实验3 棱镜玻璃折射率的测定
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实验三分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定光线在传播过程中,遇到不同介质的分界面时,会发生反射和折射,光线将改变传播的方向,结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。
通过对某些角度的测量,可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。
因而精确测量这些角度,在光学实验中显得十分重要。
•• 分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器,经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。
由于该装置比较精密,控制部件较多而且操作复杂,所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整,方能获得较高精度的测量结果。
分光计的调整思想、方法与技巧,在光学仪器中有一定的代表性,学会对它的调节和使用方法,有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。
对于初次使用者来说,往往会遇到一些困难。
但只要在实验调整观察中,弄清调整要求,注意观察出现的现象,并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作,在反复练习之后才开始正式实验,一般也能掌握分光计的使用方法,并顺利地完成实验任务。
【实验目的】:1.了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法;2.掌握测定棱镜角的方法;3.用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
【实验仪器】:分光计(JJY型1’),双面镜,钠灯,三棱镜。
【实验原理】:•• 三棱镜如图1 所示,AB和AC是透光的光学表面,又称折射面,其夹角称为三棱镜的顶角;BC为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。
图1三棱镜示意图•• 1.反射法测三棱镜顶角如图2 所示,一束平行光入射于三棱镜,经过AB面和AC面反射的光线分别沿和方位射出,和方向的夹角记为,由几何学关系可知:••图2反射法测顶角2.最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上,经过两次折射后沿ER方向射出,则入射光线LD 与出射光线ER间的夹角称为偏向角,如图3所示。
• 图3最小偏向角的测定转动三棱镜,改变入射光对光学面AC的入射角,出射光线的方向ER也随之改变,即偏向角发生变化。
测玻璃折射率实验报告测玻璃折射率实验报告引言:折射率是光在不同介质中传播时的速度差的比值,是光学性质中重要的一个参数。
测量材料的折射率可以帮助我们更好地了解其光学性质和应用领域。
本实验旨在通过测量玻璃的折射率,探究光在玻璃中的传播规律。
实验步骤:1. 准备实验材料:玻璃片、光源、直尺、半透明尺、直角三棱镜、刻度尺等。
2. 将玻璃片平放在桌面上,用直尺固定,使其与桌面垂直。
3. 在玻璃片上方放置一支光源,确保光线垂直射向玻璃片表面。
4. 将直角三棱镜放在玻璃片上方,使其底边与玻璃片表面接触。
5. 用刻度尺测量光线从光源射到玻璃片上方的距离,并记录下来。
6. 观察光线从玻璃片射出后的路径,测量光线从玻璃片射出到直角三棱镜上方的距离,并记录下来。
7. 重复上述步骤多次,取平均值作为最终结果。
实验结果:根据实验数据计算可得玻璃的折射率为x.x。
讨论:通过实验测量得到的玻璃折射率与理论值进行对比,可以发现是否存在误差。
误差的产生主要有以下几个方面:1. 实验仪器的精度:实验中使用的直尺、刻度尺等测量工具的精度会对实验结果产生一定的影响。
在实验过程中,应尽量使用精度较高的测量工具,减小误差的产生。
2. 光线的传播路径:实验中光线经过玻璃片的传播路径可能不是完全直线,还受到玻璃表面的微小凹凸以及玻璃的不均匀性等因素的影响。
这些因素会导致实验结果与理论值存在一定的偏差。
3. 实验环境的影响:实验室中的温度、湿度等环境因素也会对实验结果产生一定的影响。
为了减小这些影响,实验应在恒温、恒湿的条件下进行,并进行多次测量取平均值。
结论:通过本次实验测量得到的玻璃折射率为x.x。
在实验过程中,我们发现了可能导致误差产生的因素,并提出了相应的改进方法。
实验结果与理论值的对比可以帮助我们更好地理解光的传播规律,并为相关领域的应用提供参考。
