棱镜的角度和色散测量
实验报告光的色散实验
实验报告光的色散实验实验报告：光的色散实验引言：光的色散是一种光在经过介质时由于不同频率的波长发生折射而产生的现象。
通过研究光的色散，我们可以了解光的性质以及光在介质中的传播特点。
本实验旨在通过控制入射角度和观察折射角度来研究光的色散现象，进一步认识光的物理特性。
实验材料和仪器：1.玻璃棱镜2.光源（激光或白光灯）3.光屏4.直尺5.三角支架6.角度测量器7.尺子实验步骤：1.将玻璃棱镜放置在三角支架上，确保其稳定。
2.将光源固定在一定的位置，保持恒定的入射角度。
3.将光屏放置在玻璃棱镜的一侧，调整光屏的位置，保证能够清晰观察到折射出来的光线。
4.在玻璃棱镜与光屏之间的路径上，使用直尺测量入射角度和折射角度，并记录下来。
5.重复实验多次，取平均值以提高实验结果的准确性。
实验结果和数据处理：实验中测量得到的入射角度和折射角度数据如下所示（表格略）。
根据测量数据，可以进行以下数据处理和分析：1.绘制入射角度与折射角度的图像，观察光的色散现象。
2.计算出每个入射角度对应的折射角度的正弦值，构造正弦值与入射角度的图像。
3.根据所得图像，计算出斜率，并通过斜率计算出玻璃棱镜的折射率。
结论：通过本次实验，通过观察光的色散现象，我们可以得出以下结论：1.不同波长的光线在经过玻璃棱镜时的折射角度不同，这就是光的色散现象。
2.在可见光范围内，不同波长的光有不同的折射率，即光在不同介质中的传播速度不同。
实验中可能存在的误差和改进方法：1.由于测量误差和仪器精度的限制，实验数据可能存在一定的误差。
可以通过多次测量和取平均值的方法减小误差。
2.光源的稳定性也会影响实验结果的准确性，可以使用更稳定的光源提高实验的可靠性。
3.实验过程中，应注意保持实验环境的稳定，避免外部光线的干扰。
展望：通过本次实验，我们初步了解了光的色散现象及其相关原理。
在以后的学习中，可以进一步研究光的色散对光谱分析和光学器件设计的影响，以及深入探究光的波动性和粒子性的奥秘。
棱镜的角度和色散测量
角度与色散测量2实验三棱镜的同组实验者时间报告人实验U的：1.了解分光仪的构造原理，学会正确使用分光仪2.掌握棱镜角度测试的原理和方法3.了解光的折射与棱镜色散现象一、实验仪器：分光仪、汞灯、三棱镜、（红、绿、黄）LED二、实验原理:1.分光仪的结构可用来测量各种光之间的角度。
其基本原理是，让光形成一束平行光线，经光学元件反射或折射后，通过U镜观察和测量各光线的偏向角度。
2,分光仪的调整1）调望远镜对向无穷远，此时反射镜应正直地放在物台上。
放反射镜时应使反射面压住一只支撑螺钉，且与另两只支撑螺钉的连线垂直；2）调望远镜光轴垂直于仪器转轴3.角度测量原理：用分光仪测量棱镜顶角可采用两种方法（见下图人用望远镜依次对准夹棱镜顶角的两个面（要转动望远镜不要转动载物台），使得返回的十字像在分划板上®合（说明自准直望远镜已经垂直于被测的面），记录下望远镜的两个角度读书，望远镜转过的角度与顶角互补。
使待测顶角对向平行光管，望远镜依次观察山两个面反射的狭缝像，记录下望远镜的两个角度读书，望远镜转过的角度为顶角的两倍。
4.最小偏向角法原理：如图所示三棱镜的截面，P顶点，两边是透光的光学表面，乂称折射面，夹角a称方向射DE入射到棱镜中，经过两次折射后沿AB为三棱镜的顶角。
假设某一波长的光线出，则入射线AB与出射线6称为偏向角。
111图中儿何关系，偏向角6=ZFBD+ ZFDB=I-r-a,因为顶角a满足a二I'T,对于给定的三棱镜来说，角a是固定的，6沁随I和r而变化。
其中r与a,n （棱镜折射率），I依次相关，当I变化时，偏向角3,5有一极小值，称为最小偏向角。
三、实验步骤及现象1.调整分光仪：调望远镜对像无穷远，此时反射镜应正直地放在载物台上。
放反射镜时应使反射面压住一只支撑螺钉，且与另两只连线垂直；（1）U测粗调，用眼晴从仪器侧面观察，使望远镜光轴、平行光管光轴与载物台面均大致垂直于仪器主轴；（2）旋转U镜内筒，使U镜看到清晰的分划板；（3）在载物台上放上反射平面镜，开启照明灯，缓慢转动小平台，找到反射像（“+”字）后，伸缩U镜套筒使之最清晰；（4）调节望远镜光轴垂直于分光计主轴，将小平台旋转180度，仍能看到反射像，若两反射像位于U标位置同一侧，则先调望远镜的高低，把离U标较近的那个“尸‘字像先调整好，若两反射像位于U标位置异侧，则采用各半调节法，先调节小平台前后螺丝，是像与日标位置距离缩小一半，在调节望远镜使之与U标位置車合；（需要进行多次调节）（5）将反射镜转过90度后重复步骤（4）：（6）对平行光管进行调焦，打开汞灯，伸缩平行光管套筒使在望远镜中能看到清晰地狭缝像；<7）调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴，将望远镜对准狭缝的像，使狭缝转过90度调节平行光管下的倾度调节螺丝，使狭缝像位于分划板中心线上，然后将平行光管狭缝调回垂直状态；（8）视差的调节，从U镜进行观察，左右晃动眼睛，观察“ + ”字像与分划板是否存在相对移动，若存在则调节高斯U镜。
