南昌大学分光计实验报告

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南昌大学物理实验报告

南昌大学物理实验报告

南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:分光计的调节与光栅系数的测量学院:化学学院专业班级:应用化学学生姓名:钟超学号:5503216049实验地点:311座位号:17实验时间:一、实验目的:1、了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法;2、使用透射光栅和分光计测定光栅常数。

二、实验原理:1、目测调节:根据眼睛的粗略估计,调节望远镜和平行光管上的高低倾斜调节螺丝,使望远镜和平行光管光轴大致垂直于中心轴;调节载物台下的三个水平调节螺丝,使载物台面大致呈水平状态。

2、用自准法调整望远镜:(1)点亮照明小灯,调节目镜和分划板间的距离,看清分划板上的准线和和带有绿色的小十字窗口(目镜对分划板调焦)(2)将准直镜放在载物台上,使得准直镜的两反射面与望远镜大致垂直。

轻缓的转动载物台,从侧面观察,判断从准直镜正反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜内。

(3)从望远镜的目镜中观察到亮的十字像,前后移动目镜对望远镜调焦,使得亮十字像成清晰像。

再调准线与目镜间的距离,使目镜中既能看清准线,又能看清亮十字像。

注意准线与亮十字像之间有无视差,如有视差,则需反复调节,予以消除。

3、用逐次逼近各半调整法调整望远镜光轴与分光计中心轴垂直:将准直镜仍竖直置于载物台上,转动载物台,使望远镜分别对准准直镜的反射面。

利用自准法可以分别观察到两个十字反射像。

分别调节望远镜方位和载物台平面,使准线和十字反射像重合。

即转动载物台使望远镜先对准准直镜的一个表面,若从望远镜中看到准线和十字反射像不重合,他们的交点在高低方面相差一段距离 ,此时调节望远镜倾斜度,使差距减小一半,再调节载物台螺丝,消除另一半距离使准线和十字反射像重合,然后将载物台旋转180°,使望远镜对着双面镜的另一面,采用同样的方法调节,如此重复调整数次,直到转动载物台时,从双面镜前后两表面反射回来的十字像都能与准线重合为止。

4.调整平行光管:(1)、目测粗调至平行光轴大致与望远镜光轴相一致(2)、打开狭缝,从望远镜中观察,同时调节目镜,直到看见清晰的狭缝像为止,然后调节缝宽,使望远镜视场中缝宽约为1mm。

大学物理实验报告 分光计

大学物理实验报告 分光计

大学物理实验报告分光计大学物理实验报告:分光计引言在大学物理实验中,分光计是一种常用的仪器,用于测量光的波长、频率和能量等参数。

通过分光计的使用,我们可以更好地理解光的性质和行为,探索光的奥秘。

本报告将详细介绍分光计的原理、使用方法以及实验结果的分析。

一、分光计的原理分光计是一种基于光的干涉现象进行测量的仪器。

它主要由光源、准直器、光栅、透镜和光电探测器等组成。

当入射光通过准直器后,经过光栅的作用,会发生衍射现象。

光栅的作用是将入射光分解成不同波长的光,形成光谱。

通过调整仪器中的光栅和透镜的位置,我们可以选择特定的波长进行测量。

二、分光计的使用方法1. 准备工作在进行实验之前,我们需要先检查分光计是否正常工作。

确保光源、准直器和光电探测器的连接正确,并且透镜的位置调整合适。

2. 调整仪器首先,我们需要调整准直器的位置,使得入射光线垂直于光栅。

然后,通过调整透镜的位置,使得光线能够汇聚到光电探测器上。

3. 测量光谱打开光源,调整光栅的位置,使得光线通过光栅后能够形成清晰的光谱。

然后,将光电探测器连接到计算机上,并打开相应的软件。

4. 记录数据在软件界面上,我们可以看到光电探测器接收到的光强信号。

通过移动光栅和透镜的位置,我们可以选择不同波长的光进行测量。

记录下每个波长对应的光强值,并进行数据分析。

三、实验结果的分析通过分光计的测量,我们可以得到不同波长光的光强值。

根据光的干涉现象,我们知道不同波长的光在干涉过程中会产生干涉条纹,从而形成光谱。

通过分析光谱的特征,我们可以推断出光的波长、频率和能量等参数。

在实验中,我们可以选择不同的光源进行测量,比如白炽灯、氢气放电灯等。

通过测量这些光源的光谱,我们可以了解它们所发出的光的特点和成分。

此外,分光计还可以用于测量物质的光谱。

不同物质在受到光照射后,会产生特定的光谱。

通过与已知物质的光谱进行对比,我们可以确定未知物质的成分和性质。

结论通过本次实验,我们深入了解了分光计的原理和使用方法。

南昌大学物理实验报告-分光计调整及光栅常数测量

南昌大学物理实验报告-分光计调整及光栅常数测量

2 243 ゜ 3'
63 ゜ 1'
南昌大学物理实验报告 姓名:罗程 学号:5902616003 序号:17 班级:能动 161 班 实验名称:分光计调整及光栅常数测量 实验目的: 1.加深对光栅分光原理的理解。 2.用透射光栅测定光栅常量; 3.熟悉分光计的使用方法。 实验仪器:望远镜,载栅其衍射的明条纹满足光栅方程 d sin k (k=0,1,2…)
3.测光栅常量 d,已知绿光λ=546.07nm
衍射光谱级数(K)
左侧衍射光角坐标 左
-1
1
265 ゜ 39' 249 ゜ 51'
-2 275 ゜ 18'
右侧衍射光角坐标 右
85 ゜ 36' 69 ゜ 50'
95 ゜ 16'
2 k左 -k左 - k左
15 ゜ 48'
32 ゜ 15'
16 ゜ 7.5' 3.932
注意事项: 1.测量中光栅位置不可移动,测量中应记下中央明条纹的位置; 2.光学仪器镜头及光栅不可用手摸,轻放轻拿;
3.若度盘 0 刻线过游标 0 刻线,θ=(360 ゜+小)- 大 。
4.游标盘左右读数可消除偏心差, (1 - 2)/ 2 。
原始数据如下:
2 k右 -k右 - k右
15 ゜ 46'
32 ゜ 15'
2 k (2 k左 2 k右)/ 2
15 ゜ 47'
32 ゜ 15'
k 2 k / 2
d

k sin
(mm)
d (d1 d2 ) / 2 (mm)
7.5 ゜ 23.5' 3.977 3.9545

分光计实验实验报告总结(3篇)

