大物实验报告——分光计的调整与使用

分光计的调整与使用

【实验目的】

（1）了解分光计的结构以及双游标读数消除误差的原理。（2）掌握分光计的调整要求、使用方法与技巧。（3）学会测量三棱镜的顶角。

（4）推导分光束法，自准直法测量三棱镜顶角的公式。【实验原理】

1. 分光束法测三棱镜的顶角

如图3.11.10所示，此时光束同时照在棱镜的两个侧面上，分别测出光线左向反射线角位置

及右向反射线角位置

，则由图3.11.10可证

L R

||2

α??=

- （3.11.1）

（a ）（b ）

图3.11.10

为了消除分光计刻度盘的偏心误差（见“附消除偏心差的原理”），测量每个角度时，在刻度盘的两个角游标Ⅰ，Ⅱ上都要读数，然后取平均值，于是

[]LI RI LII RII 1

||||4

α????=

-+- （3.11.2） 2. 自准直法测三棱镜的顶角

如图3.11.11所示，

LI RI LII RII 180||||

1802

A ?????=?--+-=?-

（3.11.3）

3. 最小偏向角

的测定及折射率计算

图 4.11.12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称为偏向角。i 1为入射角，1i '为出射角，为棱镜的顶角。当i 1改变时，随之改变。可以证明，当i 1＝1i '时，偏向角有最小值min ，此时入射角i 1＝(min

+)/2，折射角i 2＝/2，由折射定律n sin i 2＝sin i 1，可得三棱镜的折射率

为

min

sin

θα

=（3.11.4）

因此，对于具有棱柱形的透明物体，只要测出最小偏向角min 及入射面出射面之间的夹角，就可由式（4.11.4）计算出棱镜对该种光的折射率。应当注意，通常所说的某物质折射率n，是对钠黄光（波长为5893?）而言。

图3.11.11 图3.11.12 用分光计可以精确地测得棱镜的min和，从而求得该棱镜的折射率。

【实验内容】

1. 用分光束法测三棱镜的顶角

将三棱镜待测顶角的顶点置于载物台中心（为什么？不妨自己试试其他位置），并对准平行光管（见图3.11.13），每个角度测5次，每次Ⅰ（左），Ⅱ（右）角游标都需同时读数，数据记录到表3.11.1中，并按公式（3.11.2）计算角度。

