三棱镜偏向角与光折射率的测定答辩实验报告.ppt

2011年年12月月31日日浙江大学宁波理工学院浙江大学宁波理工学院实验目的实验目的:1.掌握分光计的调整和使用2.学习用最小偏向角求折射率3.测量入射角i和偏向角θ，绘制绿光 偏向角的特性曲线上一页下一页实验器材：实验器材：分光计及双面镜三棱镜下一页上一页钠光灯及电源分光计的调整方法：分光计的调整方法： 在实验的一开始，我们要先对分光计进行一个调整以保证之后实验数据测量的准确度①望远镜调焦到无穷远处，平行光能成像清望远镜调焦到无穷远处，平行光能成像清晰晰转动望远镜目镜（即调整目镜到分划板的距离）使分划板上的刻线成像清晰在载物台上，放上双面镜在目镜视场中，寻找叉丝的像，成像清晰②望远镜的光轴与分光计中心轴垂直，载物台平面垂直于分望远镜的光轴与分光计中心轴垂直，载物台平面垂直于分 光计中心轴光计中心轴 （详见具体操作）（详见具体操作）③平行光管发射平行光，其光轴与分光计中心轴垂直平行光管发射平行光，其光轴与分光计中心轴垂直以已调整好的望远镜作为基准，调节平行光管狭缝至透镜的距离，使在望远镜中能看到狭缝清晰的像，且狭缝与分划板上的刻线无视差。

再调节平行光管倾斜度调节螺钉，使狭缝像处于分划板上下横线上下一页上一页 根据双面镜前后两个面都是平行的，且其都与底座都是垂直的，若望远镜和载物台已和分光计中心轴调成垂直，则平面镜放在载物台上应能看到如图二的图像，转过180度后，也应该是相同的 （图一）（图二）下一页上一页第一步：第一步：如图（a），在载物台上a、b、c螺钉中任选二个调节，如选a、c双面镜的面与a、c连线垂直在目镜中观察，直到叉丝都处在上横线处第二步：第二步：将双面镜转动90度，即放在a、c连线平行的直线上，见图（b），这时不能再动a、c螺钉，调节螺钉b，使之反射像与叉丝重合下一页上一页 将待测的三棱镜LMN放置在载物台上，如图所示，ABC为调节载物台的三个螺丝，先使三棱镜的两个光学平面LM、LN分别和AB、AC垂直，然后反复地吧自准直望远镜转到OE和OH位置处，调节望远镜和调节螺丝A与B，直到自准直望远镜的光轴既垂直于光学平面LM又垂直于光学平面LN为止对分光计进行了如上的调整后，我们开始做三棱镜的偏向角特性和色光折射率的测定实验：1.用自准值法测量三棱镜的顶角用自准值法测量三棱镜的顶角下一页上一页原理：原理：如图所示，若要得到三棱镜的顶角A，平行光线分别垂直入射三棱镜的AB、AC两个反射面，由原路返回的两反射的方向为 ，则三棱镜的顶角就为: 下一页上一页实验数据记录及处理：实验数据记录及处理： 顶角角度的测量顶角角度的测量角度角度次数次数左左右右A窗窗B窗窗A窗窗B窗窗1316º45′ 136º45′ 196º43′16º44′2321º26′ 141º25′ 201º28′21º28′3300º12′ 120º10′ 180º10′00º09′4331º15′ 141º14′ 216º15′21º14′　　60º00′59º58′60º00′58º45′下一页上一页2.测量入射角和偏向角，给出最小偏向角，计算光测量入射角和偏向角，给出最小偏向角，计算光的折射率的折射率复色光通过棱镜后，将会产生不同的偏折，使之光线通过棱镜发生色散。

复色光通过棱镜发生偏折现象，如图由图可知，最小偏向角即为θ下一页上一页实验数据记录及处理：实验数据记录及处理： 色光偏向角的测量色光偏向角的测量折射折射光光A A窗窗B B窗窗入射白光入射白光 θA A窗窗B B窗窗黄光黄光1 194º59′274º59′44º59′224º59′50º00′黄光黄光2 295º58′275º59′44º59′224º58′51º00′绿光绿光96º33′276º33′45º15′225º15′51º18′紫光紫光1 196º45′276º45′43º18′223º18′53º27′紫光紫光2 296º57′276º58′42º29′222º29′54º28′折射光折射光折射率折射率黄光黄光11.6429黄光黄光21.6531绿光绿光1.6561紫光紫光11.6771紫光紫光21.6868根据公式：下一页上一页3.测量入射角测量入射角i和偏向角和偏向角θ之间的关系，绘制之间的关系，绘制i- θ特特 性曲线图，求得绿光的最小偏向角性曲线图，求得绿光的最小偏向角 定性地看出，当θ取最小值时，反射角等于入射角，则根据入射角与反射角的角游标，可以测出入射角i 同理，也可以根据入射光与折射光的角游标，可以测出偏向角θ。

有了i和θ角之后，我们就可以绘制i-θ特性曲线图下一页上一页实验数据记录及处理：实验数据记录及处理： 绿光绿光i与与θ的关系的关系数组数组绿光绿光白中白中白右白右iθA窗窗B窗窗A窗窗B窗窗A窗窗B窗窗折射率折射率190º55′270º56′38º47′218º47′342º350′152º35′61º12′52º09′1.6584293º16′273º15′41º21′221º20′338º39′158º40′62º41′51º55′1.6519394º12′274º13′42º50′222º49′337º49′157º35′65º14′51º23′1.6369495º10′275º11′43º48′223º48′336º35′156º35′67º13′51º22′1.6277595º28′275º30′44º10′274º10′336º20′156º21′67º50′51º19′1.6239695º52′275º53′44º35′224º35′335º50′155º49′68º46′51º17′1.6185796º25′276º26′45º10′225º10′335º20′155º19′69º51′51º16′1.6121897º05′277º05′45º48′225º49′234º49′154º49′70º59′51º16′1.6049998º51′278º51′47º20′227º21′330º05′153º06′75º45′51º30′1.5726下一页上一页下一页上一页其实除了用最小偏向角测色光的折射率外，还能用任意角测量色光的折射率。

测出入射、反射、折射光线的方位角a、b、c之后，可以算出入射角i和偏向角θ解方程可以得：然后我们可以多次测量，取平均值，也可以算出色光的折射率返回数据谢 谢 ！。