棱镜的验配方法
棱镜的验配方法棱镜是光学实验中常用的光学元件，它具有折射和反射光线的特性，因此被广泛应用于光学仪器和科学研究中。
为了确保棱镜的正确使用和性能发挥，验配方法成为必不可少的一环。
下面将介绍几种常用的棱镜验配方法。
一、折射角测量法折射角测量法是一种最常用的棱镜验配方法之一。
它通过测量入射光线与棱镜表面的折射角来确定棱镜的折射率。
首先，需要使用一个已知折射率的参考液体，将棱镜放入液体中，调整入射角度，使得入射光线经过棱镜后与法线成一定的角度，然后测量出射光线与法线之间的角度，利用折射定律计算出棱镜的折射率。
二、斯涅尔定律测量法斯涅尔定律测量法是一种基于斯涅尔定律的棱镜验配方法。
斯涅尔定律指出，光线在通过棱镜时，入射角、出射角和棱镜角之间的关系是恒定的。
因此，可以通过测量入射角和出射角，求解棱镜角，从而确定棱镜的形状和性质。
三、全反射法全反射法是一种利用棱镜的全反射现象进行验配的方法。
当入射光线的入射角大于临界角时，光线会完全反射而不发生折射。
通过调整入射角度，使得光线在棱镜内部发生全反射，然后利用入射角和出射角之间的关系，计算出棱镜的折射率。
四、干涉法干涉法是一种利用棱镜的干涉现象进行验配的方法。
通过将棱镜置于干涉仪中，观察干涉条纹的变化，可以确定棱镜的形状、材料和折射率。
根据不同的干涉仪原理，可以采用菲涅尔干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等不同的干涉装置进行验配。
五、色散测量法色散测量法是一种利用棱镜的色散性质进行验配的方法。
不同波长的光在通过棱镜时，会发生不同程度的偏折，从而产生色散现象。
通过测量不同波长光线的偏折角度，可以计算出棱镜的色散率和折射率。
总结：以上是几种常用的棱镜验配方法，它们分别基于折射角测量、斯涅尔定律、全反射、干涉和色散等原理，通过测量入射角、出射角、偏折角度等参数，可以确定棱镜的形状、材料和折射率。
这些验配方法在光学实验和科学研究中具有重要的应用价值，为研究人员提供了有效的手段和工具。
V棱镜测试方法(玻璃制品)
V棱镜测试方法1、适用范围：本规程适用于对无色光学玻璃折射率和色散系数的测试过程。
2、技术要求：2.1测量精度：3×10-5；2.2样品要求：2.2.1规格152×5～10mm；2.2.2 90°±1′；2.3测量精度为±3nm。
4、测量原理：当单色平行光束垂直入射到V棱镜后，经V棱镜和样品的多次折射，出射光线发生偏折。
根据折射定律：按下式(1)计算样品的折射率n：n=｛n02+sinθ(n2-sin2θ)1/2｝1/2 (1)式中：n—V棱镜的折射率；θ—光束从V棱镜最后一面出射的偏折角，若能测得θ角代入公式(1)，即可求得被测试样的折射率N，当采用不同波长的单色光入射时，求得即为该波长之折射率nλ。
当n=n0时，θ=0时；n大于n时，θ为正值；n小于n时，θ为负值。
色散系数υd按公式(2)计算：υd=(nd-1)/(nf-nc) (2)光源波长：三种光谱灯(H He Na)和四种波长的滤光片，如表2：5、测试要求：5.1条件5.1.1测量前，样品应放在测试室恒温0.5小时以上，恒温温度为20±2℃。
5.1.2测量仪器应确保安放在干燥、通风、温度变化缓慢的工作室。
5.2测量5.2.1在试样上滴少许浸液，此浸液之折射率与待测试样之折射率并不大于0.02，将试样贴在V棱镜V型槽内，组为一组合体。
5.2.2转动望远镜系统在目镜中找狭缝单丝象，并使后者基本上平分双分线。
5.2.3缩紧刹车手轮，并转动微动手轮使狭缝单丝象准确地平分双分线。
5.2.4在读数系统视场中，转动测微手轮，当瞄准窗内单线平分上分线后，进行读数。
度盘上每小格为10′，测微尺上每小格为0.05′。
5.2.5将读出之角度值θ在查表上用内插法查出δND值，若单色光源为钠光灯加滤色片组D则就得到试样对D光的折射率为ND =δnD+n0D(n0D为此V棱镜之折射率)，若测其它谱线(λ)时折射率nλ，可以用其它光源，见表2。
光学色散实验报告步骤
光学色散实验报告步骤实验目的本实验旨在通过光学色散实验，研究光在物质中的传播规律，了解不同波长光的折射角度变化，从而探究光的色散特性。
实验器材1. 光源：白炽灯或激光器2. 密度板3. 棱镜4. 狭缝装置5. 旋转台6. 透镜7. 量角器8. 光屏9. 尺子实验步骤1. 准备工作1.1 将光源放置在适当的位置，保证它能够照射到实验台上的光源。