（a）（b）

图3.11.13

表3.11.1

次数 1 2 3 4 5 平均

Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅱ

2. 自准直法测三棱镜的顶角

测顶角的另一个方法是自准直法，即转动望远镜分别使其与棱镜的光学面垂直，记其在这两个位置之间的转角为。

3. 测三棱镜的最小偏向角min

将三棱镜置于载物台上（见图 3.11.14），应注意调整载物台使高

度适当。转动载物台，寻找最小偏向角。可以先用目测找到出射光线，

然后转动载物台，使偏向角变小，直至载物台转动方向不变，偏向角却

开始变大为止。这时再用望远镜精确地测定这个光线偏折方向发生改变

图3.11.14

时的临界角度，此角度与光线无偏折（无棱镜）时的角位置

之差即为棱镜的最小偏向角

min

。

为了消除偏心误差，测量每个角度时，在刻度盘的两个角游标Ⅰ、Ⅱ上都要读数，然后取

平均值，即

min I 0I II 0II

|()()|2

θθθθθ=

-+- 与

都要测5次。数据记录表如表3.11.2所示。

表3.11.2

次数 1 2 3 4 5 平均 Ⅰ Ⅱ 0

Ⅰ Ⅱ

4. 测量结果三棱镜的折射率为

min sin 2sin

n θαα

式中 min I 0I II 0II 1

|()()|2θθθθθ=

-+- min LI RI LII RII 1[||||]4

α????=-+-

【思考题】（1）分光束法测

时：

① 狭缝宽度对结果是否有影响？试分析之。 ② 若被测顶角不放于载物台中心又会如何？（2）测顶角

的另一个方法是自准直法，即转动望远镜分别使其与棱镜的光学面垂直，

记其在这两个位置之间的转角为

，问：

① 如何判断望远镜与光学面垂直？

② 推导出由转角

计算顶角

的公式。

③ 三棱镜应如何放置于分光计载物台上？（3）请证明由棱镜最小偏向角求折射率n 的公式。

（4）分光计调整的基本要求是：、和都垂直于。

（5）在分光计的调整中，转动载物台时，反射回来的亮十字总在中间十字丝（横丝）附近移动，说明光轴与主轴不。

（6）用自准直法调整望远镜时，若亮十字的反射像正好位于分划板中心，则必定是由于： ① 分划板中心正好和物镜焦点重合； ② 分划板中心正好在物镜焦平面上； ③ 望远镜光轴垂直于反射平面； ④ 以上

①，②，③

都不对。

（7）分光计调整时，调节垂直于可用渐近法。（8）简述渐近法调整时的步骤。

（9）能否用三棱镜代替平面镜进行分光计的调节？为什么？能否调节到棱镜的三个折射面

均垂直于望远镜光轴？

（10）用自准直原理调节望远镜时，如何判断叉丝及其反射像与物镜的焦平面是否严格地共面？如何判断叉丝是位于物镜焦平面的外侧还是内侧？

（11）弄清分光计要设置两个角游标读数的缘由。

华中科技大学分光计的调节和使用实验报告

华中科技大学分光计的调整与应用实验报告 U201213225 江烈同济实验目的：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 1＝i 2'时，δ为最小,此时2 1 A i =' 2 2 11 1min A i i i -='-=δ )(2 1 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则 2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。

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1mm 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：⒈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。 3. 测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的读数1θ和游标２的读数2θ。再转动游标盘，再使AB 面正

分光计实验报告()

分光计实验报告【实验目的】 1、了解分光计的结构和工作原理 2、掌握分光计的调整要求和调整方法，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。 3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率【实验仪器】分光计，双面平面镜，汞灯光源、读数用放大镜等。【实验原理】 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、三棱镜最小偏向角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7.1.2-8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。由图7.1.2-8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 0=di d δ ，由式(6-4)得 1' -=di di （6-5）再利用式（6-3）和折射定律 ,sin sin r n i = 's i n 's i n r n i = （6-6）得到 r n i i r n di dr dr dr dr di di di cos cos )1('cos 'cos ''''? -?=??= ' 'csc csc 'sin 1cos sin 1'cos 2 2 2 2222 2 22r tg n r r tg n r r n r r n r --= --- = ' )1(1)1(12 2 22r tg n r tg n -+-+- = (6-7) 由式（6-5）可得：')1(1)1(12 22 2 r tg n r tg n -+=-+ 'tgr tgr = 因为r 和r’都小于90°，所以有r =r ’ 代入式（5）可得i =i'。因此，偏向角δ取极小值极值的条件为： r =r ’ 或 i =i' （6-8）显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为δ min ，这时由式（6-4）可得： δ min =2i –A )(21 min A i += δ 由式（6-3）可得： A =2r 2 A r = 由折射定律式（6-6），可得三棱镜对该单色光的折射率n 为 2 sin )(21 sin sin sin min A A r i n += =δ （6-9）由式（6-9）可知，只要测出三棱镜顶角A 和对该波长的入射光的最小偏向角δmin ，就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。顶角A 和对该波长的最小偏向角δ min 用分光计测定。折射率是光波波长的函数，对棱镜来说，随着波长的增大，折射率n 则减少，如果是复色光入射，由于三棱镜的作用，入射光中不同颜色的光射出时将沿不同的方向传播，这就是棱镜的色散现象。【实验内容】

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》-总结报告模板

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》【实验目的】 1．了解分光计的结构，学习分光计的调节和使用方法； 2．利用分光计测定三棱镜的顶角；【实验仪器】分光计，双面平面反射镜，玻璃三棱镜。【实验原理】如图6所示，设要测三棱镜AB面和AC面所夹的顶角a，只需求出j即可，则a ＝1800－j。图6 测三棱镜顶角【实验内容与步骤】一、分光计的调整（一）调整要求： 1．望远镜聚焦平行光，且其光轴与分光计中心轴垂直。 2．载物台平面与分光计中心轴垂直。