分光计实验实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景分光计是一种精密的光学仪器,主要用于测量角度和折射率等光学参数。

通过本次实验,我们深入了解了分光计的结构、原理以及操作方法,并学会了如何利用分光计进行折射率的测量。

二、实验目的1. 掌握分光计的结构和调节方法。

2. 理解分光计的工作原理。

3. 利用分光计测量三棱镜的顶角和最小偏向角,进而计算出三棱镜材料的折射率。

三、实验原理分光计的基本原理是利用光学元件的反射和折射来形成平行光,并通过测量光线的偏转角度来得到光学参数。

在本实验中,我们主要利用了以下原理:1. 平行光原理:通过调节平行光管,使发出的光线成为平行光。

2. 折射原理:当光线从一种介质进入另一种介质时,会发生折射,折射角度与介质的折射率有关。

3. 光栅原理:利用光栅将光分解成不同波长的光,从而可以测量光的波长。

四、实验仪器1. 分光计2. 三棱镜3. 水银灯光源4. 双面平行面镜5. 狭缝宽度调节工具五、实验步骤1. 分光计调节:- 调节望远镜,使其对准平行光管发出的平行光。

- 调节望远镜的光轴,使其垂直于主轴。

- 调节平行光管,使其发出平行光。

2. 测量三棱镜顶角:- 将三棱镜放置在载物台上,调整其位置,使平行光垂直照射到三棱镜的一个面上。

- 通过望远镜观察,当光线从三棱镜的一个面折射到另一个面时,记录下此时的角度。

- 重复上述步骤,测量三棱镜的另一侧面,得到顶角。

3. 测量最小偏向角:- 调节平行光管,使光线垂直照射到三棱镜的一个面上。

- 通过望远镜观察,当光线从三棱镜的两个面折射出来后,记录下此时的角度。

- 调节平行光管,使光线从三棱镜的两个面折射出来后,记录下此时的角度。

- 当角度达到最小值时,记录下此时的角度。

4. 计算折射率:- 利用折射定律和最小偏向角公式,计算出三棱镜材料的折射率。

六、实验结果与分析1. 通过实验,我们成功调节了分光计,使其能够发出平行光。

2. 通过测量,我们得到了三棱镜的顶角和最小偏向角。

分光镜的调整和光栅常数的测量实验报告

分光镜的调整和光栅常数的测量实验报告

南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:分光计的调节和光栅常数的测量学院:信息工程学院专业班级:计算机科学与技术学生姓名:学号:实验地点:座位号:实验时间:一、实验目的:1.了解分光计的基本结构和原理;2.掌握分光计的调整要求和调整方法;3.调整分光计,使其达到最佳工作状态,可进行精密测量;4.用调整好的分光计测三棱镜的顶角;5.观察光栅衍射现象,理解光栅衍射基本规律;学会用分光计测光栅常数。

二、实验原理:①分光计的调节和使用分光计主要由五个部分构成:底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。

不同型号分光计的光学原理基本相同。

JJY型分光计如图3-7-1所示。

1.底座分光计底座(17)中心固定有一中心轴,望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上,可绕中心轴旋转。

2.平行光管平行光管安装在固定立柱上,它的作用是产生平行光。

平行光管由狭缝和透镜组成,如图3-7-2。

狭缝宽度可调(范围0.02~2mm),透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。

当狭缝位于透镜焦平面上时,由狭缝经过透镜出射的光为平行光。

3.自准直望远镜阿贝式自准直望远镜安装在支臂上,支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。

它用来观察和确定光线行进方向。

自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成(如图3-7-3),三者间距可调。

其中,分划板上刻有“”形叉丝;分划板下方与一块45º全反射小棱镜的直角面相贴,直角面上涂有不透明薄膜,薄膜上划有一个“十”形透光的窗口,当小电珠光从管侧经另一直角面入射到棱镜上,即照亮“十”字窗口。

调节目镜,使目镜视场中出现清晰的“”形叉丝。

在物镜前方放置一平面镜,然后调节物镜,使分划板位于物境焦平面上,那么从棱镜“十”字口发出的绿光经物镜后成为平行光射向前方平面境,其反射光又经物镜成像于分划板上。

这时,从目镜中可以看到清晰的“”形叉丝和绿色“十”字像。

此时望远镜已调焦至无穷远,适合观察平行光了。

如果平面境的法线与望远镜光轴方向一致,则绿色“十”字像位于分划板“”形叉丝的上横线上,如图3-7-3中的视场。

分光计的原理实验报告(一)

分光计的原理实验报告(一)

分光计的原理实验报告(一)分光计的原理实验报告引言•简介分光计的作用和重要性•提出本次实验目的和方法实验步骤1.实验所需材料和设备准备2.搭建实验装置3.调节分光计参数4.测量样品光谱数据实验结果与讨论•给出测量得到的样品光谱曲线图•分析光谱图中的峰值与波长的关系•讨论实验中可能的误差来源和改进方法结论•总结分光计的原理和实验过程•突出实验的意义和结果对科学研究的贡献参考文献•引用相关的资料和文献来源引言分光计是一种重要的实验工具,被广泛应用于光谱分析、物质成分检测和化学反应动力学等研究领域。

本次实验旨在通过使用分光计,掌握其原理和操作技巧,测量样品的光谱数据并进行分析。

实验步骤1.实验所需材料和设备准备–分光计主机–光源–闪光源–样品槽和样品–光电探测器–计算机或数据采集系统2.搭建实验装置–将分光计主机和光源连接起来–将样品槽和光电探测器安装好–确保所有设备的连接可靠并且没有杂散光的干扰3.调节分光计参数–根据样品的特性选择合适的波长范围和光强度–调节分光计的入射角度和光束宽度4.测量样品光谱数据–将样品放入样品槽中,并保持稳定–启动光源和光电探测器,开始测量–记录样品的光谱数据,并存储到计算机或数据采集系统中实验结果与讨论本次实验测量到的样品光谱曲线图如下所示:[插入样品光谱曲线图]通过分析光谱图,我们发现样品在特定波长处出现峰值。