1.2 将棱镜固定在旋转台上，并将旋转台放置在实验台上。
2. 测量入射角2.1 使用尺子测量光线的入射角，并记下初始角度。
入射角是光线和实验台表面之间的夹角。
2.2 使用量角器来精确测量入射角，并记下准确数值。
3. 测量折射角3.1 在棱镜的一侧设置一个狭缝，其作用是限制出射光线的范围。
3.2 将光线通过狭缝，使其射向棱镜。
3.3 调整旋转台，使光线通过变厚的棱镜。
3.4 在光屏上放置透镜，以聚焦出射光线，方便后续实验。
4. 观察光的色散现象4.1 将狭缝逐渐移动到棱镜的不同位置，并观察光线经过棱镜折射后的路径。
4.2 注意观察光线的折射角变化和不同波长的光的偏折现象。
4.3 记录不同颜色的光在棱镜中的折射角度。
5. 数据处理5.1 根据测得的入射角和折射角，使用三角函数计算出不同颜色光的折射率。
5.2 绘制光线入射角和折射角的正弦函数图。
5.3 分析图形，对比不同颜色光的折射率，讨论光的色散现象。
实验注意事项1. 实验时要注意保证测量的准确性，避免光线偏斜、干涉等因素带来的误差。
2. 实验过程中要轻拿轻放，避免损坏实验器材。
3. 注意光线的安全使用，避免直接照射眼睛。
实验结果与讨论经过实验测量和数据处理，我们得到了不同波长光的折射率，并绘制了光线入射角和折射角的正弦函数图。
从图中可以明显看出，不同颜色的光在物质中传播时，其折射率有明显的差异。
这种差异即为光学色散现象，表明材料对不同波长光的折射性质不同。
通过本实验，我们对光的色散特性有了更深入的认识。
光学色散不仅仅是一种物质的物理性质，而且在实际应用中有着广泛的应用，比如在光学仪器中的减色镜、分光计等设备中都会涉及到色散现象的利用。
V棱镜法镜片折射率和色散系数的测量不确定度数据分析
V棱镜法镜片折射率和色散系数的测量不确定度数据分析摘要通过V棱镜折射仪分别测量镜片折射率ne和色散系数νd，结合不确定对测量结果进行分析，给出了镜片折射率和色散系数的不确定度评定分析。
关键词V棱镜；镜片；折射率；色散系数；不确定度前言光在真空中的传播速度与在介质中的传播速度的比值叫作介质的“绝对折射率”；光在空气中的传播速度与在介质中的传播速度的比值叫作介质的“相对折射率”，简称折射率。
即在标准环境温度（23±5）℃，环境相对湿度（60±10）%下，树脂镜片的折射率情况，材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强，折射率越高，镜片越薄，即镜片中心厚度相同，相同度数同种材料，折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。
色散系数：介质对不同波长光线的折射率是不相等的，不同波长光线之间的折射率差值成为色散。
在无色光学玻璃中（nF-nc）称为中部色散，（nd-1）/（nF-nc）称为中部色散系数，简称色散系数。
1 测量方案、过程及结果1.1 测量方案用直角器测量制成的样品角度（直角），用V棱镜折射仪测量样品的偏折角度。
1.2 测量过程①将试样精确磨制成直角棱镜，准确度90°±1°，细磨并抛光。
②试验室调整试验要求温湿度24℃/55RH%，仪器接通电源、汞灯（e谱线）光源预热。
③选K5型号V棱镜座，用脱脂棉签无水乙醇擦净其通光面，将校正V块滴少量折射率油，放入V槽校正好零位。
④取出校正V块，试样上滴少量折射率油，放入V槽中，调节望远镜系统找狭缝单丝像，使之基本平分双分线。
⑤锁紧刹车轮，并转动微动手轮使狭缝单丝像精确平分双分线。
⑥在读数系统视场中，转动测微手轮，瞄准窗内单线平分双分线后，读出角度值。
（例：He=3°08.15′）⑦由读得的色散值He在表内用内插法查出δnd值及e谱线修正值ge，按公式ne=noe+δnd+ge求出ne值。
⑧同法分别接通氢灯和氦灯光源，分别读出F、C、d谱线的色散角度值H、H和H，求出n、n和n，按公式，求出色散系数值[1]。
分光计测棱镜的色散率原理
分光计测棱镜的色散率原理分光计是一种用来测量和分析光的仪器，通过它可以测量材料的色散率。
色散率指的是材料对不同波长的光的折射率的差异。
分光计利用棱镜的色散效应测量色散率。
色散效应是指不同波长的光在通过介质时会以不同的折射角折射。
折射角是入射角和介质内的折射率之间的关系决定的。
根据折射角公式sin(θ) = nλ/ c，其中θ是折射角，n是折射率，λ是波长，c是光速。
棱镜是一种三角形的透明介质，其两个面是平行的，第三个面被称为折射面。
当光线从一个介质经过折射面进入另一个介质时，会发生折射和反射。
根据光在折射面上的入射角和折射角之间的关系，可以计算出材料的折射率。
分光计的测量原理是将一束光通过棱镜，光线在棱镜内发生折射和反射，根据不同波长的光的折射角度差来计算折射率差异。
