分光计的调节和使用实验报告

分光计的调节和使用实验报告

长安大学----分光计实验报告

7系05级 0649.

实验目的：着重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，计算出三棱镜材料的折射率。

实验原理：1）分光计的调节原理。（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说 明。）

2 ）测折射率原理：

实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。当 i i 二i '2时，3

A

为最小,此时

设棱镜材料折射率为n ,则

sin i 1

n 「A

sin 2

由此可知，要求得棱镜材料折射率 n ,必须测出其顶角

PB05007213

i i 1

= 2（「min A

.-min

- A

sin --- _____ 2 .A

sin

2

囲7.1.2 -8 三铁镜最小倔向 角限

理图

A 和最小偏向角min

② 望远镜对平行光聚焦。

③ 望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 ④ 调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 ⑤ 狭缝宽度1mn 左右为宜。

实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。 实验步骤：1•调整分光计：

(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。

(2) 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的 狭

缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。

2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。

(1) 调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上， 是

镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 (2) 接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物

台，在望远镜中观察从侧面 AC 和AB 返回的十字象，只 调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。

测量顶角A:转动游标盘，使棱镜 AC 正对望远镜记下游标

图 7,1.2-10 测角 A

3.

1的读数“和游标2的读数一。再转动游标盘，再使

AB面正对望远镜，记下游标1的读数 /和游标2的

读数。同一游标两次读数误差也-6］或|日2 -日2 ,

即是载物台转过的角度G ,而门是A角的补角，

A=二-：」.

重复操作两次，记下数据。

4. 测量三棱镜的最小偏向角。

(1)平行光管狭缝对准前方水银灯。

(2)把载物台及望远镜转至(1)处，找出水银灯光谱。

(3)转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，

直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。

(4)记下读数d和日2转至(2)，记下读数盯和日；，有

® 7,U2- U 测址小怛向沖方法

原始数据如下:

1 •顶角的测量及处理:

0；

300 °45 ' 318 °5 ' 319 °1 '

日1 —阳

120 °2 '00 〃

120 °2 '00 〃 120 °1 '00 〃

120 °1 '40〃

28 〃

卩2 -右|

120 °5 '00 〃 120 °5 '00 〃 120 °4

'00 〃 120 °4 '40 〃

28 〃

2

也一日］卅8七1】

120 °3 '30 〃 120 °3 30 〃

120 °2 30 〃 120 °3 '0〃 28 〃

综上观之显然取①=中圖一阿+|日2 -日2 ］时,其在平均值两侧波动较小

-x

i

= 28〃 .

取置信概率为0.95时,查表得：t=4.30.

因为用刻度盘及游标盘测量角度时，最大允差属于均匀分布，所以

B 类不确定度

u B

=1' / = 3、35〃 .

且

k p =1.96

由于 A =二 -「，可得： A =59° 56' 50〃 . 所以

U ①A = J(tu A f +(k p u B f 常 1' 37〃

2 •最小偏向角的测量及处理:

测量次数为一次.

取得的门更符合“真值” •且其标准差

经带入,解得:

A

类不确定度

U A

:16〃

%in =3

林1 —叫+|日2 —日2 ]=51° 19，00 〃

B 类不确定度

U B = T / . 3 : 35〃

即

=35"

所以，根据合成公式 如=0.0003

sin

^ =0.0002

则

n

=0.0013

.；

min ' A

sin

2

—=1.6520 A

sin —

2

实验结论：通过两次实验，对分光计有了一定的了解，掌握了一定的调整技术, 对数据的处理更加熟练，同时完成了物理量的测量与数据处理任务，并求出三 棱镜的折射率 n=1.6520 -0.0013 ，p=0.95 。

A =59° 56' 50〃

00〃

=丄陆—圻+日2 -日2 ]

=51

2

19

综上

n=1.6520 - 0.0013 p=0.95

sin i 1

n =

A sin

— 2