根据峰值对应的波长可以推断样品的特性和成分。

同时,我们注意到在实验过程中可能存在的误差来源,如杂散光的影响、样品制备不均匀等。

为减小误差,可以进行以下改进: - 使用适当的滤波器来减小杂散光的干扰 - 提高样品制备的均匀性和准确性结论通过本次实验,我们了解了分光计的原理和操作步骤。

分光计可用于对样品进行光谱分析,帮助我们更好地理解物质的特性和成分。

实验结果对科学研究具有重要的参考价值,并为进一步的研究提供了基础。

参考文献•Smith, J. D., & Johnson, L. A. (2017). Spectrophotometry in the visible region. Journal of Chemical Education,94(5), .。

大物实验报告-分光计的调整及光栅常数的测量

大物实验报告-分光计的调整及光栅常数的测量

南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:分光计的调节与使用学院:机电工程学院班级:车辆工程151班学生姓名:吴倩萍学生学号:5902415034实验地点:基础实验大楼B311实验时间:第九周星期三下午3:45开始一、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.测定两窄缝间的间距二、实验仪器:分光计、钠灯、双面反射镜三、实验原理:1.分光计的调节原理2.利用光干涉原理分光计结构示意图分光计主要由三部分:望远镜,平行光管和主体(底座、度盘和载物台)组成,每部分都有特定的调节螺丝。

附件有小灯泡,小灯泡的低压电源以及看刻度盘的放大镜。

自准望远镜四、实验内容和步骤:【调节步骤】1.目测粗调:根据眼睛的粗略估计,调节望远镜和平行光管上的高低倾斜调节螺丝使载物台大致呈水平状态。

2.用自准法调节望远镜:(1)点亮照明小灯,调节目镜与分划板的距离,看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口(目镜对风滑板调焦)。

(2)将准直镜放在载物台上(如下图),使准直镜的两反射面与望远镜大致垂直。

轻缓转动载物台,从侧面观察,判断从准直镜正、反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜。

(3)从望远镜的目镜中观察到亮的十字架象,前后移动目镜对望远镜调焦,使亮十字像成清晰像。

再准线与目镜间距离,使目镜中既能看清准线,又能看清十字像。

注意准线与亮十字像之间有无视差,如有视差,则需反复调节,予以消除。

此时分划板平面,目镜焦平面、物镜焦平面重合在一起,望远镜已经聚焦无穷远,能接受平行光。

3.调整望远镜光轴与风光中心垂直准直镜仍然竖直放置于载物台上,转动载物台,使望远镜分别对准准直镜的反射镜。

利用自准法可以分物台平面,使望远镜先对准准直镜的一个表面,若从望远镜中看到准线与十字反射像不重合,它们的交点在高低方位相差一段距离δ,此时调节望远镜倾斜度,使差距缩小一半;再调节载物台螺丝,消除另一半距离使准线与十字反射像重合。

南昌大学分光计的调节与使用

南昌大学分光计的调节与使用

南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:分光计的调节与使用学院:专业班级:学生姓名:学号:实验地点:座位号:实验时间:一、实验目的:1.加深对光栅分光原理的理解。

2.用透射光栅测定光栅常量,光波波长。

3.熟悉分光计的使用。

二、实验原理:衍射光栅简称光栅,是利用多缝衍射原理使光发生色散的一种光学元件。

它实际上是一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝,通常分为透射光栅和平面反射光栅。

透射光栅是用金刚石刻刀在平面玻璃上刻许多平行线制成的,被刻划的线是光栅中不透光的间隙。

而平面反射光栅则是在磨光的硬质合金上刻许多平行线。

实验室中通常使用的光栅是由上述原刻光栅复制而成的,一般每毫米约250~600条线。

由于光栅衍射条纹狭窄细锐,分辨本领比棱镜高,所以常用光栅作摄谱仪、单色仪等光学仪器的分光元件,用来测定谱线波长、研究光谱的结构和强度等。

另外,光栅还应用于光学计量、光通信及信息处理。

1.测定光栅常数和光波波长光栅上的刻痕起着不透光的作用,当一束单色光垂直照射在光栅上时,各狭缝的光线因衍射而向各方向传播,经透镜会聚相互产生干涉,并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。

如图1所示,设光栅常数d=AB的光栅G,有一束平行光与ϕ光栅的法线成i角的方向,入射到光栅上产生衍射。

从B点作BC垂直于入射光CA,再作BD垂直于衍射光AD,AD与光栅法线所成的夹角为ϕ。

如果在这方向上由于光振动的加强而在F处产生了一个明条纹,其光程差CA+AD必等于波长的整数倍,即:d (sinϕ±sin i )= mλ(1)式中,λ为入射光的波长。

当入射光和衍射光都在光栅法线同侧时,图1光栅的衍射(1)式括号内取正号,在光栅法线两侧时,(1)式括号内取负号。

如果入射光垂直入射到光栅上,即i=0,则(1)式变成:d sinϕm= mλ(2)这里,m=0,±1,±2,±3,…,m为衍射级次,ϕm第m级谱线的衍射角。

分光计的实验报告

分光计的实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除分光计的实验报告篇一:物理实验报告分光计实验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:n?c。

同一介质对不同波长v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i0等于出射角i0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δmin图6-13光线偏向角示意图。

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d??0,由式(6-4)得didi??1(6-5)di再利用式(6-3)和折射定律i?nsi(6-6)sini?nsi,sin得到dididrdrncosrcosi(?1)?didrdrdicosincosr22??cosr?n2sin2rcosr?nsi?(1?n2)tg2r?(1?n)tgr22?csc2r?n2tg2rcscr?ntgr222??(6-7)2222由式(6-5)可得:?(1?n)tgr??(1?n)tgrtgr?tgr因为r和r’都小于90°,所以有r=r’代入式(5)可得i=i。