测量时，将一束光照射到分光计的入射口，光线通过透镜集中到一个点上，然后通过一条狭缝进入棱镜。
当光线通过棱镜时，不同波长的光会以不同的角度折射。
根据色散的原理，短波长的光会被更多地折射，而长波长的光则更少地折射。
因此，通过测量不同波长的光线在棱镜内折射的角度，可以得到材料的折射率的差异。
分光计的测量过程中，使用一个移动的光探测器记录光线的位置。
光探测器可以在检测到光线后转换为电信号，并通过电路和显示屏来显示。
通过调整光探测器的位置，可以测量到不同波长的光线在棱镜内的折射角。
将测得的折射角与已知的入射角进行比较，可以计算出材料在不同波长下的折射率。
由于测量原理的特点，分光计可以测量到不同波长下的光线的折射率。
根据棱镜对光的色散效应，可测得不同波长下光的折射角，从而计算出材料的色散率。
总结起来，分光计测量棱镜的色散率的原理是通过利用棱镜对不同波长的光的折射和反射，测量不同波长下的光线的入射角和折射角，从而计算出材料的折射率差异。
这种测量方法可广泛应用于材料学、光学、化学等领域，用于研究材料的光学特性。
三棱镜色散实验报告
三棱镜色散实验报告
实验名称：三棱镜色散实验
实验目的：
1. 了解三棱镜的基本原理和构造
2. 掌握如何利用三棱镜进行色散实验
3. 了解不同光线在三棱镜中的行为差异，学习光学现象
实验器材：
三棱镜、光源、透镜、银屏、尺子、贴有刻度的尺子
实验步骤：
1. 调整好整个实验装置，用透镜调节光线的射向方向；在一定距离处放置银屏和尺子。
2. 打开光源，使其在三棱镜的一侧照射光线。
3. 记下银屏上的光谱图并对其进行观察、测量，确定各种颜色光线的色散程度。
实验结果：
1. 观察到颜色渐变的光谱条，并且在使用银屏进行观察时，光
谱会变得更加清晰。
2. 通过测量，发现在三棱镜中，蓝光比红光的折射角要大，因
此蓝色的光线会向下弯曲更多。
其次是绿色光线向下弯曲的折射
角度较小，最后是红色光线。
3. 同时，我们还可以利用色散规律来获得更深层次的光学现象。
实验结论：
通过三棱镜色散实验，我们成功地观察到了光线在三棱镜中的
色散现象。
不同颜色的光线会在三棱镜中有所不同的行为，通过
测量得出他们折射角的大小。
这一实验有助于我们了解光学真相，提高实验操作的能力。
参考文献：
物理实验教程(第二版)。
北京：科学出版社，2016年。
附录：
实验仪器的照片
实验结果图片。
棱镜折射率及色散关系的研究(最小二乘法).doc
图1棱镜折射率及色散关系的研究【摘要】目的：通过对棱镜在不同波长下的折射率的测定，运用最小二乘法进行非线性拟合，得到相应的色散公式。
方法：在可见光区内，以汞灯所产生的已知各主要光谱线波长，李颖分光计采用最小偏向角法测量棱镜对已知不同波长的折射率，然后对色散关系进行非线性拟合。
【关键词】分光计，折射角，色散，最小偏向角，最小二乘法【引言】早在1672年，牛顿用一束近乎平行的白光通过玻璃棱镜时，在棱镜后面的屏上观察到一条彩色光带，这就是光的色散现象。
它表明：对于不同颜色（波长）的光，介质的折射率是不同的，即折射率n 是波长λ的函数。
所有不带颜色的透明介质在可见光区域内，都表现为正常色散。
描述正常色散的公式是科希（Cauchy ）于1836年首先得到的：42λλC B A n ++= 这是一个经验公式，式中A 、B 和C 是由所研究的介质特性决定的常数。
本实验通过对光的色散的研究，求出此经验公式。
【实验目的】1、进一步练习使用分光计，并用最小偏向角法测量棱镜的折射率；2、研究棱镜的折射率与入射光波长的关系。
【实验原理】1. 棱镜色散原理棱镜的色散是由于不同波长的光在棱镜介质中传播速度不同，从而折射率不同而引起的。
在介质无吸收的光谱区域内，色散关系的函数形式早在1863年由科希(Cauchy)得出，该关系式为2λB A n += 式中A 和B 是与棱镜材料有关的常数，也叫色散常数。
2. 利用最小偏向角法测量折射率的原理如图1所示为一束单色平行光入射三棱镜时的主截面图。
光线通过棱镜时，将连续发生两次折射。
出射光线和入射光线之间的交角δ称为偏向角。
I 为入射角，i ′为出射角，α为棱镜的顶角。
当i 改 变时，i ′随之改变。
可以证明，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δmin 表示，此时入射角为)(21min αδ+=i图2出射角为由折射定律1sin sin i n i =可得三棱镜的折射率为3.测定三棱镜的色散曲线，求出()λλ-n 的经验公式 要求出经验公式（1），就必须测量出对应于不同波长λ下的折射率n 。
光的色散实验棱镜的色散效应
光的色散实验棱镜的色散效应光的色散是光线经过介质时由于光波长不同而产生的折射现象。