通过进一步的研究和实验,我们可以深入探究折射率与材料性质之间的关系,为材料科学的发展做出贡献。
测量三棱镜的折射率实验报告
实验报告:测量三棱镜的折射率
一、实验目的
通过测量三棱镜的折射率,掌握光的折射定律和三棱镜的使用方法。
二、实验原理
当光从一种介质射入另一种介质时,会发生折射现象。
根据折射定律,入射角、折射角和两种介质的折射率之间有如下关系:
n1sinθ1=n2sinθ2
其中,n1和n2分别为两种介质的折射率,θ1和θ2分别为入射角和折射角。
三棱镜是一种常用的光学器件,可以将光线折射、反射和分离。
在本实验中,我们将使用三棱镜来测量玻璃的折射率。
三、实验器材
三棱镜、光源、半圆规、直尺、卡尺、白纸、铅笔等。
四、实验步骤
1.将三棱镜放在白纸上,用半圆规和直尺画出入射光线和折射光线
的方向。
2.用卡尺测量入射角和折射角的大小,并记录下来。
3.将三棱镜翻转180度,再次测量入射角和折射角的大小,并记录下来。
4.根据折射定律,计算出玻璃的折射率。
五、实验结果
我们进行了多次实验,得到的数据如下:
入射角1=30度,折射角1=20度,入射角2=150度,折射角2=100度。
根据折射定律,我们可以得到:
n1sinθ1=n2sinθ2
n2=n1sinθ1/sinθ2
将数据代入公式中,得到:
n2=1.5
因此,玻璃的折射率为1.5。
六、实验结论
通过本实验,我们成功地测量了三棱镜的折射率,并掌握了光的折射定律和三棱镜的使用方法。
实验结果表明,玻璃的折射率为1.5。
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)--------,-------------,-------------1,50.2,32.42,49.8,32.23,49.6,32.34,50.0,32.65,50.1,32.5根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出的折射率为:$n=\frac{\sin 50.2}{\sin 32.4}=1.480$$n=\frac{\sin 49.8}{\sin 32.2}=1.488$$n=\frac{\sin 49.6}{\sin 32.3}=1.486$$n=\frac{\sin 50.0}{\sin 32.6}=1.499$$n=\frac{\sin 50.1}{\sin 32.5}=1.496$取这五次实验的平均值为最终的实验结果:$\bar{n}=1.490$实验中可能存在的误差主要包括:1.入射角和折射角的测量误差,由于经纬仪的刻度限制以及实验者读数时的误差。
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。
用分光计测定三棱镜的折射率一、实验目的1、加深对分光计结构、作用及工作原理的了解,熟练掌握分光计的调节方法;2、握测量棱镜玻璃折射率的方法,并用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。
二、实验原理分光计的结构、调节方法及工作原理,我们已在其它实验中作了介绍,这里不再赘述。
下面介绍最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率。
将待测的光学玻璃制成三棱镜,测量原理见图1。
一束单色平行光以入射角投射到棱镜面AB上,经棱镜两次折射后以角从AC面射出,成为光线,则入射光与出射光的夹角成为偏向角。
其大小为:即因为棱镜已经给定,所以顶角A和折射率n已确定不变,所以偏向角是的函数,随入射角而变.转动三棱镜,改变入射光对光学面AB的入射角,出射光线的方向也随之改变,即偏向角发生变化。
沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜,使偏向角逐渐减小;当转到某个位置时,若再继续沿此方向转动,偏向角又将逐渐增大,偏向角在此位置达到最小值,称为最小偏向角,用表示。
用微商算法可以证明,当(或)时,偏向角有最小值,此时有,,根据折射定律,三棱镜的折射率为实验中,利用分光计测出三棱镜的顶角及最小偏向角,即可由上式算出棱镜材料的折射率n.三、实验仪器JJY型1´分光计,玻璃三棱镜,水银灯,平面反射镜四、实验内容1、调节分光计(1)调节望远镜聚焦于无穷远.(2)调节望远镜光轴与分光计转轴垂直。
(3)调节平行光管产生平行光。
(4)调节平行光管光轴与分光计转轴垂直.2、调节三棱镜并测量三棱镜顶角A(1)棱镜的主截面与望远镜光轴平行,注意三棱镜在活动平台上的放置方法。
(2)测量棱镜的顶角A。
3、测定最小偏向角本实验中,我们采用水银灯作为光源,在上述调好望远镜和三棱镜的基础上,测定棱镜对水银绿谱线()的最小偏向角.(1)用水银灯照亮平行光管的狭缝,转动游标盘(连同载物台),使待测棱镜处在如图2示的位置上。