南昌大学物理实验报告分光计的调节与使用

南昌大学物理实验报告分光计的调节与使用

分光计的调整及光栅常数的测量一 实验目的1了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法。

2观察光栅的衍射光谱,理解光栅衍射基本规律。

3学会测定光栅的光栅常数.二 实验仪器分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等三 实验原理衍射光栅、光栅常数图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度,b 为透明狭缝宽度。

d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。

它是光栅基本参数之一。

图40-1 图40-2 光栅衍射原理图图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度,b 为透明狭缝宽度。

d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。

它是光栅基本参数之一。

2.光栅方程、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为:ϕϕsin sin )(d b a =+=∆式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b 为光栅常数,若在光栅片上每厘米刻有n 条刻痕,则光栅常数n b a 1)(=+cm 。

为衍射角。

当衍射角 满足光栅方程:λϕk d =sin ( k =0,±1,±2…) (40-1) 时,光会加强。

式中 为单色光波长,k 是明条纹级数。

如果光源中包含几种不同波长的复色光,除零级以外,同一级谱线将有不同的衍射角。

因此,在透镜焦图40-3平面上将出现按波长次序排列的谱线,称为光栅光谱。

相同k值谱线组成的光谱为同一级光谱,于是就有一级光谱、二级光谱……之分。

图40-3为低压汞灯的衍射光谱示意图,它每一级光谱中有4条特征谱线:紫色1= 435.8nm,绿色2=546.1nm,黄色两条3= 577.0nm和4=579.1nm。

四实验步骤1 调节分光计(1)调整望远镜:a目镜调焦:清楚的看到分划板刻度线。

b调整望远镜对平行光聚焦:分划板调到物镜焦平面上。

c调整望远镜光轴垂直主轴:当镜面与望远镜光轴垂直时,反射象落在上十字线中心,平面镜旋转180°后,另一镜面的反射象仍落在原处。

分光计的调节及光栅常数的测量

分光计的调节及光栅常数的测量

南昌大学物理实验报告
课程名称:大学物理实验
实验名称:分光计的调节与光栅系数的测量学院:
专业班级:
学生姓名:学号:
实验地点:311 座位号:9
实验时间:
()
1 4.调整平行光管
1)目测粗调至平行光轴大致与望远镜光轴相一致
2)打开狭缝,从望远镜中观察,同时调节目镜,直到看见清晰的狭缝像为止,然后调节缝宽,使望远镜视场中缝宽约为1mm 。

3)调节平行光管的倾斜度,达到右图的状态,此时平行光管与望远镜的光轴在同一水平面内,并与分光计中心轴垂直。

4)消除视差,稍微移动望远镜的目镜套筒及转动目镜,最后达到移动头部时,准线与像无相对移动为止
5.光栅和棱镜一样,是重要的分光原件,已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中,实际上平面平面透射光栅是一组数目极多的等宽等间距的平行狭缝,如下图所示
狭缝光源S 位于透镜1L 的物方焦平面上,G 为光栅,光栅上相邻狭缝间距d ,狭缝缝宽a ,缝间 不透光部分宽为b ,b a d +=称为光栅常量。

本实验所用的全息光栅,则是用全息技术将一系列致密的、等距的干涉条纹在涂有乳胶的玻璃片上感光,经处理后,感光的部分成为不透明的条纹,而未感光的部分成透光的狭缝。

每相邻狭缝间的距离d 就
是光栅常量d ,如右图所示。

自1L 射出的平行光垂直照射在光栅G 上,透镜2L 将与光栅法线成θ角的衍射光汇聚于其像方焦面上的θP 点,产生衍射亮条纹的条件是 λθk d =sin
上式称为光栅方程,式中θ是衍射角,λ是光波波长,k 是条纹级数(0=k ,1±,2±,…),衍。

南昌大学分光计实验报告

南昌大学分光计实验报告

分光计测三棱镜的折射率【学习重点】1.了解分光仪的结构原理和调节方法2.测量棱镜的色散3.了解最小二乘法在曲线拟合中的应用【仪器用具】分光仪、玻璃棱镜、平面反射镜、低压汞灯【预习重点】1.分光仪的结构原理2.分光仪的调节要求和调节方法3.待测棱镜的调节4.待测棱镜的顶角测量5.如何利用最小偏向角测量折射率及其与波长的关系及色散率【背景知识】分光仪是一种测量光束偏转角的精密仪器, 它可以精确地测量平行光的偏转角, 是光学实验中的一种常用的仪器。

分光仪一般由底座、望远镜、平行光管、载物台和读数装置组成。

(一)底座底座起着对整个仪器支撑的作用。

在其中心有一固定的中心轴。

望远镜、刻度盘以及游标均套在中心轴上, 可以绕中心轴旋转。

(二)望远镜望远镜通常是由物镜、叉丝、照明光源和目镜组成。

在实验中望远镜大多用来观测平行光, 因此相当于用望远镜观察无限远的物体。

物镜将入射的平行光会聚在它的焦平面上, 所以作为测量准线的叉丝也应位于物镜的焦平面上, 这时目镜应处于在能清晰地看清叉丝地位置。

(三)平行光管平行光管地作用是产生平行光。

它是由一个消色差地凸透镜和可变狭缝组成。

当用光源照射狭缝, 并将狭缝调节到凸透镜地焦平面上时, 从平行光管出射地光就是平行光。

1.(四)载物台载物台是用来放置被测元件的。

载物台下面有三个调节螺丝, 可以用来调节载物台的倾斜程度。

a.(五)读数装置读数装置是由刻度盘和两个游标组成。

两个游标相隔1800, 并且在通过仪器的中心轴的直径上。

注意: 此实验为什么要用两个游标?可否能用一个游标, 对实验结果是否有影响?b.分光仪的调节分光仪在用于测量前, 必须达到以下状态才能使用:c.望远镜的光轴与仪器的转轴垂直并能对平行光能很好地成像.d.平行光管地光轴与仪器的转轴垂直并能出射平行光.为达到上述要求,我们采用自准法调节望远镜,使之达到所要的状态.具体步骤如下:a.目测粗调用眼睛从分光仪的各个侧面估测,使望远镜和平行光管大致与仪器的中心轴垂直.b.利用自准法将望远镜调焦于无限远点亮目镜旁的小灯照亮叉丝,借助平面反射镜将叉丝像反射回来作为无限远的物,调节平面反射镜和望远镜的俯仰使得从望远镜中能看到反射回来的叉丝像,这时对望远镜进行调焦,当反射回来的叉丝像变的最清晰,并且与叉丝之间没有视差时(怎样判断有无视差,如何消除?),叉丝与叉丝像都位于望远镜物镜的焦平面上.此时,望远镜就被调焦于 无限远.c. 用各半调节法使望远镜的光轴于仪器的转轴垂直此时仍需借助平面反射镜来调节.从望远镜视场中 观察, 当无论以平面镜的哪一个反射面对准望远 镜, 均能观察到亮十字时, 如从望远镜中看到准线 与亮十字像不重合, 它们的交点在高低方面相差一 段距离如图2.1(a)所示。