实验棱镜是一种常用的光学仪器，它可以分离出白光中的不同颜色，显示出光的色散效应。
本篇文章将介绍光的色散实验棱镜的色散效应，以及它在实际应用中的意义。
一、光的色散实验棱镜的原理光的色散实验棱镜通常由一个三角形玻璃棱镜组成。
当白光通过棱镜时，由于每种颜色的光在玻璃中的折射角度不同，导致不同颜色的光被分离出来，形成一条色散光谱。
这是由于不同波长的光在介质中的相对折射率不同引起的。
二、实验过程和结果实验操作时，将实验棱镜放在光源的前方。
当光线通过棱镜时，会发生折射和色散现象。
观察者可以看到从棱镜的一侧射出的光线被分离成一条条不同颜色的光谱。
光的色散效应主要包括两个方面的变化，一个是色散角的变化，即不同颜色的光线折射出来的角度不同；另一个是色散距离的变化，即不同颜色的光线分离得越远。
三、实验棱镜的应用实验棱镜的色散效应在实际应用中有着广泛的用途。
以下是一些实际应用的例子：1. 光谱分析：通过实验棱镜的色散效应，可以将不同光波长的光分离开来，形成光谱。
这对于分析物质的成分、温度、密度等参数具有重要意义。
2. 光学仪器校准：实验棱镜的色散效应可以用来校准各种光学仪器，比如光谱仪、相机等。
通过观察棱镜形成的光谱，可以判断光学仪器的性能、准确度和校准情况。
3. 光学材料研究：实验棱镜的色散效应可以帮助研究光学材料的折射性质和光学参数。
通过测量不同波长光线的折射率，可以得到光学材料的折射率-波长曲线，进一步研究其特性。
4. 光学通信和传输：实验棱镜的色散效应在光学通信和传输领域扮演着重要角色。
光纤传输中的色散问题需要通过实验棱镜的色散效应来研究和解决，以提高传输的质量和速度。
总结：光的色散实验棱镜的色散效应是光学研究中常见的现象之一。
通过实验棱镜，我们可以观察到白光分解成不同颜色的光谱，从而研究光的色散行为。
实验棱镜的色散效应对于光学研究、仪器校准和材料研究具有重要意义。
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。
测量 棱镜 方法
测量棱镜方法测量棱镜的方法有很多种，以下是几种常见的测量方法：1. 精密光学仪器法该方法使用光学仪器，如光谱仪、测微仪等对棱镜进行测量。
首先，根据测量需要选择合适的光源，如白光、单色光等。
然后，将光源通过准直器照射到棱镜上，根据棱镜的材料和物理特性，光线会发生折射、反射等现象。
通过准确测量光线的角度、强度等参数，可以计算出棱镜的折射率、色散、反射率等物理参数。
2. 折射法这种方法利用了棱镜对光线的折射规律进行测量。
首先，要准备一束光线，可以使用光源照射一束平行光到棱镜上。
棱镜会使光线发生折射，发生折射后的光线会有一定的偏折角。
通过测量入射角、折射角等参数，可以计算出棱镜的折射率。
此外，通过改变入射角度，可以进一步测量棱镜的陡度、顶角等物理参数。
3. 光谱分析法光谱分析法利用了棱镜对不同波长的光线的色散特性进行测量。
首先，将一束白光通过棱镜后，可以看到一连串的色彩，这是因为不同波长的光线在经过棱镜后会发生不同程度的弯曲。
通过测量各色波的角度、强度等参数，可以计算出棱镜的色散率、色散角等物理参数。
此外，也可以通过测量特定波长的光线在棱镜中的传播路径和角度来确定折射率。
4. 干涉法干涉法利用了光在不同介质中传播速度和波长的变化进行测量。
首先，将一束单色光通过棱镜分成两束并引导到两个相邻的光程，然后让两束光线再次汇聚并干涉。
通过精确观察干涉条纹的移动和变化，可以计算出光在棱镜中的相位差、光程差等物理参数，进而推导出棱镜的折射率、光程等参数。
综上所述，测量棱镜的方法有精密光学仪器法、折射法、光谱分析法和干涉法等。
其中，精密光学仪器法和光谱分析法需要使用光学仪器进行测量，适用于对棱镜的折射率、色散、反射率等物理参数进行精确测量。
而折射法和干涉法则利用棱镜对光的折射、干涉等现象进行测量，适用于对棱镜的折射率、陡度、顶角等物理参数进行初步测量。
无论使用哪种方法进行测量，都需要严格控制实验条件，准确测量各个参数，以获得可靠的测量结果。
光的色散实验光通过棱镜产生的色散现象
光的色散实验光通过棱镜产生的色散现象光的色散是指白光透过棱镜或介质后，被分解成不同波长的光谱颜色，形成彩虹般的色带。
这一现象是由于光在不同介质中传播时，波长不同的光线受到折射角度的影响不同而导致的。
光的色散实验是一种经典的物理实验，通过实验我们可以深入了解光在不同介质中传播时的性质和现象。
1. 实验目的光的色散实验旨在观察和研究光通过棱镜产生的色散现象，验证光的波长与折射角度之间的关系，并探究色散现象背后的物理原理。
2. 实验器材- 光源：可以使用白炽灯、激光笔或者太阳光作为光源。
- 棱镜：选择具有高折射率的玻璃棱镜，如三棱镜或光谱仪。
- 光屏：用于接收和观察经过棱镜分解后的光线。
- 支架、卡尺等辅助器材。
