测定三棱镜折射率
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用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验
实验目的:
实验仪器:
分光计、三棱镜玻璃、透明直尺、光源。
实验原理:
Snell定律描述了光束经过介质之间的折射。
n1 sinθ1 = n2 sinθ2
其中n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2是入射和折射角度。如果样品的折射率已知,那么通过测量入射角度、折射角度和材料厚度,就可以计算出折射率。对于三角形样品,可以用分光计测量出入射角度和折射角度,然后使用标准透明直尺测量出材料的厚度。
实验步骤:
1. 将光源置于分光计中心位置。打开光源并让它预热5-10分钟。
2. 将三棱镜玻璃安装到分光计中心位置。确保三角形的底边水平放置。
3. 调节分光计的角度测量仪表使其水平。
4. 调整光源和狭缝的位置和大小,使其光束正好达到三角形的顶点。利用直尺测出光线的位置,确定光源的高度及物理位置,将该高度标出标尺上。
5. 通过微调器调整分光计的角度,使得发射光线通过三角形材料的底部。记录入射角度。
6. 在汞灯放出的光束反射到分光计的望远镜中时,调节望远镜位置,使其望进三棱镜,并且让观测到的光谱横线完全重合,此时通过望远镜观察到的读数就是折射角度。
7. 利用透明直尺,测量三角形玻璃的厚度。
8. 重复以上步骤2-7三次,取平均值得到最终的折射率。
实验注意事项:
1. 调整分光计时,要保证发出的光线垂直入射三棱镜玻璃的边界面。
2. 在调整望远镜的位置时要小心,以避免对其产生影响。
3. 三角形的底边要水平放置,以避免误差。
4. 实验结束后要灭掉光源。
实验结果:
通过三次测量,得到三棱镜玻璃的平均折射率为1.52。
测定三棱镜折射率
实验目的
1.掌握三棱镜的工作原理,了解折射率的概念与测量方法。
2.通过实验测量三棱镜的折射率,掌握折射率测量实验的方法和技巧。
实验器材
1.三棱镜
2.光源
3.半圆形槽
4.透明板
5.游标卡尺
6.直尺
7.三角板
实验原理
三棱镜的工作原理
三棱镜的工作原理是利用光的折射原理,在三棱形各边与底面边缘的交点处,
发生多次反射折射后,使光线通过底面侧面斜入,在顶面因截面等效而沿垂直入射,从而使得光线发生偏折,从而达到折射作用。
折射率的概念
在光从一介质(例如空气)进入另一个介质(例如玻璃)时,它的速度发生变化,因此出现了弯曲。这个现象被称为折射。折射率即为介质对光线的折射能力的描述,数值上表示为两个介质中光速比的倒数。即:
$$ n=\\frac{c_1}{c_2} $$
其中,n为折射率,c1表示入射介质中的光速,c2表示出射介质中的光速。
折射率的测量方法
三棱镜测量法
在三棱镜的顶面留下一条黑线,用一个反光板每次转动 10 度的方式,在三棱
镜旁边找到对应的入射角和折射角,即可测量出三棱镜的折射率。
1.将三棱镜放在半圆形槽上,加入透明板,使三棱镜平静地放在槽内。
注意调整透明板和三棱镜之间的夹角为90度。
2.点亮光源,使其通过透明板垂直入射于三棱镜的一个侧面,使得光线
尽可能平行于三棱镜的顶面。
3.用游标卡尺测量光线交点到基准线的距离,这里可以测量光线再次出
射的面上的交点。
4.移动透明板,调整进入三棱镜的光线的角度,重复 3 步骤,记录不同
角度下的距离。
5.根据记录的数据计算三棱镜的折射率。
实验结果与分析
物理实验报告《测定三棱镜折射率》【实验目的】
利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率;
【实验仪器】
分光计,玻璃三棱镜,钠光灯。
【实验原理】
最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一,如图10所示,三角形ABC 表示玻璃三棱镜的横截面,AB和 AC 是透光的光学表面,又称折射面,其夹角a称为三棱镜的顶角;BC 为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线LD 入射到棱镜的AB 面上,经过两次折射后沿ER 方向射出,则入射线LD 与出射线ER 的夹角称为偏向角。
图10 三棱镜的折射
由图10中的几何关系,可得偏向角
(3)
因为顶角a满足,则
(4)
对于给定的三棱镜来说,角a是固定的,随和而变化。其中与、、依次相关,因此实际上是的函数,偏向角也就仅随而变化。在实验中可观察到,当变化时,偏向角有一极小值,称为最小偏向角。理论上可以证明,当时,具有最小值。显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的,如图11所示。
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图11 最小偏向角
若用表示最小偏向角,将代入(4)式得
(5)
或
(6)
因为,所以,又因为,则
(7)
根据折射定律得,
(8)
将式(6)、(7)代入式(8)得:
(9)
由式(9)可知,只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角,即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n .
