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三棱镜折射率的测量实验室

更新时间:2024-01-21 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

一、实验名称三棱镜折射率的检测二、实验目的学习借助最小偏向角测定三棱镜对各式光的折射率的基本思路。三、实验原理(基本原理概述、重要公式、简要推论过程、重要图形等;要求用自己的语言概括与总结,不可照搬教材)分光计简单介绍:分光计是一种常用的光学仪器,实际上就是一种精密的测角仪,在几何光学实验中,主要拿来测定棱镜角、光束的偏向角等,而在数学光学实验中,加上分光器件(棱镜、光栅)即可作为分光仪器,拿来观察、测量波谱线的波长等。分光计主要由基座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部份组成,分光计的调节是很重要的,分光计是在平行光中观察有关现象和检测角度,因而应达到以下三个要求:平行光管发出平行光;望远镜能接受平行光;望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率一束单色光以角入射到AB面上,经棱镜两次折射后,从AC面射下来,出射角为i2。入射光和出射光之间的倾角δ称为偏向角。当棱镜内角A一定时,偏向角δ的大小随入射角的变化而变化。为最小。这时的偏向角称为最小偏向角,记为由此可知,要求得棱镜材料的折射率n,必须测出其内角A和最小偏向角。k8f物理好资源网(原物理ok网)

四、实验内容和步骤(要求用自己的语言概括与总结,不可照搬教材)使三棱镜光学侧面垂直于望远镜光轴:1,调载物台的上下台面大致平行,将棱镜放在载物台上,使棱镜三边与台下三螺丝的连线所成三边相互垂直;2,接通物镜光源,挡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反射回去的十字像,只调节台下三螺丝,使其反射像都落到上十字线处,调节时,切勿动螺丝;每位螺丝的调节要轻微,要同时观察它对各侧面反射像的影响。调整好后的棱镜,其位置不能再动。测三棱镜内角A:固定望远镜和刻度盘。转动游标盘,使镜面AC正对望远镜。记下游标和游标2的读数。再转动游标盘,使AB面正对望远镜,记下游标1的读数和游标2的读数,既是载物台转过的角度,而是A角的补角。测三棱镜最小偏向角:(1)平行光管狭缝对准前方水银灯的光源。(2)旋松望远镜刹车螺母和游标盘刹车螺母,把载物台及望远镜转至如图11中所示的位置(1)处,再左右微微转动望远镜,找出棱镜出射的各颜色的水银灯光谱线(各类波长的狭缝像)。(3)轻轻转动载物台(改变入射角),在望远镜少将看见谱线跟随动。改变,应使谱线往减少的方向联通(向内角A方向联通)。望远镜要跟踪波谱线转动,直至棱镜继续转动,而谱线开始要反向联通(即偏向角反倒变大)为止。k8f物理好资源网(原物理ok网)

这个反方向联通的转折位置,就是光线以最小偏向角射出的方向。固定载物台,再使望远镜微动,使其分划板上的中心竖线对准其中的那条绿谱线(或其它要检测的谱线)。(4)检测记下此时两游标处的读数。取下三棱镜,转动望远镜对准平行光管,即图中(2)的位置,以确定入射光的方向,再记下两游标处的读数。此时绿谱线的最小偏向角(7)将值和测得的棱镜A角平均值代入式估算n。五、数据记录1.实验仪器(记录实验中所用仪器的名称、型号、精度等级等参数)分光计、汞灯原始数据记录(原始数据表格只须要画出与数据记录有关的部份,严禁用钢笔记录数据,伪造、抄袭数据按作弊处理,该实验计零分)表格原始数据记录入射光方向:左游标=3055′右游标’=21051′彩色谱线黄光红光蓝光游标读数左游标8215′26214′8235′26236′852′26536′8216′26213′8236′26237′853′26537′8216′26214′8235′26235′851′26535′8217′26215′8237′26237′852′26536′六、实验数据整理及数据处理(需画表格,重新将原始数据整理、誊写一遍,在原始数据记录项中直接进行数据处理的视为无效。k8f物理好资源网(原物理ok网)

要求表格清晰完整,有效数字位数正确,符号、单位清楚,写出必要的过程,运算过程规范,结果表达式正确)检测三棱镜的最小偏向角三棱镜内角=60.0数据处理表格入射光方向:左游标=3055′右游标’=21051′彩色谱线黄光红光蓝光游标读数左游标8215′26214′8235′26236′852′26536′8216′26213′8236′26237′853′26537′8216′26214′8235′26235′851′26535′8217′26215′8237′26237′852′26536′.5′5142.5′5426′5121.5′5143.5′5427′5122′5142′5425′5123′5144′5426′最小偏向角的平均值5122′5143′5426′折射率min1.65181.65531.6814七、分析讨论:回答教材课后思索题实验中碰到的问题(故障、差错)及处理办法,结果怎样?实验后对实验原理和方式的新认识对实验偏差和标准不确定度来源的剖析及减少的办法实验的奇特看法;是否可通过其他途径达到同样的实验目的和结果须要商榷的问题及对本实验的建议等。思索题:(1)在找寻出射光线时,按照折射定理,折射光线的出射方向大概应在哪些位置?可简略地画出光路示意图来说明.答:出射方向在对着的那一毛玻璃面处光的折射率的实验,具体见图:(2)在测定最小偏向角时,如何来确定最小偏向角的位置.答:在将分光计调节好的前提下,放好三棱镜后,转动望远镜后,看到有谱线出现后,渐渐联通游标盘,选择偏向角增大的方向,平缓转动游标盘,使偏向角增大,继续沿次方向转,可以看见狭缝移至某个位置后将反向联通,那就是最小偏向角的位置。k8f物理好资源网(原物理ok网)

遇见的问题及处理方式1,十字只出现了一面,由于没有置于同一个水平面下调俯仰角螺丝,先往下调,调不下来再往下调;2,十字没有在正确的位置各半调节法:载物台下的水平调节螺栓和望远镜水平调节螺栓各一半就是先按哪个圈圈到正确位置的距离的一半,再调那种之前调的螺丝到正确的位置并且前面三棱镜哪里就不须要,按圈圈就好了;3,没有彩色碎花,渐渐调,要有耐心。实验偏差:因为找最小偏向角的时侯,或多或少会由于仪器调节的最小刻度的缘由,致使实验出现偏差,故要多测几次求平均值来降低偏差;2,因为黄光和红光在三棱镜中的折射率相仿光的折射率的实验,出现的谱线也较近,故在调节准直管狭缝时,光的长度的要尽量窄且亮。k8f物理好资源网(原物理ok网)

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