（二）望远镜调节 1．目镜调焦目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝，调焦办法：接通仪器电源，把目镜调焦手轮12旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察，直到分划板刻线成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。旋转目镜装置11，使分划板刻线水平或垂直。 2．望远镜调焦望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上，也就是望远镜对无穷远聚焦。其方法如下：将双面反射镜紧贴望远镜镜筒，从目镜中观察，找到从双面反射镜反射回来的光斑，前后移动目镜装置11，对望远镜调焦，使绿十字叉丝成像清晰。往复移动目镜装置，使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差，最后锁紧目镜装置锁紧螺丝10 . （三）调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴（各调一半法）调节如图7所示的载物台调平螺丝b和c以及望远镜光轴仰角调节螺丝13，使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合，如图8（a）所示。此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。具体调节方法如下：（1）将双面反射镜放在载物台上，使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面，如图7所示。图7 用平面镜调整分光计（2）目测粗调。用目测法调节载物台调平螺丝7及望远镜、平行光管光轴仰角调节螺丝13、29，使载物台平面及望远镜、平行光管光轴与分光计中心轴大致垂直。

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姓名：学号：专业班级：实验时间： 12周星期四上午10:00-12:00 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2、测量三棱镜玻璃的折射率。二、实验仪器分光计，三棱镜，准直镜。三、实验原理 1.测折射率原理：当i 1＝i 2'时，δ为最小,此时 21 A i =' 22 11 1min A i i i -='-=δ )(21 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则

2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2 sin sin min 1 A A A i n +== δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。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。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）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a 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。 b 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。注意）： 1、望远镜对平行光聚焦。

分光计调整及光栅常数测量实验报告南昌大学

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南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：光栅衍射实验学院: 机电工程学院专业班级: 能源与动力工程１６2班学生姓名：韩杰学号：5９02616051 实验地点：基础实验大楼座位号:

一、实验目的: 1.进一步掌握调节和使用分光计的方法。 2.加深对分光计原理的理解。 3．用透射光栅测定光栅常数。二、实验原理：分光镜，平面透射光栅，低压汞灯(连镇流器三、实验仪器：光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成的,是单缝的组合体,其示意图如图1所示。原制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻划而成。光栅上的刻痕起着不透光的作用，两刻痕之间相当于透光狭缝。原制光栅价格昂贵,常用的是复制光栅和全息光栅。图1中的为刻痕的宽度, 为狭缝间宽度, 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本常数之一。光栅常数的倒数为光栅密度,即光栅的单位长度上的条纹数,如某光栅密度为10０0条/毫米,即每毫米上刻有1０00条刻痕。图1光栅片示意图图２光线斜入射时衍射光路图3光栅衍射光谱示意图图４载物台当一束平行单色光垂直照射到光栅平面时,根据夫琅和费衍射理论,在各狭缝处将发生衍射,所有衍射之间又发生干涉,而这种干涉条纹是定域在无穷远处,为此在光栅后要加一个会聚透镜，在用分光计观察光栅衍射条纹时,望远镜的物镜起着会聚透镜的作用，相邻两缝对应的光程差为 (1）出现明纹时需满足条件（2） (2）式称为光栅方程，其中: 为单色光波长;k为明纹级数。由(2)式光栅方程，若波长已知,并能测出波长谱线对应的衍射角,则可以求出光栅常数d。在=0的方向上可观察到中央极强,称为零级谱线,其它谱线,则对称地分布在零级谱线的两侧,如图3所示。如果光源中包含几种不同波长，则同一级谱线中对不同的波长有不同的衍射角，从而在不同的位置上形成谱线，称为光栅谱线。对于低压汞灯，它的每一级光谱中有4条谱线: 紫色１＝４3５.8ｎｍ；绿色2＝5４6.１ｎm;黄色两条３=５77.0nｍ和4=579．1nｍ。衍射光栅的基本特性可用分辨本领和色散率来表征。

