光学实验（本科）
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实验3 棱镜玻璃折射率的测定
在许多的物理试验中，常常用三棱镜来作为分光的器件。
分光计可以用来测量
谱线的波长，也可以用来测量光学元件的角度。
我们可以通过分光计可以来测定三棱镜的顶角以及玻璃的折射率，从而帮助我们更好的了解分光计的光学性质以及学会一种测量透明固体材料的折射率的方法。
【实验目的】
1、了解分光计的结构和工作原理；
2、掌握分光计的调节方法；
3、学会角游标的读数；
4、学会使用最小偏向角法测定棱镜玻璃折射率。
【实验仪器】
JJY1'-III 分光计、三棱镜、钠灯
【实验原理】
如右图，一束单色光以1i 角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面折射出
来，出射角为2
i '。
入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。
当棱镜顶角A 一定时，偏向角δ的大小随入射角1i 的变化而变化。
而当1i =2
i '时，δ为最小（证明可参阅光学教材中的相关内容）。
此时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
由右图中可以看到，此时2
1A
i ='，有
2
2
11
1min
A
i i i -='-=δ 得 ()A i +=
min 12
1
δ 设棱镜折射率为n ，由折射定律得
2sin sin sin 1
1A
n i n i ='= 2
sin
2sin 2sin sin min
1A A A i n +==δ
实验3 棱镜玻璃折射率的测定
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由此可知，要求得棱镜的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角min δ。
【实验内容与步骤】
1、调整分光计，使其处于工作状态。
调整方法见实验2所述。
2、使三棱镜的光学表面垂直望远镜光轴
（1）调载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到载物平台上，使棱镜三边与台下三个螺钉的连线所成三边互相垂直，这样，调节一个螺钉可以调节棱镜光学表面的倾斜度。
（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管射来的光。
转动载物平台，在望远镜中观察从三棱镜的两个光学表面AC 和AB 反射回来的十字像，只调台下三个螺钉，使其反射像都落到上十字线处。
调节时，切莫动螺钉（12）。
注意：每个螺钉调节的动作要轻，并同时观察它对各侧面反射像的影响。
棱镜调好后，其位置不能再动。
3、测三棱镜的最小偏向角
（1）使平行光管狭缝对准钠光灯光源。
（2）松开望远镜制动螺钉（18）和游标盘制动螺钉（25）把载物台及望远镜转至如右图中所示的位置处，再左右微微转动望远镜，找出棱镜折射出的光线。
（3）轻轻转动载物台（改变入射角1i ），望远镜中将看到光线跟着移动。
改变1i ，使光线往δ减小的方向移动（即向顶角A 方向移动）。
望远镜跟着光线移动，直到棱镜继续转动，而光线开始反向移动（即偏向角反而变大）为止。
这个反向移动的转折位置，就是光线以最小偏向角射出的方向。
固定载物台（锁紧螺钉7），微动望远镜，使其分划板上的中心竖线对准谱线。
记下此时两游标的读数左v 和右v 。
（4）如右图把三棱镜沿入射光线调转方向，重复（3）
的步骤，记下此时两游标的读数左
v '和右v '。
此时该光线的最小偏向角为
θ
θ
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)(4
1
0右右左左v v v v -'+-'=θ 反复进行三次，将数据填入下表中。
将0θ值和测得的棱镜A 角平均值代入下式计算n 。
2
sin 2sin
sin sin 02
1
A A
i i n +==
θ，︒=60A
【数据记录】 6475.1=理论n。