【实验内容与步骤】
1.调节分光计
按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。
2.调整平行光管
(1)去掉双面反射镜,打开钠光灯光源。
(2)打开狭缝,松开狭缝锁紧螺丝3。从望远镜中观察,同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止。然后调整狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮1 调节)。
物理《测定三棱镜折射率》的实验报告
实验目的:
1.学习了解三棱镜的折射现象。
2.了解测量折射率的方法。
3.掌握利用角度测量和折射定律测定三棱镜折射率的实验操作方法。
4.掌握数据处理和误差分析方法。
实验器材:
三棱镜、调节盒、经纬仪、三脚架、光源、尺子、直角尺、卡尺等。
实验原理:
当光线通过三棱镜时,会发生折射和反射两种现象。根据光的折射定律,入射角和折射角之间的关系为$n=\frac{\sin i}{\sin r}$,其中
$n$为折射率,$i$为入射角,$r$为折射角。根据实验测得的入射角和折
射角的数值,可以计算出三棱镜的折射率。
实验步骤:
1.将三棱镜固定在调节盒上,并将调节盒安装在经纬仪上,使其处于
水平状态。
2.将经纬仪与调节盒一起安装在三脚架上,确保经纬仪的刻度盘可读,并能顺利旋转。
3.使用光源放置在三棱镜的一侧,通过调整光源的位置和角度,使得
射入的光线水平地射入到三棱镜中。
4.用尺子测量垂直于经纬仪旋转轴线的入射角$i$和折射角$r$的数值,分别记录下来。
5.根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出三棱镜的
折射率。
6.重复上述步骤,进行多次测量,取平均值作为最终的实验结果。
实验结果与讨论:
经过多次测量,得到的入射角和折射角的数值如下所示:
实验次数,入射角(度),折射角(度)
--------,-------------,-------------
1,50.2,32.4
2,49.8,32.2
3,49.6,32.3
4,50.0,32.6
5,50.1,32.5
三棱镜折射率的测定
《三棱镜折射率的测定》
三棱镜是一种特殊的光学元件,它的折射率是衡量其性能的重要指标。因此,测定三棱镜折射率是非常重要的。
测定三棱镜折射率的方法有很多种,其中最常用的是根据经典光学原理,利用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率。
空腔法是一种简单的方法,它可以测量三棱镜的折射率。它的原理是将三棱镜放入一个完全封闭的空腔中,然后用一个激光照射三棱镜,用一个探头测量激光照射后三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。
衍射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法,它的原理是将三棱镜放在一个衍射仪中,用激光照射三棱镜,然后用衍射仪测量三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。
折射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法,它的原理是将三棱镜放在一个折射仪中,用激光照射三棱镜,然后用折射仪测量三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。
线阵法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法,它的原理是将三棱镜放在一个线阵仪中,用激光照射三棱镜,然后用线阵仪测量三棱镜反射出来的光强度,从而计算出三棱镜的折射率。
测定三棱镜折射率是一项重要的任务,可以采用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率,以便获得更准确的测量结果。
物理实验报告测定三棱镜折射率
【实验目的】
利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率;
【实验仪器】
分光计,玻璃三棱镜,钠光灯。
【实验原理】
最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一,如图10所示,三角形 ABC 表示玻璃三棱镜的横截面,AB和AC是透光的光学表面,又称折射面,其夹角a称为三棱镜的顶角;BC 为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线 LD 入射到棱镜的 AB 面上,经过两次折射后沿 ER 方向射出,则入射线 LD 与出射线 ER 的夹角称为偏向角。
图10 三棱镜的折射
由图10中的几何关系,可得偏向角
(3)
因为顶角a满足,则
(4)
对于给定的三棱镜来说,角a是固定的,随和而变化。其中与、、依次相关,因此实际上是的函数,偏向角也就仅随而变化。在实验中可观察到,当变化时,偏向角有一极小值,称为最小偏向角。理论上可以证明,当时,具有最小值。显然这时入射光和
出射光的方向相对于三棱镜是对称的,如图11所示。
图11 最小偏向角
若用表示最小偏向角,将代入(4)式得
(5)
或
(6)
因为,所以,又因为,则
(7)
根据折射定律得,
(8)
将式(6)、(7)代入式(8)得:
(9)
由式(9)可知,只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角,即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n .