分光计测量三棱镜顶角实验报告

参考报告分光计测量三棱镜顶角一、实验目的： 1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用； 2、学习分光计调节的要求和调节方法； 3、测量三棱镜顶角；二、仪器与用具： 1、分光计：（型号：JJY-Π型, 编号：），最小刻度1'； 2、钠灯：（型号：GY-5, 编号：）； 3、三棱镜棱角:60o±5′（材料：重火石玻璃，nD = ）； 4、双面反射镜，变压器220V) 三、预习报告： 1、实验原理（力求简要）：（1）分光计调整总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。分要求：有三个如下：〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法： ①对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线 ②对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。 ③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。 ④在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。〈2〉载物台垂直仪器主轴调整方法：将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。〈3〉平行光管出射平行光；调整方法：从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直调整方法：望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。在上一步的基础上，调节平行光管（或望远镜）的水平摆向调节螺丝，使狭缝细线像与十字竖线重合，然后转动狭缝90o，调节平行光管的仰角螺丝，使狭缝细线像与中心水平线重合。这时平行光管光轴与望远镜光轴共线，也就与分光计中心轴垂直（2）三棱镜的顶角的测量

分光计的调节和使用实验分析报告

分光计的调节和使用实验报告

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长安大学----分光计实验报告 7系05级孙明伟PB05007213 06.4.9. 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 1 ＝i 2 '时，δ为最小,此时 2 1 A i= ' 2 21 1 1 min A i i i- = ' - = δ ) ( 2 1 min 1 A i+ =δ 设棱镜材料折射率为n，则 2 sin sin sin 1 1 A n i n i= ' = 故 2 sin 2 sin 2 sin sin min 1 A A A i n + = = δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角 min δ。

用分光计测三棱镜顶角实验报告(推荐文档)

一、名称：用分光计测三棱镜顶角二、目的：采用自准法测量三棱镜的顶角。三、器材： 1、分光计（1）望远镜（2）载物台（3）平行光管（4）读数装置（5）底座四、原理图1是自准法测量三棱镜顶角的示意图，图中所示三棱镜是横截面为等边三角形的柱体。AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角A称为三棱角的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱角的底面。实验中利用望远镜自身产生平行光，固定载物台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动载物台），先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上双十字叉丝上部的交点上（即望远镜光轴

与三棱镜AB 垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数I I ??'和。然后再转动望远镜（或载物台）使AC 面反射的十字像与双十字叉丝的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数??II II '和（注意?I 与?II 分别为同一游标窗口上读得的望远镜在位置I 和位置II 的方位角，而和则为另一游标窗口上读得的方位角），两次读数相减即得顶角A 的补角?。 ()()() 1211 22???????II I II I ??''= +=-+-? ??? 则三棱镜的顶角 ()() 1 1801802A ?????II I II I ??''=-=--+-??? ? 五、步骤：（一）分光计的调节为了精确测量角度，必须使待测角平面平行于读数盘平面，所以测量前须对分光计进行调节。调节分光计的要求是：（1）平行光管出射平行光；（2）望远镜接收平行光（即望远镜聚焦于无穷远）；（3）经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直，即平行光管和望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直，载物台中轴线与中心转轴重合。调节前，应对照实物和图1的结构熟悉仪器，了解各个调节螺钉的作用。调节时要先粗调再细调。 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调节螺钉14和29，使它们的光轴大致与中心转轴垂直；调节载物台下的三个水平调节螺钉，使其大致处于水平状态。粗调是细调的前提，也是细调成功的保证。 2、细调采用自准调整法进行细调，这是以在物面上成一个与物对称的像为依据来调整光路的方法，也是光学实验中常用的一个方法。具体调整方法是：（1）接上电源，打开开光，调节目镜，直到能够清楚地看到分划板上的双十字叉丝为止。旋转目镜装置11，使分划板刻线水平或垂直。

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级孙明伟 PB05007213 06.4.9. 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 1＝i 2'时，δ为最小,此时2 1 A i =' 2 2 11 1min A i i i -='-=δ )(2 1 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则 2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。

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姓名： _________ 学号： ___________________ 专业班级： ________________ 实验时间： 12周星期四上午10:00-12:00 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法; 2、测量三棱镜玻璃的折射率。二、实验仪器分光计，三棱镜，准直镜。三、实验原理 1?测折射率原理：当i 1 = i 2时，3为最小，此时 A i 1 2 min 2 设棱镜材料折射率为n,则 si nh nsinh nsinA 2 四、实验步骤sin i 1 si n min .A sin 2 sin A 由此可知，要求得棱镜材料折射率 n,必须测出其顶角A 和最小偏向角 min 1( min A) B0 三械橫最小 fit 向