分光计的使用实验报告

分光计的使用实验报告

分光计的使用实验报告一、引言分光计是一种用于测量物质吸收、透射或反射光谱的仪器。

它利用物质对不同波长光的吸收特性来分析样品的成分。

本实验旨在通过使用分光计来测量不同溶液的吸光度,并通过光谱图来分析溶液的特性。

二、实验仪器和药品实验仪器:分光计实验药品:不同浓度的溶液三、实验步骤1. 准备不同浓度的溶液:根据实验要求,准备一系列不同浓度的溶液。

确保每个溶液都标有相应的浓度。

2. 打开分光计:确保分光计已连接电源,并打开仪器。

等待一段时间,直到仪器稳定。

3. 校正仪器:使用空白试剂(纯溶剂)校正分光计。

将纯溶剂倒入比色皿中,设置分光计的波长为所需测量的波长,并将比色皿放入分光计中。

根据仪器的说明书进行校正操作。

4. 测量样品溶液:将样品溶液倒入比色皿中,确保容器清洁干净,无杂质。

将比色皿放入分光计中,设置波长,并测量吸光度。

重复测量几次,取平均值。

5. 绘制光谱图:根据测量的吸光度数据,绘制光谱图。

横轴表示波长,纵轴表示吸光度。

根据光谱图的特征,分析样品的性质和组分。

四、实验结果与讨论通过实验测量得到了一系列不同浓度溶液的吸光度数据,并绘制了相应的光谱图。

根据光谱图可以得出以下结论:1. 吸光度与浓度的关系:在一定溶液浓度范围内,吸光度与浓度呈线性关系。

随着浓度的增加,吸光度也随之增加。

这是由于溶液中物质的光吸收特性导致的。

2. 吸收峰的位置:根据光谱图可以确定吸收峰的位置。

吸收峰对应的波长表示溶液中物质对光的吸收最强的波长。

通过对吸收峰的位置进行分析,可以推测溶液中存在的物质种类。

3. 溶液性质的分析:通过比较不同溶液的光谱图,可以发现它们在吸收峰的位置和强度上有所不同。

这可以用来判断溶液的性质,比如浓度、组分等。

例如,当溶液中存在多种物质时,可以通过比较吸收峰的位置和强度来确定各个物质的含量。

五、实验总结本实验通过使用分光计来测量不同溶液的吸光度,并通过光谱图对溶液的特性进行分析。

实验结果表明,吸光度与浓度呈线性关系,吸收峰的位置可以用来推测溶液中物质的种类和含量。

分光计调整及光栅常数测量实验报告南昌大学

分光计调整及光栅常数测量实验报告南昌大学

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(2) 的不确定度
d si n m / m
l n l n d l n( si n m) l n m
l n cos m 1
另外再调载物台使之大致呈水平状态。(2)点亮照明小 灯,调节并看清准线和带有绿色小十字窗口。(3)调节并 使载物台上的准直镜正反两面都进入望远镜,并且成清晰
的像。(4)采取逐步逼近各半调节法使从准直镜上发射 所成的十字叉丝像与准直线重合。(5)目测使平行光管 光轴与望远镜光轴重合,打开狭缝并在望远镜中成清晰的 大约 1mm 宽的狭缝像。(6)使狭缝像分别水平或垂直并 调节使狭缝像中心与十字叉丝中点想重合。调节过程中要 注意已经调节好的要固定好,以免带入新的误差,另外注 意逐步逼近各半调节法的使用。 2.光栅方程和色散率的表达式中各量的物理意义及适用条件? 答:(1)在光栅方程 中λ为实验中所测光的波长,如本实 验中绿光的波长。K 为衍射光谱级数φ为衍射角,d 为光 栅常数即光栅相临两刻蚊间长度。实用条件取决与级数的 选取应与实验相一致。 (2)色散率的表达式 中相应量与光栅方程中具有相同含义。 3.当平行光管的狭缝很宽时,对测量有什么影响? 答:造成测量误差偏大,降低实验准确度。不过,可采取分别 测狭缝两边后求两者平均以降低误差。 4.若在望远镜中观察到的谱线是倾斜的,则应如何调整? 答:证明狭缝没有调与准线重合有一定的倾斜,拿开光栅调节 狭缝与准线重合。 5.为何作自准调节时,要以视场中的上十字叉丝为准,而调节平 行光管时,却要以中间的大十字叉丝为准? 答:因为在自准调节时照明小灯在大十字叉丝下面,另外要保

大学物理实验分光计实验报告

大学物理实验分光计实验报告

分光计法测光栅常数3.7 分光计的调节及光栅常数的测定分光计又称光学测角仪,是一种分光测角光学实验仪器。

它常用来测量折射率、色散率、光波波长、光栅常数和观测光谱等。

分光计是一种具有代表性的基本光学仪器,学好分光计的调整和使用,可为今后使用其他精密光学仪器打下良好基础。

3.7.1 分光计的调节【实验目的】了解分光计的结构和基本原理,学习调整和使用方法。

【分光计的结构和原理】分光计主要由五个部分构成:底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。

不同型号分光计的光学原理基本相同。

JJY 型分光计如图3-7-1所示。

图3-7-1 JJY 型分光计12357648916101218(back)1711 1514 131920 2122231.狭缝装置 2.狭缝装置锁紧螺钉 3.平行光管 4.元件夹 5.望远镜 6.目镜锁紧螺钉 7.阿贝式自准直目镜 8.狭缝宽度调节旋钮 9.平行光管光轴高低调节螺钉 10.平行光管光轴水平调节螺钉 11.游标盘止动螺钉 12.游标盘微调螺钉 13.载物台调平螺钉(3只) 14.度盘 15.游标盘 16.度盘止动螺钉 17.底座 18.望远镜止动螺钉 19.载物台止动螺钉 20.望远镜微调螺钉 21.望远镜光轴水平调节螺钉 22.望远镜光轴高低调节螺钉 23.目镜视度调节手轮1.底座分光计底座(17)中心固定有一中心轴,望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上,可绕中心轴旋转。