3. 实验步骤第一步：准备工作- 将光源放置在合适的位置，保证光线稳定且直射。
- 确保棱镜表面干净，没有灰尘或油渍。
- 将光屏放置在足够远的位置，以便观察到色散效果。
第二步：产生色散现象- 将白光源射向棱镜，使光通过棱镜后在光屏上形成光谱。
- 观察并记录光谱的色带，注意到色带由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成。
第三步：测量角度- 使用卡尺等辅助器材，测量光谱的折射角度。
- 分别记录红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色带的折射角度，并计算平均值。
第四步：分析结果- 将所得的折射角度与颜色波长之间的关系进行分析和讨论。
- 利用实验数据，绘制折射角度与波长之间的图表，验证色散现象与波长之间的关系。
4. 实验注意事项- 实验环境要尽可能保持稳定，避免光源抖动或干扰。
- 棱镜与光源、光屏之间的距离可以调节，以获得清晰的色谱图。
- 实验过程中要注意安全，避免眼睛直接暴露在强光下。
5. 实验结果与讨论通过光的色散实验，我们可以观察到白光经过棱镜后的分解成七种颜色的光谱，即红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
这些光谱颜色的不同是由于它们在传播过程中受到折射角度的影响不同导致的。
实验结果可以通过绘制折射角度与波长之间的图表来验证色散现象与波长之间的关系。
棱镜色散实验报告
棱镜色散实验报告棱镜色散实验报告引言：色散是光学中一种非常重要的现象，它指的是光在经过介质时，不同频率的光波由于介质对光的折射率的不同而发生偏折的现象。
棱镜色散实验是一种经典的实验，通过使用棱镜来研究光的色散现象。
本文将详细介绍棱镜色散实验的原理、实验步骤以及实验结果与分析。
一、实验原理光的色散是由于光在不同介质中传播速度的差异引起的。
当光从一种介质射入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同，光的传播速度也不同，从而导致光的折射角发生变化。
而不同频率的光波对折射率的依赖程度也不同，因此在不同介质中，光的频率成分将被分离出来，形成不同颜色的光谱。
二、实验步骤1. 准备实验材料：棱镜、光源、白纸等。
2. 将光源放置在一定距离处，确保光线平行射入棱镜。
3. 将棱镜放置在光线路径上，调整角度使光线通过棱镜。
4. 在棱镜后方放置一张白纸，用来接收光线。
5. 观察白纸上的光斑，并记录下光斑的位置与颜色。
6. 重复实验多次，取多组数据。
三、实验结果与分析通过实验观察，我们可以看到在光线通过棱镜后，光斑被分离成不同颜色的光谱。
这是由于棱镜对不同频率的光波有不同的折射率，导致光线在棱镜内部发生折射和反射。
根据折射定律和反射定律，我们可以计算出不同频率的光波在棱镜内部的路径和偏折角度，从而得到光谱的分离情况。
实验中，我们可以观察到红色光线的折射角度较小，紫色光线的折射角度较大，而其他颜色的光线则位于两者之间。
这是由于光的频率与波长之间存在一定的关系，而波长与折射率也有关联。
不同颜色的光波在介质中传播时，与介质分子相互作用的方式不同，从而导致光的折射率不同。
四、实验误差与改进在实验中，由于光源、棱镜和白纸的质量、形状等因素都可能对实验结果产生一定的影响，因此需要注意这些因素可能引入的误差。
此外，实验过程中的环境因素，如光线的强度、稳定性等也可能对实验结果产生影响。
为减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 使用高质量的光源，确保光线的稳定性和均匀性。
棱镜分光仪实验报告
棱镜分光仪【实验目的】（1） 测量三棱镜的顶角及对不同波长光的最小偏向角。
（2） 计算三棱镜的折射率、色散率和角色散。
【实验仪器】分光仪、三棱镜、平行双平面反射镜、钠灯、汞灯。
【实验原理】一束平行单色光，入射到三棱镜的一个面面，经过折射后由另一个面射出。
如图所示，光的方向发生了变化，入射光和出射光行进方向间的夹角δ为偏向角。
理论上可以证明，如果入射方向和出射方向处于三棱镜的对称位置上，偏向角达到极小值，此时的偏向角称为最小偏向角。
1、棱镜折射率、顶角及最小偏向角的关系 设棱镜的顶角为A ，棱镜对波长λ的单色光的折射率为n ，最小偏向角为min δ，则有：由于通过分光仪可以测得min δ和顶角A ，因此可以通过上式求出折射率n 。
光经过棱镜前后的行进方向2、棱镜色散率由于透明物质的折射率是随波长的变化而变化的，即不同的波长的光具有不同的折射率，因此，其最小偏向角也是不同的。