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。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）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a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。 b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。注意）:1、望远镜对平行光聚焦。 2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 4、狭缝宽度1mm左右为宜。 2.测量最小偏向角（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1和2转至（2），记下读数1和2，有 7.B3- 11 flair卜酋向潞弄进五、实验数据处理原始数据如下：

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级孙明伟PB0500721306.4.9. 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 1＝i 2'时，δ为最小,此时2 1 A i =' 设棱镜材料折射率为n ，则故 2 sin 2sin 2 sin sin min 1 A A A i n +== δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。 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1mm 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：⒈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。 3.测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的读数1θ和游标２的读数2θ。再转动游标盘，再使AB 面正对望远镜，记下游标１的读数1θ'和游标２的读数2θ'。同一游标两次读数误差11θθ'-或22θθ'-，即是载物台转过的角度Φ，而Φ是Ａ角的补角，Ａ＝Φ-π. 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1θ和2θ转至（2），记下读数1θ'和2 θ'，有原始数据如下：角度/分组 1 2 3 平均值标准差

仿真实验报告_分光计

大学物理仿真实验实验报告分光计土木21班 2120702008 崔天龙

验项目名称：分光计一、实验目的 1．使学生深入了解分光计的构造和设计原理，学会调整分光计的正确方法； 2．了解用最小偏向角法测棱镜材料折射率的基本原理； 3．完成测量折射率实验，并正确分析实验误差。二、实验原理 1．分光计的结构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。附件有小灯泡、小灯泡的低压电源以及看度盘的放大镜。望远镜的目镜叫做阿贝目镜，如图1所示。 2．分光计的调整原理和方法调整分光计，最后要达到下列要求：（1）平行光管发出平行光；（2）望远镜对平行光聚焦（即接收平行光）；（3）望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。分光计调整的关键是调好望远镜，其他的调整可以以望远镜为标准。在调整望远镜时，可以先将小灯泡的光引入分划板，当分划板的位置刚好在望远镜的焦平面上时，从载物台上放置的平面镜上反射回来的光正好落在分划板上形成一个清晰的十字象。利用这个原理可以将望远镜调好(出射平行光以及使望远镜的主轴与仪器主轴垂直)，当望远镜调好后就可以利用望远镜调节平行光管，此时就可以进行光线的角度的测量了。 3．用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率

如下图，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。入射光和出射光之间的夹角称为偏向角。当棱镜顶角A一定时，偏向角的大小随入射角的变化而变化。而当=时，为最小（证明略）。这时的偏向角称为最小偏向角，记为。由上图可以看出，这时设棱镜材料折射率为n，则故

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。三、实验仪器图 1 : 分光计仪器分光计是一种基本的光学测量仪器，能准确快捷地测量各种角度，该仪器配上棱镜、光栅等可用于光谱测量。配上偏振片、波片等，可作为椭偏仪使用。图 2 : 分光计分光计中心为载物台，外围为刻度盘和游标盘，双游标的作用是为了消除刻度盘和游标盘中心不重合造成的偏心误差。

分光计的调节和介质折射率的测量实验报告

大连理工大学大学物理实验报告院（系）专业班级姓名学号实验台号实验时间年月日，第周，星期第节实验名称分光计的调节和介质折射率的测量教师评语实验目的与要求： 1.了解分光计的构造与原理，掌握分光计调节的思想和调节方法。 2.学会用最小偏向角法测量棱镜的折射率。主要仪器设备： JJY1’型分光计，平面镜，钠光灯，玻璃三棱镜实验原理和内容： 1.分光计的结构及调节原理分光计由望远镜，载物台，平行光管，刻度盘，底座五部分组成；各部分机构及原理如下：望远镜为阿贝自准式望远镜，通过支臂与转座固定，并可通过调节止动螺丝来控制与转座共同或相对转动。望远镜光轴的高低位置可以通过不同的螺钉调节，通过手轮可以调节望远镜目镜的焦距。望远镜的内部结构如图，由目镜，全反射棱镜，叉丝分划板和物镜组成，自准直的原理是当位于物镜焦平面上的透光十字刻线被下放小灯照亮后，经全反射棱镜和物镜射出后再被外界