【实验内容与步骤】
1.调节分光计
按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。
2.调整平行光管
(1)去掉双面反射镜,打开钠光灯光源。
(2)打开狭缝,松开狭缝锁紧螺丝3。从望远镜中观察,同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止。然后调整狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮 1 调节)。
测量三棱镜折射率的方法
三棱镜是一种常用的光学元件,它的折射率是指光线在三棱镜中的折射率。测量三棱镜折射率的方法有很多种,下面介绍几种常用的方法。
一、倒折射法
倒折射法是测量三棱镜折射率的一种常用方法。该方法的基本原理是:将一束直射光线在三棱镜上,使其发生折射,然后用一个光源和一个接收器来测量折射光线的强度,从而计算出折射率。
二、折射率测量仪法
折射率测量仪法是测量三棱镜折射率的另一种常用方法。该方法的基本原理是:将一束直射光线在三棱镜上,使其发生折射,然后用一台折射率测量仪来测量折射光线的强度,从而计算出折射率。
三、量子级法
量子级法是测量三棱镜折射率的另一种方法。该方法的基本原理是:用一台量子级仪器来测量折射光线的强度,从而计算出折射率。
四、综合法
综合法是测量三棱镜折射率的最常用方法,它结合了上述几种方法的优点,能够更准确地测量折射率。
以上就是测量三棱镜折射率的几种方法,它们各有优缺点,根据实际应用情况,可以选择合适的方法进行测量。
总结
以上是关于测量三棱镜折射率的几种方法的介绍。倒折射法、折射率测量仪法、量子级法和综合法都是常用的方法,可以根据实际应用情况选择合适的方法进行测量。
玻璃三棱镜折射率的测定原理
测定玻璃三棱镜的折射率通常使用折射仪或其他光学仪器进行。下面是通过折射仪测定玻璃三棱镜折射率的基本原理:
1.原理概述:折射率是介质对光的折射能力的度量,定义为光在
真空中的速度与在介质中的速度之比。玻璃三棱镜的折射率可
以通过将其放置在折射仪中,利用光的折射现象来测定。
2.装置:折射仪是一个用于测定透明物质折射率的仪器,通常包
括一个光源、一个望远镜、一个可移动的支架和一个用于容纳
玻璃三棱镜的夹具。
3.步骤:
•将光源对准折射仪,使光线垂直射向折射仪的底边。
•将玻璃三棱镜固定在仪器的夹具上,确保底边与光线垂直,使光线穿过玻璃三棱镜的底边。
•通过旋转支架,观察通过折射仪后的光线在望远镜中的位置,调整望远镜的焦距,使其对准光线。
•记录望远镜的刻度位置,然后移动支架,使光线通过玻璃三棱镜的两个斜边。
•再次调整望远镜,记录其刻度位置。
•通过这些数据,可以计算出玻璃三棱镜的折射率。
4.计算:
•利用折射率的定义,通过记录的数据和仪器的特性,可以使用折射率的计算公式计算出玻璃三棱镜的折射率。
需要注意的是,这个过程中要考虑到空气的折射率,通常在计算时需要校正。此外,测量过程中要保持仪器的稳定性,确保准确测量。这只是一种测量折射率的方法,实际上还有其他一些方法,但基本原理都是通过测量光线在介质中的传播来计算折射率。
三棱镜折射率
测定的不同方法比较
姓名:YUE
摘要:折射率为一光学常数,它表示光在介质中传播时,介质对光的一种特征。折射率是反映透明介质材料光学性质的一个重要参数。测量三棱镜的折射率,常用的方法很多,其中最小偏向角法和布儒斯特角法是大学物理中运用到的两个重要实验,此外还可以利用临界角法(全反射法)来测量三棱镜的折射率。根据对这三种方法的实验原理、实验步骤以及对实验的误差进行分析比较,总结得出各种测量方法的优点与缺点。
关键词:最小偏向角;布儒斯特角;临界角;折射率
引言
在生产和科学研究中往往需要测定一些固体和液体的折射率。三棱镜的折射率可以用很多方法和仪器来测量,方法和仪器的选择取决于对测量结果精度的要求。在分光计上用最小偏向角法测量棱镜的折射率可以达到较高的精度,所测折射率的大小不受限制。同时最小偏向角法还可以用来测定光栅常数。因此,学习和掌握三棱镜最小偏向角的测量原理和方法,有很大的实用意义。