转动望远镜至棱镜出射光的方向,观察折射后的狭缝像,此时在望远镜中就能看到水银光谱线(狭缝单色像)。
一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率【实验目的】1.进一步熟悉分光计调节方法;2.掌握三棱镜顶角,最小偏向角的测量方法。
【实验仪器】JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。
【实验原理】一束平行的单色光,从三棱镜的一个光学面(AB 面)入射,经折射后由另一光学面(AC 面)射出,如图5.11.1所示。
入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角,出射光和AC 面法线的夹角i '称为出射角,入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。
可以证明,当入射角i 等于出射角i '时,入射光和反射光之间的夹角δ最小,称为最小偏向角m in δ。
由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ,当'i i =时,由折射定律有'r r =,得)(2min r i -=δ(5.11.1)又因A A G r r r =-π-π=-π==+)(2'所以 =r 2A(5.11.2)由式(5.11.1)和式(5.11.2)得2minδ+=A i 由折射定律有2sin2sinsin sin minA A rin δ+==(5.11.3) 由式(5.11.3)可知,只要测出最小偏向角min δ(顶角已知),就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。
图5.11.2 测最小偏向角示意图①②图5.11.1【实验内容】1.正确调整分光计,使其满足实验要求(参阅§3.9) 2.测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角如图5.11.2所示,旋载物台,使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。
当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面,经过三棱镜AC 光学面折射出来,望远镜从毛面BC 底边出发,沿着逆时针旋转,会看到清晰的狭缝像,说明找到折射光路。
此时转动小平台连同棱镜,观察狭缝像运动状态,如果向右移动,偏向角δ变小。
再转小平台狭缝像会走到一定位置转折,使δ偏大,此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置,把望远镜对准这个转折点,记录下来,为m in T 、min 'T 。
三棱镜折射率的测定实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构,掌握分光计的调节和使用方法。
2、掌握用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。
二、实验原理当一束单色光以一定的入射角 i1 从空气入射到三棱镜的 AB 面上,经折射后从 AC 面射出,出射角为 i2。
折射光线与入射光线之间的夹角δ 称为偏向角。
当入射角 i1 改变时,偏向角δ 也随之改变。
当入射角 i1 为某一值时,偏向角δ 达到最小值δmin,称为最小偏向角。
此时的入射角 i1 和出射角 i2 满足以下关系:sin(i1 + i2) / 2 = nsin(i2 / 2)其中 n 为三棱镜的折射率。
三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯四、实验步骤1、分光计的调节粗调:调节望远镜和平行光管的俯仰调节螺钉,使望远镜和平行光管大致水平。
望远镜的调节:点亮目镜照明小灯,调节目镜,使分划板上的十字叉丝清晰。
将平面反射镜放在载物台上,使反射面与望远镜光轴大致垂直。
转动载物台,使反射镜的一个反射面正对望远镜,调节望远镜的俯仰调节螺钉,使反射回来的十字像清晰,并与分划板上的十字叉丝重合。
平行光管的调节:将狭缝调至适当宽度,点亮钠光灯,将平行光管正对钠光灯,调节平行光管的俯仰调节螺钉和狭缝调节螺钉,使狭缝像清晰,并与分划板上的竖直线平行。
2、测量三棱镜顶角将三棱镜放在载物台上,使三棱镜的一个顶角A 靠近载物台中心,且顶角A 正对平行光管。
转动望远镜,使望远镜对准三棱镜的AB 面,调节望远镜的俯仰调节螺钉,使反射回来的十字像清晰,并与分划板上的十字叉丝重合,记下此时望远镜的两个读数θ1 和θ2。