2.平行光管平行光管安装在固定立柱上,它的作用是产生平行光。

平行光管由狭缝和透镜组成,如图3-7-2。

狭缝宽度可调(范围0.02~2mm),透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。

当狭缝位于透镜焦平面上时,由狭缝经过透镜出射的光为平行光。

图3-7-2 平行光管3.自准直望远镜阿贝式自准直望远镜安装在支臂上,支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。

它用来观察和确定光线行进方向。

自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成(如图3-7-3),三者间距可调。

南昌大学分光计调整及光栅测量实验报告

南昌大学分光计调整及光栅测量实验报告

南昌大学分光计调整及光栅测量实验报告南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验I(下)实验名称:分光计调整及光栅常数测量学院:专业班级:学生姓名:学号:实验地点:基础实验室大楼311 座位号:实验时间:2016-12-3第12周星期五8、9、10节用透射光栅测量光栅常数,光波波长。

熟悉分光计的使用方法。

二、实验原理:.分光计光线入射到光学元件上,由于反射或折射等作用,使光线产生偏离,分光计就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度的一种仪器。

要测定此角,必须满足两个条件:入射光与出射光均为平行光;入射光、出射光以及反射面或折射面的法线都与分光计的刻度盘平行。

为此,分光计上装有能造成平行光的平行光管、观察平行光的望远镜及放置光学元件的载物台,它们都装有调节水平的螺钉。

为了读出测量时望远镜转过的角度,配有与望远镜连接在一起的刻度盘,如图4-1所示。

各部分别介绍如下:读数装置。

在底座19的中央固定一中心轴,度盘22和游标盘21套在中⑶望远镜。

阿贝自准直望远镜8安装在支臂14上,支臂和转座20固定在一起套在度盘上。

当松开制动螺钉16时,转座和度盘可以相对转动,当旋紧此制钉,转座和度盘一起旋转。

旋紧制动架18与底座上的制动螺钉17时,借助于此和制动架4与游标盘的制动螺钉25时,借助于立柱23的调节螺钉24可以对载物台进行微调。

放松载物台锁紧螺钉时,载物台可根据需要升高或降低。

调到所需位置后,再把锁紧螺钉锁紧。

载物台有三只调平螺钉6,可用来调节载物台面,使之与旋转主轴垂直。

照明。

外接6.3V电源,插头插在底座的插座上,经导电环通到转座的插座上,望远镜系统的照明器插头与之相接,这样可以避免望远镜系统旋转时电线.光栅光栅是由许多等宽度a(透光部分)、等间距b(不透光部分)的平行缝组成的一种分光元件。

当波长为λ的单色光垂直照射在光栅面上时,则透过各狭缝的光线因衍射将向各方向传播,经透镜会聚后相互干涉,并在透镜焦平面上形成一系列间距不同的明条纹。

分光计综合实验实验报告(3篇)

分光计综合实验实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解分光计的结构和工作原理。

2. 掌握分光计的调节和使用方法。

3. 通过观察光栅衍射光谱,掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

4. 通过测量三棱镜的顶角和最小偏向角,计算出三棱镜材料的折射率。

二、实验原理1. 光栅衍射原理:光栅是一种分光元件,可以将不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时,透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射,同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉,形成光栅衍射光谱。

光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。

光栅方程为:\[ d \sin \theta = k \lambda \]其中,d为光栅常数,θ为衍射角,k为级数,λ为光波波长。

2. 三棱镜折射率测定原理:当光线从空气射入棱镜材料时,会发生折射。

根据折射定律,折射角与入射角之间存在一定的关系。

当光线从棱镜材料射出时,再次发生折射。

通过测量入射角、折射角和最小偏向角,可以计算出棱镜材料的折射率。

三、实验仪器1. 分光计2. 透射光栅3. 钠光灯4. 白炽灯5. 三棱镜6. 双面平行面镜7. 刻度尺8. 计算器四、实验步骤1. 调节分光计:a. 将分光计放置在水平桌面上,调整底座,使望远镜和载物台处于水平状态。

b. 调节望远镜,使目镜清晰看到分划板刻度线。

c. 调节望远镜光轴垂直主轴,使反射象落在上十字线中心。

d. 调节平行光管,使其发出平行光并垂直仪器主轴。

2. 光栅衍射光谱实验:a. 将钠光灯放在分光计的载物台上,调整光栅与光轴垂直。

b. 观察光栅衍射光谱,记录各级明纹的衍射角。

c. 根据光栅方程,计算光波波长。

3. 三棱镜折射率测定实验:a. 将三棱镜放在分光计的载物台上,调整三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。

b. 测量三棱镜的顶角。

c. 调节入射光与棱镜材料表面垂直,记录入射角。

d. 调节出射光与棱镜材料表面垂直,记录出射角。

e. 调节入射光与出射光垂直,记录最小偏向角。

大学物理实验分光计实验报告

大学物理实验分光计实验报告

大学物理实验分光计实验报告一、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、测量三棱镜的顶角。

3、测量三棱镜对不同波长光的折射率。

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。

望远镜用于观察和瞄准目标,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自准直法和反射法。

自准直法是通过调整望远镜,使目镜中看到的十字叉丝与反射回来的像重合,从而确定光线的方向。

反射法是利用反射定律,通过测量反射光线的角度来计算相关物理量。

2、测量三棱镜顶角测量三棱镜顶角的方法有多种,本实验采用自准直法。

将三棱镜放置在载物台上,使三棱镜的一个光学面与平行光管的光轴垂直,通过望远镜观察三棱镜的两个光学面反射回来的十字叉丝像,分别记录游标盘的读数,两次读数之差即为三棱镜顶角的两倍。

3、测量三棱镜的折射率根据折射定律,当一束光从一种介质入射到另一种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。

