°，0.5°以下则需用游标来读数。
游标上的30格与刻度盘上的29格相等，故游标的最小分度值为1′。
2.用最小偏向角法测玻璃的折射率
一束平行单色光入射到三棱镜的AB面，经折射后由另一面AC射出，如图所示。
入射光和出射光的夹角∆成为偏向角。
可以证明，当入射角i等于出射角i′时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δ。
从图可以看出，Δ=(i−r)+(i′−r′)。
当i=i′时，由折射定律有r=r′。
这时用δ替代Δ得：δ=2(i−r)。
又因为r+r′=2r=π−G=π−(π−A)=A，所以r=A/2。
联立两式得：
i=A+δ2
由折射定律有：
n=sini
sinr
=
sin
A+δ
2
sin
A
2
由上式可知，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。
3.色散及色散曲线的拟合
当入射光不是单色光时，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λ
紫
<
λ红，故n
红
<n
紫。
折射率n随波长λ而变的现象称为色散。
对一种玻璃材料所作出的折射
率和波长的关系曲线称为它的色散曲线。
不同材料的色散曲线是不同的，一般可采用平均色散n F−n C或色散本领
V=n F−n C n D−1
来表示某种玻璃色散的程度。
其中n C、n D和n F分别表示玻璃对夫琅和费谱线中C线、D线和F线的折射率。
这三条线的波长分别是λC=656.3nm、λD=589.3nm、λF= 486.1nm。
用经验公式来表示可见光范围内玻璃材料的折射率与波长之间的关系时，较方便适用的公式是：
n2=A0+A1λ2+A2λ−2+A3λ−4+A4λ−6+A5λ−8
各种牌号玻璃经验公式系数A0~A5有专门的光学玻璃手册给出。
实验研究时可以通过对(n,λ)的七组以上实验结果进行处理，设y=n2，x1=λ2，x2=λ−2，x3=λ−4，x4=λ−6，x5=λ−8，把一元高次方程拟合转化为y~x1,x2,x3,x4,x5,x6的多元线性回归问题，并利用计算机来处理数据，拟合色散曲线，得到经验公式。
需要说明的一点是，各种不同的光学仪器对色散的要求也是不同的。
例如照相机、显微镜的镜头要求色散小，则色差小。
而摄谱仪和单色仪中棱镜则要求色散大，使各种波长的光能够分得开，以提高仪器分辨本领。
4.三棱镜顶角的测量原理
(1)用自准法测定三棱镜顶角。
只要测出三棱镜两个光学面的法线之间的夹角ϕ，
即可求得顶角A=180°−ϕ。
(2)用平行光法测定三棱镜顶角。
一束平行光被三棱镜的两个光学面反射后，
ϕ。
放置三棱镜时，只要测出两束反射光之间的夹角ϕ即可求得顶角A=1
2
应使三棱镜顶点靠近小平台中心。
否则反射光将不能进入望远镜中。
三．实验仪器
实验仪器有分光计、平面反射镜、玻璃三棱镜、氦光谱管及其电源。
氦光谱管是将稀薄的氦气（He，气压为600Pa~700P）封闭在玻璃管内制成。
管的两端各装一个电极，两电极间加高电压后产生放电并发光，通过三棱镜分光可得氦的线光谱。
四．实验任务及操作要点
1.分光计的调节
(1)调节望远镜
a)调节望远镜适合于观察平行光
b)调节望远镜光轴垂直于分光镜主轴
(2)调节平行光管
a)调节平行光管使产生平行光
b)调节平行光管主轴垂直于分光镜主轴
(3)调节三棱镜的两个光学面的法线垂直于分光计主轴
2.测量氦光管谱线的最小偏向角δ
(1)观察谱线并对照氦光谱图认谱
先用眼睛观察三棱镜，大概确定氦的光束朝哪个方向折射出，然后把望远
镜调到那个方向上。
再进一步调节到最佳状态使望远镜视场里的谱线清晰
明亮、线宽合适。
(2)确定最小偏向角
先将小平台连同所载冷静稍稍转动，同时观察谱线移动的方向，注意此时
偏向角是增大还是减小，然后，再转动平台使谱线向偏向角减小的方向移
动，同时让望远镜跟踪谱线移动。
当棱镜转到某个位置时，谱线不再移动，
继续使冷静沿原方向转动时，谱线反而向相反方向移动。
这个角度就是最
小偏向角。
3.测量三棱镜顶角（略）
4.操作注意事项
(1)光学元件（平面镜、三棱镜等）要轻拿轻放，以免损坏，切忌用手触摸光
学面。
(2)分光计是较精密的光学仪器，要倍加爱护，不应在止动螺钉锁紧时强行转
动望远镜，也不要随意拧动狭缝。
(3)在测量数据前务必检查分光计的几个止动螺钉是否锁紧，若未锁紧取得的
数据会不可靠。
(4)测量中应正确使用望远镜的微动螺旋，以提高工作效率和测量准确度。
(5)不要用手触摸氦气管连接高压电源的两个电极，以免触电。
1.最小偏向角测三棱镜折射率数据表格
分光计编号：；三棱镜编号：。
A= ；∆
= ；入射光方位ϕ10=
仪
=
（表中脚标1、2分别表示左右游标读数）。