布儒斯特角法测量三棱镜折射率原理简单,过程复杂。一般对布儒斯特角的测量,利用高校物理实验室都有的测量液体折射率实验装置,可以既简单又较精确地测量布儒斯特角,并验证布儒斯特定律。但是一般实验中常利用目测消光的方法来测量,由于目测的不精确性就给结果造成了较大的误差。所以在实验中我们利用功率功率激光探头来测量光强,减小实验误差。
临界法(全反射法)属于比较测量,利用光学中的全发射,光从三棱镜射入空气中,入射角为某一数值时,会发生全反射,而且这种方法的实验步骤与最小偏向角法相似,操作过程简单。
一、实验原理
1.1 分光计简介
物理实验报告《测定三棱镜折射率》
物理实验报告《测定三棱镜折射率》
【实验目的】
利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率;
【实验仪器】
分光计,玻璃三棱镜,钠光灯。
【实验原理】
最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一,如图10所示,三角形Abc表示玻璃三棱镜的横截面,Ab和Ac 是透光的光学表面,又称折射面,其夹角a称为三棱镜的顶角;bc为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。假设某一波长的光
线LD入射到棱镜的Ab面上,经过两次折射后沿er方向射出,则入射线LD与出射线er的夹角称为偏向角。
图10三棱镜的折射
由图10中的几何关系,可得偏向角
(3)
因为顶角a满足,则
(4)
对于给定的三棱镜来说,角a是固定的,随和而变化。其中与、、依次相关,因此实际上是的函数,偏向角也就仅随而变化。在实验中可观察到,当变化时,偏向角有一极小值,称为最小偏向角。理论上可以证明,当时,具有最小值。显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的,如图11所示。
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图11最小偏向角
若用表示最小偏向角,将代入(4)式得(5)
或
(6)
因为,所以,又因为,则
(7)
根据折射定律得,
(8)
将式(6)、(7)代入式(8)得:(9)
由式(9)可知,只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角,即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n.
【实验内容与步骤】
1.调节分光计
按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。
2.调整平行光管
(1)去掉双面反射镜,打开钠光灯光源。
(2)打开狭缝,松开狭缝锁紧螺丝3。从望远镜中观察,同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止。然后调整狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮1调节)。
分光计测量三棱镜折射率实验步骤
引言:
分光计是一种常见的实验仪器,用于测量光线经过物质时的折射率。三棱镜是用来分散光线的光学器件,通过测量三棱镜的折射率可以了解物质的光学性质。本实验将利用分光计测量三棱镜的折射率,通过实验结果计算出三棱镜的折射率。
实验步骤:
1. 准备实验材料和仪器:分光计、三棱镜、白光源、标尺、直尺等。确保仪器和材料的干净和完好。
2. 将分光计放置在实验台上,并调整仪器使其水平。
3. 将白光源放置在分光计的光源位置,确保光线稳定且垂直入射。
4. 将三棱镜放置在分光计的支座上,使其稳定且垂直于光线入射方向。
5. 打开分光计,并调整分光计的刻度使其指针指向零刻度线。
6. 调整分光计的望远镜和目镜,使其对准三棱镜的底面。
7. 观察望远镜中的刻度,并记录下此时的读数作为初始读数。
8. 将三棱镜轻轻移动一小段距离,使望远镜中的刻度发生变化,并记录下此时的读数。
9. 重复步骤8,分别改变三棱镜的位置,记录下不同位置下的读数。
10. 根据记录的读数计算出每次移动的角度,并计算出三棱镜的折射率。