对于三棱镜,通过测量入射光和出射光的角度,可以计算出三棱镜对不同波长光的折射率。

三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯、汞光灯等。

四、实验步骤1、分光计的调节(1)调节望远镜聚焦于无穷远打开钠光灯,照亮目镜中的十字叉丝。

将目镜调焦手轮旋出,使十字叉丝清晰。

然后将平面反射镜放置在载物台上,使反射镜的一个面与望远镜大致垂直。

通过望远镜观察反射镜,调节望远镜的俯仰调节螺钉,使反射回来的十字叉丝像清晰,并与目镜中的十字叉丝重合。

(2)调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直将反射镜旋转 180°,观察反射回来的十字叉丝像与目镜中的十字叉丝是否重合。

如果不重合,调节望远镜的俯仰调节螺钉和载物台的调节螺钉,使反射回来的十字叉丝像与目镜中的十字叉丝重合。

(3)调节平行光管产生平行光将狭缝宽度调至适当大小,然后调节平行光管的俯仰调节螺钉和聚焦调节螺钉,使通过狭缝的光成为清晰的平行光。

最新大学物理实验分光计实验报告

最新大学物理实验分光计实验报告

最新大学物理实验分光计实验报告实验目的:1. 熟悉分光计的结构和工作原理。

2. 掌握使用分光计测定光波波长的方法。

3. 学习利用分光计进行光栅常数的测量。

实验仪器:1. 分光计2. 光谱灯3. 光栅4. 测量尺5. 标准波长样本实验原理:分光计是一种利用衍射光栅分离和测量光谱的仪器。

当光通过具有一定间距的光栅时,不同波长的光会因衍射角的不同而分离。

通过测量不同波长的光的衍射角,可以计算出光波的波长。

实验中,我们利用已知波长的光谱灯发出的光作为参考,通过调整分光计的角度,使得分光计上的望远镜对准光谱灯发出的特定波长的光,从而测量出该波长的衍射角。

实验步骤:1. 搭建实验装置:将光谱灯放置在分光计的一端,光栅置于分光计的旋转台上,望远镜置于分光计的另一端。

2. 调整分光计:确保望远镜、光栅和光谱灯三者的中心在同一水平面上,调整望远镜的焦距,使其能够清晰地看到光栅的衍射图样。

3. 测量已知波长的光:选择一个已知波长的光谱线,调整望远镜的位置,使其对准该波长的衍射极大值,记录此时的衍射角。

4. 测量未知波长的光:重复步骤3,对多个未知波长的光谱线进行测量。

5. 数据处理:根据测量的衍射角和光栅方程,计算出各个波长的光的实际波长,并与已知波长进行比较,确定光栅的光栅常数。

实验数据与结果分析:1. 记录所有测量到的衍射角,并计算对应的波长。

2. 利用最小二乘法或其他统计方法,对数据进行线性拟合,求出光栅常数。

3. 比较实验值与理论值,分析可能的误差来源。

实验结论:通过本次实验,我们成功地使用分光计测量了不同波长的光,并计算出了光栅常数。

实验结果与理论值相吻合,验证了分光计的准确性和可靠性。

同时,我们也了解了光栅衍射的基本原理和实验操作技巧。

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分光计测三棱镜的折射率【学习重点】1.了解分光仪的结构原理和调节方法2.测量棱镜的色散3.了解最小二乘法在曲线拟合中的应用【仪器用具】分光仪、玻璃棱镜、平面反射镜、低压汞灯【预习重点】1.分光仪的结构原理2.分光仪的调节要求和调节方法3.待测棱镜的调节4.待测棱镜的顶角测量5.如何利用最小偏向角测量折射率及其与波长的关系及色散率【背景知识】1.分光仪是一种测量光束偏转角的精密仪器,它可以精确地测量平行光的偏转角,是光学实验中的一种常用的仪器。

分光仪一般由底座、望远镜、平行光管、载物台和读数装置组成。

(一)底座底座起着对整个仪器支撑的作用。

在其中心有一固定的中心轴。

望远镜、刻度盘以及游标均套在中心轴上,可以绕中心轴旋转。

(二)望远镜望远镜通常是由物镜、叉丝、照明光源和目镜组成。

在实验中望远镜大多用来观测平行光,因此相当于用望远镜观察无限远的物体。

物镜将入射的平行光会聚在它的焦平面上,所以作为测量准线的叉丝也应位于物镜的焦平面上,这时目镜应处于在能清晰地看清叉丝地位置。

(三)平行光管平行光管地作用是产生平行光。

它是由一个消色差地凸透镜和可变狭缝组成。

当用光源照射狭缝,并将狭缝调节到凸透镜地焦平面上时,从平行光管出射地光就是平行光。

(四)载物台载物台是用来放置被测元件的。

载物台下面有三个调节螺丝,可以用来调节载物台的倾斜程度。

(五)读数装置读数装置是由刻度盘和两个游标组成。

两个游标相隔1800,并且在通过仪器的中心轴的直径上。

注意:此实验为什么要用两个游标?可否能用一个游标,对实验结果是否有影响?2.分光仪的调节分光仪在用于测量前,必须达到以下状态才能使用:a.望远镜的光轴与仪器的转轴垂直并能对平行光能很好地成像.b.平行光管地光轴与仪器的转轴垂直并能出射平行光.为达到上述要求,我们采用自准法调节望远镜,使之达到所要的状态.具体步骤如下:a.目测粗调用眼睛从分光仪的各个侧面估测,使望远镜和平行光管大致与仪器的中心轴垂直.b.利用自准法将望远镜调焦于无限远点亮目镜旁的小灯照亮叉丝,借助平面反射镜将叉丝像反射回来作为无限远的物,调节平面反射镜和望远镜的俯仰使得从望远镜中能看到反射回来的叉丝像,这时对望远镜进行调焦,当反射回来的叉丝像变的最清晰,并且与叉丝之间没有视差时(怎样判断有无视差,如何消除?),叉丝与叉丝像都位于望远镜物镜的焦平面上.此时,望远镜就被调焦于 无限远.c. 用各半调节法使望远镜的光轴于仪器的转轴垂直此时仍需借助平面反射镜来调节.从望远镜视场中 观察,当无论以平面镜的哪一个反射面对准望远 镜,均能观察到亮十字时,如从望远镜中看到准线 与亮十字像不重合,它们的交点在高低方面相差一 段距离如图2.1(a)所示。