平面镜反射回进入望远镜而投影到叉丝分划板上成像，与叉丝本身无像差时，便证明望远镜准直且适合观察平行光。并且可以通过两者调节望远镜的光轴垂直情况。（如右图所示）平行光管产生平行光束用的装置，安装于立柱上，可以通过螺钉来微调其光轴位置。平行光管的主要部件是会聚透镜和狭缝。当狭缝位于透镜主焦面上时便可产生平行光。载物台载物台用于放置待测物件，并可以通过紧固螺钉来调节其位置。调节到所需的位置后，实验过程中需要锁紧所有的紧固螺丝。刻度盘由外圈刻度和内圈的两个对称游标组成，外圈刻度为360°共720格，读数方法相同于游标卡尺。设置两个对称游标的目的是为了消除刻度盘中心和仪器转轴中心偏差所带来的实验误差，读取刻度时，将两个游标的读书取平均，便是望远镜位置的实际读数，即2/)(21θθ+=Φ 底座底座的作用是支撑之上的各个仪器部件，并且在底座上接有外接电源的插座，以给仪器供电。 2. 最小偏向角法测棱镜折射率的原理如图所示，一束光射入棱镜后发生两次折射，入射角为i ，出射角为i ’，出入射光线的偏向角为δ，可知有以下关系： αδ-+='i i ， α为棱镜的顶角。且可以证明，当i=i ’时，偏向角δ达到最小值，称为最小偏向角，结合相关几何关系与折射定律，可以得到以下关系式： 2 sin 2sin sin sin min α α δ+== r i n 可见只要测得棱镜的顶角α和最小偏向角min δ，便可以计算出棱镜的折射率n 。

物理实验报告7_分光计的调节与使用

实验名称：分光计调节与使用实验目的： a ．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法； b ．用分光计测定棱镜顶角及棱镜玻璃的折射率。实验仪器：分光计实验原理和方法：光学介质的折射率n 可以通过很多方法来测量。本实验采用的是最小偏向角法。如下图所示，入射光束由空气中三棱镜的两个棱面AB ，AC 折射后，传播方向将发生改变。出射光束传播方向和入射光束方向之间的夹角称为偏向角。偏向角δ的大小随入射光束在AB 面上的入射角1i 的变化而变化。可以证明，当入射角1i 和AC 面上的出射角' 2i 相等，即当入射光束和出射光束对称与棱镜顶角α的平分面时，偏向角有极小值0δ并有 ()()2/sin /]2/sin[0αδ+=a n 式中：n 是棱镜材料的折射率；α是棱镜主截面内的顶角；0δ是最小偏向角。只要把待测的光学玻璃制成三棱镜，测出棱角α和最小偏向角0δ，便可算出折射率n 。介质折射率n 是波长λ的函数。现在，入射于棱面AB 的是水银灯所发出的复色光，各个波长的光虽然都有相同的入射角1i ，但是他们的出射角i 各不相同，也就是说，棱镜只能对于某一波长处于最小偏向位置。测出此波长光束的最小偏向角，就可算出介质对此波长的折射率。续而，我们改

变入射角1i ，使得棱镜对另一波长处于最小偏向位置，从而求出对另一波长的折射率。照此下去，分别测出各个波长的最小偏向角，并经计算得出相应的折射率，便可画出折射率n 对于波长λ的关系曲线，即棱镜材料的色散曲线。下图为望远镜物镜后焦面上的水银光谱图。每条谱线对应着一个波长，它们都是狭缝对于某一波长的像。实验内容和步骤： a. 按调节分光计的要求调好分光计。 b. 测三棱镜顶角α。在分光计已调好，三棱镜主截面垂直于仪器转轴的情况下，可用以下两种方法测量棱镜顶角α。自准法：如下图a 所示点亮旁测小灯，转动刻度盘，先使由棱面AB 反射回来的绿“十”字像在分划板准线上部的交叉点，记下两边游标读数1θ、2θ；保持望远镜不动，转动刻度盘连同载物台，使AC 面反射绿“十”字像也落在分划板准线上部的交叉点上，记下两游标的读数为'1θ和'2θ。则顶角 () 2/180180'22'11θθθθ?-+--?=-?=A 这里，已经消除了偏心差。