再转动望远镜,使望远镜对准三棱镜的 AC 面,同样记下望远镜的两个读数θ3 和θ4。
则三棱镜的顶角 A 为:A =|(θ1 θ2 +θ3 θ4) / 2|3、测量最小偏向角转动载物台,使平行光管的光照射在三棱镜的 AB 面上,此时在望远镜中可以看到折射光线。
慢慢转动载物台,改变入射角 i1,同时观察偏向角δ 的变化。
棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃是一种特殊玻璃,是折射率高的传统玻璃。
折射率测量是测定棱镜玻璃的一种重要性能指标,它可以用来衡量光的强度。
测定棱镜玻璃折射率的步骤如下:
1.准备需要的材料:棱镜玻璃片、折射角量角器、参照折射介质(如水、苯等);
2.经过精确切割,将棱镜玻璃片切割成规定的尺寸,并确保其整体尺寸精确;
3.将棱镜玻璃片放置在折射介质中,并用量角器测量其入射角度和折射角度;
4.测量多次,进行数据取平均,测出入射角度和折射角度的平均值;
5.用来参考的折射介质的折射率,以及上述量出的平均入射角度和折射角度,来计算棱镜玻璃片的折射率;
6.根据计算出来的结果,来判断棱镜玻璃片的折射率是否符合要求。
本文介绍了测定棱镜玻璃折射率的实验程序,传统的折射率测量是应用量角器的方法。
通过对棱镜玻璃折射率的测定,可以评估棱镜玻璃的性能。
但是,平均值的不稳定也使测量的结果可能不准确,因此在使用时要格外注意。
三棱镜折射率测量数据一、实验背景说起三棱镜,相信大家脑海中会浮现出一副经典的图像:那就是把光线从一个透明的三角形玻璃块里照射进去,结果光线折射成了彩虹色。
是不是感觉挺魔幻的?这不,科学课上我们也做过类似的实验,大家可别小看这块玻璃,它可有着不简单的物理奥秘呢。
通过研究三棱镜的折射,我们不仅可以深入理解光的传播规律,还能间接测量出折射率。
这玩意儿用起来简单,背后却蕴藏着大大的学问!今天,咱们就来聊聊这个“光的折射”话题,看看数据背后隐藏的秘密。
二、实验设备与步骤要进行这项实验,三棱镜可得准备好。
这三棱镜可不是随便找个玻璃片就行,得是经过精细加工,确保棱角锋利,透明度高,才能准确测量折射角。
我们还需要一束稳定的激光光源。
别小看这激光,它可是精确到极点的。
如果光源不稳定,那测出来的数据就得打个大大的问号了。
然后就是角度计了。
这个角度计是我们用来测量入射角和折射角的好帮手,准确度高得吓人,配合起来,测量结果就不容易出错了。
准备工作完成后,咱们就可以开始搞事情了!实验的步骤其实也不复杂,最关键的就是把光线按一定角度射进三棱镜。
大家记住,入射角越大,折射出来的角度就越明显,变化也越大。
这是因为光在不同介质中的传播速度不同,结果光线经过棱镜后就发生了折射。
而要想精确地测量出折射率,咱们就得根据不同的入射角来反复实验,每次测量好折射角,然后算出折射率。
这个过程需要小心谨慎,毕竟光学实验嘛,一不小心就会把数据搞得乱七八糟,最后结果就全乱套。
三、数据分析与结果实验数据一出来,结果让人既惊讶又有点小激动。
因为通过测量和计算,我们能得出一个数字,这个数字代表了三棱镜的折射率。
这个折射率的大小可不是随便就能得出来的,它依赖于入射角和折射角的准确测量。
咱们也可以通过不同入射角下的结果来验证这个折射率是不是稳定,是否能反映出三棱镜的真实特性。
在这次实验中,我们得出了一个大概的折射率值。
经过多次试验计算,最终得出的数值和理论值接近得让人想喊一声“太牛了”。
物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc 实验报告
实验目的:通过使用三棱镜及其折射定律,测量三棱镜的折射率。
实验仪器:三棱镜、激光光源、光屏、直尺及角度测量仪。
实验原理:三棱镜的折射定律:入射光线与三棱镜表面的夹角等于其出射光线与表面夹角的和。
即:sin i / sin r = n。
其中,i为入射角,r为出射角,n为介质的折射率。
实验步骤:
1. 将三棱镜放在光源前方,确保光线正常入射。
2. 在光屏上取一个明显的点,作为光的初始位置。
3. 在三角板上测量入射角i和出射角r。
4. 将光屏沿着光线方向移动,测量出最终光点的位置。
5. 计算得出三棱镜的折射率。
6. 重复以上步骤三次,并取平均值得到最终结果。
实验数据:在三角板上测得的三组数据如下:
第一组:i=30°,r=20.5°
实验结果:根据所测得的三组数据,计算得出三棱镜的折射率如下:
n1 = sin 30° / sin 20.5° ≈ 1.51
因此,三棱镜的平均折射率为:
实验结论:通过本次实验,可以测量出三棱镜的折射率,其平均值为1.52。
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,同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止。
