1、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
2、AC面法线的夹角i称为出射角,入射光和出射光的夹角称为偏向角。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min 。由图7.1.2-8可知:=(i-r)+(i-r) (6-2)A=r+r (6-3)可得: =(i+i)-A (6-4)三棱镜顶角A是固定的,随i和i而变化,此外出射角i也随入射角i而变化,所以偏向角仅是i的函数在实验中可观察到,当i变化时,有一极小值,称为最小偏向角令 ,由式(6-4)得 (6-5)再利用式(6-3)和折射定律 (6-6)得到 (6-7) 由式(6-5)可得: 因为r和r都小于90,所以有r =r 代入
3、式(5)可得i =i。因此,偏向角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min ,这时由式(6-4)可得: min=2i A 由式(6-3)可得: A=2r由折射定律式(6-6),可得三棱镜对该单色光的折射率n为 (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min,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
4、不同的方向传播,这就是棱镜的色散现象。【实验内容】1、调节分光计(调整方法见原理部分)2. 调节三棱镜使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴,三棱镜光学侧面也是一个光的反射平面。(1)调整载物台的上下台面大致平行,将棱镜放到平台上,使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返回的十字像,只调节台下三螺钉,使其反射像都落在上十子线处。3. 测量顶角A:转动游标盘,使棱镜AC正对望远镜记下游标的读数和游标的读数。再转动游标盘,再使AB面正对望远镜,记下游标的读数和游标的读数。同一游标两次读数误差或,即是载物台转过的角
5、度,而是角的补角,. 重复操作两次,记下数据。4.测量三棱镜的最小偏向角。(具体原理看实验原理)(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)记下读数和转至(2),记下读数和,有 (5)根据以及所得数据求出棱镜材料的折射率5、注意事项转动载物台,都是指转动游标盘带动载物台一起转动。狭缝宽度1mm左右为宜,宽了测量误差大,太窄光通量小。狭缝易损坏,尽量少调。调节时要边看边调,动作要轻,切忌两缝太近。光学仪器螺钉的调节动作要轻柔,锁紧螺
6、钉也是指锁住即可,不可用力,以免损坏器件。【数据处理】1顶角的测量及处理:角度/分组123平均值标准差0452002242912047140041443018043200002042730048320053243102000100014028050004000440033002300310由于 A=, 可得: 595650. 2用最小偏向角法测棱镜材料折射率 测量次数为一次.11055593729724623 由 595650 =511900得:=1.6520综上 n=1.6520【误差分析】1.本试验的仪器为分光计精确度高,但是读数存在认为因素,会造成微小误差,可由多次测量减小误差。 2.实验仪器本身存在系统误差,这时可通过选取更精确的仪器来减小误差。【实验总结】通过本次实验,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 。
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