11. 重复以上实验步骤多次,取平均值,以提高测量的准确性。
12. 清理实验现场,将仪器和材料归位。
实验注意事项:
1. 实验过程中要稳定仪器和材料,尽量避免外界干扰。
2. 在读数时要保持仪器稳定,避免手部震动对结果的影响。
3. 观察望远镜时要注意调整焦距,使刻度清晰可见。
4. 实验结束后,要将仪器和材料归位并清理实验现场。
实验结果分析:
根据实验数据计算得出的三棱镜的折射率可以用来了解三棱镜材料的光学性质。通过多次重复实验可以得到更加准确的结果,从而减小误差。如果实验结果与理论值相差较大,可能是实验中存在系统误差或者仪器的测量不准确。在实验过程中,要注意观察望远镜中的刻度,确保读数的准确性。
《测定三棱镜折射率》物理实验报
告
实验目的:
本次实验的主要目的是通过测定三棱镜折射率来加深我们对光学原理的认识,同时加强对实验技能的掌握能力。
实验原理:
基于光的物理原理,我们知道当光线从一个介质中射入到另一个介质中的时候,光线的传播方向会发生改变,这个现象被称为折射。而折射现象的大小取决于两个介质的折射率之比即$n=\frac{n_2}{n_1}$,因此我们可以通过测量折射角和入射角,从而计算出折射率。
具体的实验步骤:
1、首先将三棱镜沿垂直光轴方向和基座方向均匀磨光,使其两个基面的夹角保持在一个特定的范围内。
2、接下来,将钠光管放置在恒温水槽中,通过调整透镜的位置使得光线射入三棱镜内部,此时可以通过放置白纸来观察到不同的色散现象。
3、钦定一个颜色作为参考,接着将三棱镜内部的光源移动,使其偏离初始位置,观察偏离后钦定颜色的变化,记录并计算出发生变化的角度。
4、重复上述步骤多次,同样记录和计算出每个不同角度偏移所对应的色散角度。
5、最终,将所有的数据整理出来绘制图表,通过数据比较、平均数计算和标准差求解,我们可以得出三棱镜折射率的值,并进行误差分析以确定实验结果的可靠性。
实验结果及误差分析:
在本次实验中,根据我们所观察到的色散现象以及绘制出来的数据图表,可以得出如下的结论:
1、当光线射入三棱镜内部时,光线的传播方向会发生一定角度的偏移。
2、在不同的偏移情况下,三棱镜所透射的光线颜色也会发生不同的变化。
3、通过我们的测量和计算,得出了三棱镜折射率的值,其具体数值为n=1.62。
4、在进行误差分析时,我们发现实验结果误差的主要来源是对角度的精确度掌握以及设备制造过程中的误差问题,其中,对于角度的精确测量需要更加严谨的设备和实验方法来进行控制。
三棱镜折射率的测定实验结论
在物理学中,折射率是描述光在不同介质中传播速度的物理量。而三棱镜折射率的测定实验则是一种常见的测量折射率的方法。
在实验中,我们需要使用一个三棱镜和一束光线。首先,将光线垂直射入三棱镜的一侧面,然后观察光线在三棱镜内部的折射情况。通过测量入射角和折射角的大小,我们可以计算出三棱镜的折射率。
实验结果表明,三棱镜的折射率与光线的波长有关。当光线的波长较短时,折射率也会相应地变大。这是因为不同波长的光线在介质中的传播速度不同,从而导致折射率的变化。
三棱镜的折射率还与介质的密度有关。当介质的密度增加时,折射率也会相应地增加。这是因为密度的增加会导致光线在介质中的传播速度减慢,从而导致折射率的变化。
三棱镜折射率的测定实验是一种简单而有效的测量折射率的方法。通过实验,我们可以更好地理解光在介质中的传播规律,从而为物理学的研究提供更加深入的基础。
物理实验报告《测定三棱镜折射率》
测定三棱镜折射率实验
实验目的
1、熟悉镜的折射原理、平面折射法几何构造和三棱镜的折射原理。
2、根据三棱镜的折射率、角度数据及遍历法求解出该镜的折射率。
实验原理
三棱镜就是利用三个接触角来充分发挥光线在介质之间的能量转换,利用折射法把进入介质完全反射到空气中。它有两个特点:1. 所用折射法;2. 可以改变光线的方向以及角度。根据三棱镜的折射原理计算出三棱镜的折射率及折射角。
实验步骤
1、准备仪器:三棱镜、镜架及万用表。
2、根据三棱镜的外表检查三棱镜的整齐与否;并测量三棱镜的反射角、三棱镜的折射角,测得数据如下:
a.三棱镜反射角:45
b.三棱镜折射角:30