然后更替狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮1 调节)。
(3)动态平衡平行光管的倾斜度。
将狭缝转至水平,调节平行光管光轴仰角调节螺丝29,使狭缝像与望远镜以使分划板的中心交叉点重合。
然后将狭缝转至竖直方向,使之与分划板十字刻度线分划的竖线重合,并无视差。
最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3。
棱镜玻璃折射率的测定一、实验目的1、掌握分光计测量角度的原理2、测定玻璃三棱镜对汞绿光的折射率 二、实验仪器汞光灯、玻璃三棱镜 三、实验原理如图所求,从平行光管射出的平行光经过三棱镜后,方向改变。
入射光S 与出射光S`之间的夹角称为偏向角δ。
δ的大小随入射角i 的变化而变化。
入射线S 经两次折射后,可以证明,当i i '=,δ有最小值min δ,称为最小偏向角,此时min)()(δδγγγγδ有最小值时当i i Ai i '=='+'-'+-= A i -=2min δ)(21min δ+=A i A 21=γ 则 2sin )(21sin sin sin min A A i n δγ+==因此,只要测定最小偏向角min δ和三棱镜顶角A ,就可以得到棱镜对这单色光的折射率。
BC1、分光计的调节2、测量最小偏向角min δ1)用汞灯照亮狭缝,将待测三棱镜置于已调好的分光计载物台上,让入射光与棱镜顶角的角平分线大致垂直。
2)先用眼睛在AC 面找出射光线(谱线),转动望远镜对准其中的绿色谱色,然后依次顺时针方向和反时针方向轻轻转动载物台(即改变入射角),注意绿色谱线的移动情况,当载物台转到某一位置时,绿色谱线突然反向移动,在这个转折点上,对于绿色谱线来说就是最小偏向角的位置。
3)细心转动载物台,使其刚好停在绿色谱线的转折位置上,固定载物台,微调望远镜,使竖直叉丝精确对准绿色谱线的中央,从分光计两边的游标读出相应值1v 和2v 。
4)将棱镜转到对称位置(即AB 面),使光线向另一侧偏转,同上寻找绿谱线的极限位置,相应的游标读数1v ' 和2v '。
5)重复6次,把数据记入下表中 6)分别按)(412211min v v v v -'+-'=δ计算最小偏向角,并算出平均值。
六、数据处理)(412211min v v v v -'+-'=δ=2sin )(21sin sin sin min A A i n δγ+===七、思考题1、分光计为什么设置两个读数游标?2、为什么采用各半调节法能迅速地将十字像与分划板上十字格重合?。
一、实验目的1. 了解分光计的结构和原理,掌握其使用方法。
2. 利用分光计测量玻璃三棱镜的折射率。
二、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。
当一束单色光入射到三棱镜的AB面上时,经过两次折射后,出射光线沿ER方向射出。
入射线LD与出射线ER的夹角称为偏向角。
当入射角改变时,偏向角也随之改变。
在某一特定入射角下,偏向角达到最小值,称为最小偏向角。
根据折射定律和几何关系,可以推导出最小偏向角与三棱镜折射率的关系,从而计算出折射率。
三、实验仪器1. 分光计2. 玻璃三棱镜3. 钠光灯4. 毛玻璃板5. 刻度尺6. 计算器四、实验步骤1. 调节分光计:按照实验要求,调整分光计的底座、平行光管、望远镜和载物台,使之光学轴线水平。
2. 调节平行光管:打开钠光灯,将狭缝装置水平放置,调节狭缝宽度,使狭缝成像清晰。
然后将狭缝装置转至竖直方向,调节平行光管仰角,使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。
3. 调节望远镜:转动望远镜,使十字刻线成像清晰。
调节望远镜的焦距,使像清晰。
4. 测量三棱镜顶角:将三棱镜放置在载物台上,使AB面与望远镜光轴垂直。
通过望远镜观察,测量顶角A的大小。
5. 测量最小偏向角:转动载物台,使光线从三棱镜的AB面入射,经过两次折射后,从AC面射出。
观察偏向角的变化,当偏向角达到最小值时,记录此时入射角i1和出射角i4。
6. 重复步骤4和5,进行多次测量,取平均值。
五、数据处理1. 计算最小偏向角:根据测量的入射角i1和出射角i4,计算最小偏向角m。
2. 计算三棱镜折射率:根据最小偏向角m和三棱镜顶角A,利用公式n = sin(A/2) / sin(m/2)计算折射率。
3. 计算误差:计算测量结果的标准误差,分析误差来源。
六、实验结果与分析1. 通过实验,成功测量了玻璃三棱镜的折射率,结果如下:折射率:n = 1.5162. 分析误差来源:a. 分光计调节误差:分光计的调节精度对实验结果有一定影响。
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。