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______ 姓名___ _ 学号_ _ 班级_ 实验日期_ 2013.12.19_ _ 温度___ 2℃___ 同组者___ 无_____ （一）实验目的： 1、掌握分光计的调整技术和技巧； 2、用分光计测三棱镜的一个顶角；（二）实验仪器：分光计、玻璃三棱镜、平面镜、汞灯。（三）实验原理：折射率是光学中的一个基本物理量，也是物质的一个主要参数，折射率的测量是光学实验的一个重要组成部分。 1、用分光计测量棱镜折射率 1：狭缝装置2：狭缝装置锁紧螺丝3：准直管 4：制动架（二）5：载物台6：载物台调平螺丝 7：载物台锁紧螺丝8：望远镜9：望远镜锁紧螺丝 10：阿贝式自准直目镜11：目镜视度调节手轮12：望远镜光轴高低调节螺

丝 13：望远镜光轴水平调节螺丝14：望远镜微调螺丝15：转轴与度盘止动螺丝16：望远镜止动螺丝17：制动架（一）18：底座 19：转座20、21：度盘、游标盘 22：游标盘微调螺丝23：游标盘止动螺丝24：准直管光轴水平调节螺丝 25：准直管光轴高低调节螺丝26：狭缝宽度调节手轮图19-1 分光计的结构分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。光学中的许多基本量如波长、折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角，因而利用它可测量波长、折射率，此外还能精确地测量光学平面间的夹角。许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等）的基本结构也是以它为基础的，所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。使用分光计时必须经过一系列精细调整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实验中的基本技术之一，必须正确掌握。本实验的目的就在于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偏向角，进而测量棱镜玻璃的折射率。（1）分光计的结构分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。外形如图19-1所示。 1）底座——中心有一竖轴，望远镜和读数圆盘可绕该轴转动，该轴也称为仪器的公共轴或主轴。 2）平行光管——是产生平行光的装置，管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝的圆筒，狭缝宽度可以根据需要调节。 3）望远镜——观测用，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，三个管彼此可以互相移动，也可以用螺钉固定，如图19-2所示。在中管的分划板下方紧贴一块45o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。光线从小棱镜的另一直角边入射，从45o反射面反射到分划板上，透光部分便形成一个在分划板上的明亮的十字窗。图19- 2 4）载物台——放平面镜、棱镜等光学元件用，台面下的三个螺钉可调节台面的倾斜角度，平台的高度可悬松螺钉（7）升降，调到合适位置再锁紧螺钉。 5）读数圆盘——是读数装置，由可绕仪器公共轴转动的刻度盘和游标盘组成。度盘上刻有720等分刻线，格值为30‘。在游标盘对称方向设有两个角游标，这时因为读数时，要读出两个游标处的读数值，然后取平均值，这样可消除刻度盘和游标盘的圆心与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。读数方法与游标卡尺相似，这里读出的是角度。读数时以角游标零线为准，读出刻度盘上的度值，再找游标上与刻度盘上刚好重合的刻线为所求的分值，如果游标零线落在半度刻线之外，则读数应加上30‘。