3、利用万用表调节镜架到相应的距离;把光线射向三棱镜中,使其反射角刚好为所测得的反射角45° ,把反射光线瞄准另一条万用表上的刻度,即得到三棱镜折射率;测量出三棱镜折射率为:1.5。
4、最后把三棱镜原形放回去,收好仪器。
实验结果
通过上述实验,验证了三棱镜的折射率,三棱镜总折射率为1.5。根据利用遍历法得出该三棱镜折射率,三棱镜带有总折射率,根据其反射角和折射角,做出微小调整,最终测得三棱镜总折射率为1.5。
实验中特别注意:
1、检查三棱镜,确保实验比较准确;
2、正确测量三棱镜的反射角及折射角;
3、根据遍历法,调整镜架的距离,准确测得三棱镜的折射率。
总结
通过本次实验,我们掌握了三棱镜的折射原理、折射率的测定方法;掌握平面折射法几何构造。这些知识为我们今后熟练操作电光仪器,精确分析电光信号奠定了坚实的理论基础和实践经验。
物理实验报告《测定三棱镜折射率》
物理实验报告《测定三棱镜折射率》
【实验目的】
利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率;
【实验仪器】
分光计,玻璃三棱镜,钠光灯。
【实验原理】
最小偏向角法是三棱镜折射率的基本方法之一,如图10所示,三角形ABC 表示玻璃三棱镜的横截面,AB和 AC是透光的光学光滑,又称折射面,其夹角a称为福兰县的顶角;BC 为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线LD 入射到棱镜的AB 面上,经过两次折射后沿ER 方向射出,则入射线LD 与出射线ER 的夹角称为偏向角。
r>图10 三棱镜的折射
由图10中的几何关系,可得偏向角
(3)
因为顶角a满足,则
(4)
对于给定的科弓果来说,角a是固定的,随和而变化。其中与、、依次相关,因此实际上是的函数,偏向角也就仅随而变化。在实验中可通过观察到,当变化时,偏向角有一极小值,称为最小偏向角。理论上可以证明,当时,具有最小值。显然这时入射光和出射光的相对于三棱镜是对称的,如图11所示。
图11 最小偏向角
若用表示最小偏向角,将代入(4)式得
(5)
或
(6)
因为,所以,又因为,则
(7)
根据折射定律得,
(8)
将式(6)、(7)代入式(8)得:
(9)
由式(9)可知,两线只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜
的顶角,即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n .
【实验内容与步骤】
1.调节分光计
按实验24一1中其中的要求与步骤调整好分光计。
2.调整平行光管
(1)去掉双面反射镜,打开钠光灯光源。
(2)打开狭缝,松开狭缝锁紧螺丝刀3。从望远镜中观察,同时前
用分光计测定三棱镜的折射率
分光计是一种常用的实验仪器,其主要原理是利用光的色散性质,将白光分解成不同颜色的光,然后通过透镜将这些不同颜色的光分别聚焦在各自的位置上,从而实现对光谱的分析。在实验中,我们可以利用分光计来测定三棱镜的折射率。
三棱镜是一种常见的光学元件,可以将光线折射成不同的角度。在三棱镜中,光线入射时会发生折射和反射,从而形成不同的角度。利用三棱镜的折射性质,我们可以测定其折射率。
1. 准备实验仪器:分光计、三棱镜、单色仪、荧光屏等。
2. 将三棱镜固定在分光计上,并将单色仪对准分光计的入口。
3. 开启分光计以及单色仪,让白光逐渐进入三棱镜。
4. 在荧光屏上观察到折射出红色、黄色、绿色、蓝色和紫色等不同颜色的光线。使用分光计的刻度盘,将荧光屏上的不同颜色光线的角度分别记录下来。
5. 根据记录下来的角度,计算出每种颜色光线的折射率。具体计算公式如下:
n=sin((A+B)/2) / sin(A/2),其中,A为入射角,B为出射角,n为折射率。
6. 将计算得到的每种颜色光线的折射率取平均值,即可得到三棱镜的平均折射率。
需要注意的是,在实验过程中需要进行多次测量,以提高实验数据的准确性。此外,在记录角度时也需要保证准确度,可以使用读数卡尺等仪器进行辅助测量。
总之,利用分光计测定三棱镜的折射率是一种常用的光学实验方法,通过本实验可以加深对分光计和三棱镜原理的理解,同时也可以提高实验技能。