•此时调整望远镜高低倾 斜螺丝使差距减小为h/2,如图2.1(b)所示。

再调 节载物台下的水平调节螺丝,消除另一半距离,使 准线的上部十字线与亮十字线重合,如图2.1(c)所 示。

之后,再将载物台旋转180o ,使望远镜对着 平面镜的另一面,采用同样的方法调节。

如此反复 调整,直至转动载物台时,从平面镜前后两表面反 射回来的亮十字像都能与分划板准线的上部十字线 重合为止。

这时望远镜光轴和分光计的中心轴相垂 直,常称这种方法为逐次逼近各半调整法。

在此实 验过程中,可否只用一次各半调节法来节望远镜,为 什么?此时,望远镜被调焦于无限远,同时望远镜的的 光轴与仪器的中心转轴垂直.此时的望远镜将用于调 节其它部分的标准,对望远镜的任何调节都将是被禁 止的.d. 调节平行光管使之出射平行光,并且其光轴与仪器的中心转轴垂直. 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,如图 2.2(a)所示。

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,位置如图2.2(b)所示。

至此分光计已全部调整好,使用时必须注意分光计上除刻度圆盘制动螺丝及其微调螺丝外,其它螺丝不能任意转动,否则将破坏分光计的工作条件,需要重新调节。

3. 调节待测棱镜 对放置在载物台上的棱镜也应满足下列两个条件:平行光束在棱镜的主截面内传播.棱镜的主截面必须与刻度盘平行,即棱镜的主截面垂直于仪器的转轴.思考,为什么要求这样做?图2.1亮十字像与分板准线的位置关系a) b)图2.2狭缝像与分划板位置我们仍然借助望远镜作为标准来调节棱镜.注意, 此时是否还可以调节望远镜?将棱镜放置在载物 台上,应按图2.3中的方式放置.棱镜的一个光学表面AB 面对准望远镜,调节a2(或a3),使AB 面反射的叉丝像于叉丝重合.然后锁定载物台和游标盘, 转动游标盘让AC 面对准望远镜,调节a1改变AC 面 的俯仰,使AC 面反射的叉丝像于叉丝重合.注意,是 否调节一次就可以了?为什么必须要按图2.3方式 放置棱镜?棱镜一经调节好,它在载物台上的位置 是否可以变动?4. 测量棱镜的顶角 如图2.4所示,测量棱镜顶角的方法有两种.测量必须是在分光仪和棱镜均已调节好的前提下进行的.图2.4 测量棱镜的顶角图2.4a 的方法是利用望远镜进行的,转动游标盘先使AB 面反射的叉丝像与叉丝重合,然后在转动游标盘使AC 面发射的叉丝像与叉丝重合,这时游标盘转过的角度就是φ,则顶角 α=1800-φ.图2.4b 的方法是同时利用平行光管和望远镜进行的.4. 利用最小偏向角测量折射率 由于透明材料的折射率是光波波长的函数,同一棱图2.5 偏向角的测量方法镜对不同的波长的光具有不同的折射率.不同的波长的光将产生不同的偏向而被分散开来偏向角的测量方法如图 2.5所示.要求棱镜的放置必须如图所示,为什么? 转动载物台,使棱镜处于图2.5所示位置,(不要移动平台上的棱镜)先用眼睛直接找到折射光的大致方向,再用望远镜观察。

当棱镜随着载物台的转动(即改变入射角i1)偏向角逐渐减小的时候,应使望远镜跟随一条光谱线(例如546.1nm绿线)转动。

这个过程中会发现偏向角有一个最小值。

即棱镜台转到某一个位置再继续转动,B AC 图2.3 棱镜的放置方法b)视场里的谱线不再沿着原方向移动,而开始向相反方向移动(偏向角反而变大)。

这时把望远镜叉丝对准这个转折处的谱线,记录角位置φ1的两个游标读数。

然后使望远镜对准入射光(可从棱镜上方通过)读取入射光角位置读数φ0,则最小偏向角δmin =|φ1-φ0|。

在本实验的目的是测量棱镜材料的折射率,根据棱镜的最小偏向角公式:2sin2sin min ααδ+=n其中n 为棱镜的折射率,δmin 为最小偏向角,α为棱镜的顶角。

利用分光计测出棱镜的最小偏向角和顶角,就可以由上面的公式求出棱镜材料的折射率n.对于光学玻璃,其折射率与波长的关系可以由柯西公式描述,42λλCBA n ++=式中A 、B 、C 是光学玻璃特性所决定的.可以利用最小二乘法来确定这三个系数.最小二乘原理指出,最可信赖值应是在使残余误差平方和最小的条件下求得.按照最小二乘原理min 2==∑iiQ ε,残余误差的平方和对各个参数的偏导应为零.根据最小二乘法的正则方程,利用所有的实验数据确定A 、B 、C 三个系数. 【原始数据】选择黄光作为测量谱线 自准法顶角测量:'115225φ︒= ''127327φ='233218φ= ''29324φ=最小偏向角测量:'11217θ︒= ''16527θ='219218θ= ''224524θ=【数据处理】顶角:'''11221[()()]12122ϕφφφφ=-+-= 利用互补原理得:'1805858αϕ=-=最小偏向角:'''min 11221[()()]5352δθθθθ=-+-=则根据 2sin2sinmin ααδ+=n =sin 56.025sin 29.483=1.685不确定度的计算:'''A B '''min minA minB min 2.83,1,32.83,1,3αδαααδδδδδ的不确定度为:==则=的不确定度为:==则=则minmin'minminsin22223sincos.cos56.0252256.0250.000499sincos.0.0014822u u αδαδαααδαδδααδ++++=⨯==的不确定度为:=的不确定度为:=则0.003, 1.6850.0030.005nr n δδ===⨯= n =1.685±0.005 【误差分析】1. 自准法测顶角时,反射的绿色十字叉丝和分划板上叉丝对齐存在误差 2. 读数存在误差 【思考题】 P1802.利用自准法调节的时候,同样是要转动载物台对三棱镜的两个面进行垂直调节。

当望远镜光轴垂直三棱镜的两个光学面时,也就垂直了载物台的中心轴。

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