实验报告分光计

实验四分光计的调整及光栅常数的测定分光计作为基本的光学仪器之一，它是精确测定光线偏转角的仪器，也称之为测角仪。光学中很多基本量（如反射角、折射角、衍射角等）都可以由它直接测量。因此，可以应用它测定物质的有关常数（如折射率、光栅常数、光波波长等），或研究物质的光学特性（如光谱分析）。应用分光计必须经过一系列仔细的调整，才能得到准确的结果。因此，在学习使用过程中，要做到严谨、细致，才能正确掌握。【实验目的】 1．了解分光计构造的基本原理。 2．学习分光计的调整技术，掌握分光计的正确使用方法。 3．利用分光计测定光栅常数。【实验原理】 1．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： ⑴入射光与出射光均为平行光； ⑵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： ⑴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套在中心轴上，可以绕中心轴旋转；度盘下端有轴承支撑，使旋转轻便灵活；度盘上的刻线把360°圆周角分成720等份，每份为30′。同一直径方向两端各有一个游标读数装置，测量时，对望远镜的两个位置中每一位置都读出两个数值，然后对同侧的差值读数取平均值，这样可以消除因偏心引起的误差（见本实验参考资料）。 ⑵平行光管。立柱23固定在底座上，平行光管3安装在立柱上，平行光管的光轴位置可以通过立柱上的调节螺钉26、27分别进行左右、水平微调，平行光管有一狭缝装置1。旋松螺钉2，转动装有狭缝的内套筒使狭缝成严格的垂直状，前后移动内套筒，使狭缝严格地处在透镜焦平面上，则平行光管发出狭缝平行光。狭缝的宽度可在～内由螺钉28调节，一般在教师指导下调节。

分光计实验报告

实验一分光计的调整测三棱镜折射率实验时间：2011.3.17 实验概述【实验目的及要求】 1. 了解分光计的结构，学习正确调节和使用分光计的方法。 2. 用分光计测定三棱镜的顶角。【仪器及用具】分光计、钠灯等【实验原理】分光计是精确测定光线偏转角的仪器，可以用于测量材料的折射率、光源的光谱，在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用。分光计是比较精密的仪器，构造精细，调节技术要求较高，使用时必须严格按规则调节，才能得到较高精度的测量结果．实验原理：分光计主要由５个部分组成，即底座、望远镜、载物平台、准直管和读数盘１．底座它是分光计的基座．中心轴线是分光计的转轴，望远镜、载物平台和读数盘可绕中心转轴转动，准直管装在一个底脚的立柱上． 2．自准直望远镜

图33-2(a)为望远镜示意图．它由自准目镜、全反射直角棱镜、分划板(十字叉丝)，物镜组成．常用的自准目镜有高斯式目镜和阿贝式目镜．实验室的分光计大多采用阿贝目镜．就是在目镜和分划板之间装有全反射直角棱镜，直角棱镜上刻有“十”字，从目镜观察，叉丝的一小部分被直角棱镜挡住．呈现它的阴影．（ａ）（ｂ）图33-2 目镜筒套在安装分划板的套筒内。调节图33-1中所示的手轮８可改变目镜和分划板的距离．分划板套筒又套在物镜筒内，前后移动分划板套筒，可改变目镜和分划板相对于物镜的距离．若在物镜前放—平面镜，使平面镜镜面与望远镜光轴垂直，且分划板位于物镜焦平面上时，则焦平面(分划板)上发出的光(绿十字)经物镜后成平行光射于平面镜，由平面镜反射经物镜后在焦平面(分划板)上形成绿十字反射像，如图33-2(ｂ)所示．望远镜的倾斜度可用螺丝10调节，通过螺丝14使望远镜与刻度盘相连．松开螺丝１5，望远镜可绕转轴转动．微调螺丝13能使望远镜在小范围内微动． 3．载物平台载物平台套在仪器转轴上，是用来放置待测物体的．平台下面的3个螺丝19用来调节平台的倾斜度．松开螺丝11，平台可单独绕轴旋转或沿转轴升降．拧紧螺丝11，载物平台与游标盘相连．松开螺丝18，载物平台和游标盘一起绕转轴转动．拧紧螺丝18．微调螺丝17可使载物平台和游标盘同时微动． 4．准直管(平行光管) 准直管用来获得平行光．准直管的一端装有物镜。另一端是套筒（图33-３），套筒末图33-３端有一可变狭缝。狭缝宽度由螺丝l调节．前后移动狭缝套筒，可改变狭缝与物镜的距离．当狭缝位于物镜的焦平面上时，准直管发出平行光．调节螺丝20，可改变准直管的倾斜度．５．读数盘读数盘有内外两层，外层是主刻度盘，上面有的圆刻度。分度值为．内盘为游标盘，有两个相隔180o的角游标，分度值为．望远镜的方位由刻度盘和游标确定．为了消除刻度盘图33-4

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