光谱仪实验报告【实验目的】学习用最小偏转角法测量棱镜材料的折射率【实验设备】光谱仪、双面平面镜、汞灯光源、读数放大镜等【实验原理】 1、调整光谱仪：调整望远镜光轴垂直轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射像落在上十字线的中心。 平面镜旋转180°后，另一个镜面的反射图像仍落在原来的位置。 调整准直器发出平行光并垂直于仪器主轴：将照明狭缝调整至准直器目镜焦平面，目镜发出平行光。 2、三棱镜最小偏转角原理 测量介质折射率的方法有很多种。 在光谱仪上采用最小偏转角法测量玻璃的折射率，可以达到高精度。 这些方法需要将待测材料研磨成棱镜。 如果要测量液体的折射率，可以用一块表面平行的玻璃板制成空心棱镜，并充满待测液体，以类似的方式进行检测。 当平行单色光入射到棱镜AB面时，经折射从另一面AC射出，如图7.1.2-8所示。 入射光LD与AB面法线的倾角i称为入射ER，与AC面法线的倾角i'称为出射角，入射光与出射光之间的角度为偏转角角度。 可以证明，当光线对称地通过棱镜时，即入射角io大于出射角io'时，入射光与出射光的倾斜角最小，称为最小偏转角 Shin. 由图7.1.2-8可见：棱镜(ir)最小18个角的原理图 (6-2) 7,1,2-8可得：棱镜的内角A为固定，实验中可观察到8的函数当-0时，由式(6-4)求得di，再由式(6-3)求得(6-3)(6-4)'和折射定理会发生变化，出射角i'也会随着入射角i的变化而变化，因此会偏向一个最小值，称为最小偏向角。 di'di(6-5).sini'sinr'di'di'dr''cosi'didr'drdi(6-6)(6-7)'大于90，所以r=r'代入式中（5）。 因此，偏转角实际上是，此时单色光对称地通过棱镜，由式（6-3）可知最小偏转角$nin=2 根据折射定理公式（A=2r），由式(6-4)可得 (6-8): min(6-9) 可知，只要测量出棱镜的内角，棱镜玻璃对棱镜的入射角可以计算波长。 光的折射率。
折射率是光波波长的函数。 对于棱镜来说三棱镜绿光折射率，随着波长减小，折射率是由于棱镜的作用而产生的。 入射光中不同颜色的光在出射时会向不同的方向传播，根据公式（6-9）A可利用分光计测量该波长的入射光的最小偏转角8min，从而测量出内角A和波长的最小偏转角8min。 n减小，如果是入射多色光，这就是棱镜的色散现象。 和光标读数 2. 用同一光标读取 min 两次 (5) 按【实验内容】调整棱镜，使棱镜光侧与望远镜光轴垂直，且棱镜光侧与望远镜光轴垂直。棱镜也是光的反射面。 调整载物台上下台面大致平行，将棱镜放置在平台上，使镜面三边与载物台下三颗螺钉形成的三边相互垂直。 打开物镜照明光源三棱镜绿光折射率，挡住准直器发出的光线，转动载物台，在望远镜中观察从侧面ACAB返回的十字像，只调节载物台下的三个螺丝，使反射图像落在顶部并检测内角 A：转动游标，使棱镜 AC 面向望远镜，记录光标 1 和光标 2 的读数。转动光标，然后使 AB 面向望远镜，记录光标 1 的读数，重复操作两次，并记下数据。 4•检测棱镜的最小偏转角。 （具体原理见实验原理）数值偏差是载物台转动的角度，而是A角的补角。 图7J.2-和得到的数据求出棱镜材料的折射率 5.狭缝距离注意事项 1mm左右为宜，如果宽度太宽，检测偏差会很大，如果太窄，光通量会很小。
狭缝很容易断裂，所以尽量少调整。 调整时应边观察边调整，动作要轻。 不要切得太多。 光学仪器螺钉的调节动作要轻，锁紧螺钉只能锁紧。 【数据处理】内角检测与处理：角度/组平均标准差45'2002'2429'12047'14004'14430'18043'20000'20427'30048'32005'32431''00〃12002'00〃12001' 0012001'402812005'0012005'0012004'0012004'402812003'3012003'3012002'3012003'1028由于 5956'50 •采用最小偏转角法测量棱镜材料的折射率为1次。 11055'5937'29743'24623' 总结 n=1.6520 【误差分析】 1•本次测试使用的仪器为光谱仪，精度较高，读数受到激励会导致偏差较小，可按倍数减小检查。 2• 实验仪器本身存在系统偏差，此时可以通过选择更准确的仪器来减小偏差。 【实验总结】通过这次实验，我对光谱仪有了一定的了解，掌握了一定的调节技巧，对数据处理也更加熟练了。 同时完成了数学量检测和数据处理的任务，计算出折射率5956'50〃=5119'00〃.min