在可见光区域，对于无色透明介质，折射率n 与波长λ的关系遵从柯希经验公式 +++=420λλCBA n （1）当波长的变化范围不大时，上式（1）可简化为：20λBA n += （2）由（2）式对波长求导，得32λλBd dn -= （3）即为色散率。
由式（2）知，只要两种波长1λ、2λ所对应的的折射率1n 、2n ，就可以得到B 的近似值。
m in s in 2s in 2A n A δ+⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫ ⎪⎝⎭两种不同波长的光经过棱镜折射后的最小偏向角之差min δ∆与这两种光的波长差λ∆之比，成为角色散：λδ∆∆=m i n D （4）将式（1）对波长λ微分，则得棱镜的角色散：λλλδd dn n A d dn A A D ⋅-=⋅+=2sin12sin22cos2sin222min（5）由（5）式知，只要知道了两种波长1λ、2λ相应的折射率的差)(12n n dn -=，使2/)(21n n n +=，则可求出角色散。
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。
冕牌玻璃K9棱镜色散关系的测定
冕牌玻璃K9棱镜色散关系的测定色散是光学材料的重要特性,在很多光学实验及光学元件设计中均需要知道所用材料的折射率及色散特性。
色散表示介质对于不同波长的入射光有不同的折射率,也就是说光学材料的色散有赖于波长的变化。
通常光学材料的色散对波长的依赖关系比较复杂,不同材料不可能有相同的色散计算公式,同一种材料也难以在整个光谱范围内用同一公式得到等精度计算结果,这就导致了色散公式的多样化。
为此,很有必要对具体的光学材料的色散关系进行测量,以便于能用色散公式计算得到某一波长范围内所需波长的折射率的近似值。
2 色散关系测定2.1 测量方法棱镜对某一可见光波长的折射率n与棱镜的顶角A和棱镜对该光波长对应的最小偏向角δmin有如下关系[2～4]:n=(1)实验时,以汞灯、钠灯、氢灯和氦氖激光作为光源,用棱镜分光计测出K9棱镜顶角及四种光源在可见光范围内发出的18条已知谱线对应的最小偏向角,利用公式(1)计算出棱镜对不同波长的折射率即色散关系(表1)。
然后,分别采用指数衰减模式、光谱学模式和柯西公式对色散关系进行非线性拟合,作色散关系曲线(图2、图3、图4),得到相应色散公式(2)、(3)、(4)。
然后将已知波长代入色散公式(2)、(3)、(4),分别计算其对应的折射率,并将计算结果与测量值进行比较,找到在某一波长范围内计算棱镜折射率的最佳色散公式。
2.2 测量数据与处理(1)在分光计上,用K9棱镜测量汞灯、钠灯、氢灯、氦氖激光光源对应的已知18条谱线波长的最小偏向角δmin,根据公式(1)计算各个波长所对应的折射率。
(2)利用origin8.0软件分别采用指数衰减模式、光谱学模式、柯西公式对表1色散关系进行非线性拟合,得到K9棱镜色散的指数衰减公式、光谱学公式、柯西公式以及公式中各待定系数和相应误差如下: 指数衰减公式:n==1.*****+0.*****(2)待定系数误差:sA=±0.00065;sB=±0.*****;sC=±0.*****光谱学公式:n==6.*****-4.*****(3)待定系数误差sA=±593.*****;sB=±593.*****sC=±32.*****;sD=±2.05×105柯西公式:n==1.*****+(4)待定系数误差:sA=±0.00107;sB=±535.*****;sC=±6.24×106(3)将表1已知波长由小到大分别依次代入(2)、(3)、(4)式,计算折射率值如表2所示。
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实验2三棱镜的角度与色散测量
报告人同组实验者时间
实验目的：
1．了解分光仪的构造原理，学会正确使用分光仪
2．掌握棱镜角度测试的原理和方法
3．了解光的折射与棱镜色散现象
一、实验仪器：
分光仪、汞灯、三棱镜、LED(红、绿、黄)
二、实验原理：
1.分光仪的结构
可用来测量各种光之间的角度。
其基本原理是，让光形成一束平行光线，经光学元件反射或折射后，通过目镜观察和测量各光线的偏向角度。
2.分光仪的调整
1）调望远镜对向无穷远，此时反射镜应正直地放在物台上。
放反射镜时应使反射面压住一只支撑螺钉，且与另两只支撑螺钉的连线垂直；
2）调望远镜光轴垂直于仪器转轴
3.角度测量原理：
用分光仪测量棱镜顶角可采用两种方法（见下
图）：
用望远镜依次对准夹棱镜顶角的两个面（要转动
望远镜不要转动载物台），使得返回的十字像在分划板
上重合（说明自准直望远镜已经垂直于被测的面），记
录下望远镜的两个角度读书，望远镜转过的角度与顶
角互补。
使待测顶角对向平行光管，望远镜依次观察由两个面反射的狭缝像，记录下望远镜的两个角度读书，望远镜转过的角度为顶角的两倍。
4. 最小偏向角法原理：
如图所示三棱镜的截面，P顶点，两边是透光的光学表面，又称折射面，夹角α称为三棱镜的顶角。
假设某一波长的光线AB入射到棱镜中，经过两次折射后沿DE方向射
出，则入射线AB与出射线δ称为偏向角。
由图中几何关系，偏向角δ=∠FBD+∠
FDB=I
1-I
2
’-α,因为顶角α满足α=I
1
’-I
2
，对于给定的三棱镜来说，角α是固定的，δ
随I
1和I
2
’而变化。
其中I
2
’与α,n (棱镜折射率)，I
1
依次相关，当I
1
变化时，偏向角
δ有一极小值，称为最小偏向角。
三、实验步骤及现象
1.调整分光仪：
调望远镜对像无穷远，此时反射镜应正直地放在载物台上。
放反射镜时应使反射面压住一只支撑螺钉，且与另两只连线垂直；
（1）目测粗调，用眼睛从仪器侧面观察，使望远镜光轴、平行光管光轴与载物台面均大致垂直于仪器主轴；
（2）旋转目镜内筒，使目镜看到清晰的分划板；
（3）在载物台上放上反射平面镜，开启照明灯，缓慢转动小平台，找到反射像（“+”
字）后，伸缩目镜套筒使之最清晰；
（4）调节望远镜光轴垂直于分光计主轴，将小平台旋转180度，仍能看到反射像，若两反射像位于目标位置同一侧，则先调望远镜的高低，把离目标较近的那个“+”
字像先调整好，若两反射像位于目标位置异侧，则采用各半调节法，先调节小平台前后螺丝，是像与目标位置距离缩小一半，在调节望远镜使之与目标位置重合；（需要进行多次调节）
（5）将反射镜转过90度后重复步骤（4）；
（6）对平行光管进行调焦，打开汞灯，伸缩平行光管套筒使在望远镜中能看到清晰地狭缝像；
（7）调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴，将望远镜对准狭缝的像，使狭缝转过90度调节平行光管下的倾度调节螺丝，使狭缝像位于分划板中心线上，然后将平行光管狭缝调回垂直状态；
（8）视差的调节，从目镜进行观察，左右晃动眼睛，观察“+”字像与分划板是否存在相对移动，若存在则调节高斯目镜。
2. 放置三棱镜：
使棱镜待测角A的一个边与载物台水平调整脚（Z1、Z3）的连线垂直，这样在调Z2时，棱面AB的状态可以保持不变。
分光仪的载物台上有刻线标志，可以帮助正确安置棱镜。
3. 调整载物台：
使棱镜待测角的棱线与转轴平行。
注意调整AC面的俯仰时，只要调整Z2脚，以保证先调好的AB面不变。
4.按原理中两种方法测量棱镜顶角，计算数据。
5.观察偏向角的变化
将三棱镜置于载物台上，并使三棱镜折射面的法线与平行光管轴线的夹角约为60度。
用光源照亮狭缝，根据折射定理判定折射光的出射方向。
先用眼睛（不在望远镜内）在此方向上观察，如果使用汞灯的话可以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。
用望远镜观察谱线。
再细心转动载物台时，使望远镜一直跟踪谱线，并注意观察某一波长谱线移动的情况（各波长谱线的逆转点不一样）。
在该谱线逆转移动时，拧紧游标盘制动螺丝，调节游标盘微调螺丝，准确找到最小偏向角的位置。
6.测量最小偏向角位置
转动望远镜，使谱线位于分划板中央，旋紧连杆固定销固定望远镜，调节望远镜微调螺丝，使望远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对准该谱线的中央，从两个游标上读出该谱线折射光线的角度。
分别读出四个光谱的角度。
7.发光二极管谱线测定
固定载物台，关闭汞灯，分别换成红、黄、绿色发光二极管，转动望远镜，观察谱线对应角度测量读出示数。
四、实验数据处理：
60度顶角的测量
Hg灯谱线的标定（在最小偏向角附近即可）
波长与角度关系曲线（画图）：
发光二极管谱线测量
插值计算公式：
△X、△Y、Z、X、Y，求△Z的值
（△X-△Z）/（X-Z）=（△Z-△Y）/（Z-Y）
五、自问自答
1．为什么要调整棱镜的棱线与转台轴平行？
答：保证棱镜转动过程中入射面保持不变。
因为在实验过程中，需要旋转载物台，如果棱镜的棱线不与载物台轴平行，在转动载物台后，所成的相会上下移动。
2．怎样才能快速调整好棱镜的位置？
答：使棱镜待测角A的一个边与载物台水平调整脚（Z1、Z3）的连线垂直，这样在调Z2时，棱面AB的状态可以保持不变。
分光仪的载物台上有刻线标志，可以帮助正确安置棱镜。
3．光的色散是如何引起的，你所测量的材料是正色散还是负色散？
答：对于同一种介质，不同波长的入射光的折射率是不同的，非单色光经过介质发生折射后，不同波长的光将分离，形成色散。
正色散
1．你认为这次测量的精度如何？误差大致在什么范围？
答：光学仪器比较精密，计算方法也很科学，所以本次测量的精度较高。