用分光计测棱镜玻璃的折射率.ppt

大学物理实验大学物理实验 用分光计测棱镜玻璃的折射率用分光计测棱镜玻璃的折射率一、实验目的一、实验目的 1、掌握分光计的测量原理及调节方法2、用自准法测三棱镜的顶角3、用最小偏向角法测量棱镜玻璃的折射率重点：分光计的调节方法难点：分光计的测量原理平行光管出射的平行光射平行光管出射的平行光射 向三棱镜的两个光学表面向三棱镜的两个光学表面 ，用望远镜分别接收两表，用望远镜分别接收两表 面的反射光，就可计算出面的反射光，就可计算出 两束光的夹角两束光的夹角ΦΦ由几何由几何 关系可以证明关系可以证明ΦΦ与三棱镜与三棱镜 顶角顶角A A的关系为的关系为Φ Φ = 2= 2A A 1.1.反射法测三棱镜顶角反射法测三棱镜顶角二、实验原理二、实验原理 2.2.最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率平行光l1射向顶角为A的三棱镜的侧面AB，经过折射后由另一侧面AC射出，入射光l1与折射光l2的夹角δ称为偏向角根据图中的几何关系与折射定理可得如下关系2.2.最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率由上式可知，只要测出最小偏向角δmin和三棱镜顶角A，就可以计算出棱镜玻璃的折射率n。

三、实验仪器三、实验仪器JJY型分光计 双面镜三棱镜汞灯及电源分光计的基本构造四、实验内容四、实验内容1、调节分光计（1）调节的基本要求 分光计的调节有“三垂直”的几何要求和“ 三聚焦”的物理要求2）调节的步骤1）目测粗调“三垂直”2）调叉丝对目镜聚焦3）调望远镜对无穷远聚焦 4）调望远镜主光轴与分光计主轴垂直5）调载物台平面与分光计主轴垂直6）调节狭缝对平行光管物镜聚焦7）调节平行光管主光轴与分光计主轴垂直2、用反射法测量三棱镜的顶角A3、测量最小偏向角用反射法测量三棱镜的顶角测量最小偏向角入射光波长1、在实验中，拿放光学器件时，要轻拿轻 放，注意不要用手接触光学面 2、在转动望远镜时，不要直接转镜筒，而 是转动望远镜下面的支架 3、在测量偏转角度时，一定要固定度盘和望 远镜，让它们仪器转动 五、实验注意事项六、思考题1、能否直接通过三棱镜的两个光学面来调 望远镜主光轴与分光计主轴垂直？2、转动望远镜测角度之前，分光计的哪些 部分固定不动？望远镜应和什么盘一起转 动？ 3、通过实验，你认为分光计调节的关键在何 处？“三垂直” 是指载物台平面、望远镜的主光轴 、平行光管的主光轴必须与分光计主轴垂直。

三聚焦”是指叉丝对目镜聚焦，即在目镜能看到清晰 的叉丝像；望远镜对无穷远聚焦，即平面镜返回清晰 的绿十字像；狭缝对平行光管物镜聚焦，即在望远镜 中看到清晰的狭缝的像1、调节 望远镜水 平调节螺 钉3、调节平行 光管的水平调 节螺钉2、调节载物台 水平调节螺钉目测粗调“三垂直 ” 调节叉丝对目镜聚焦打开电源，让照明小灯照亮 望远镜视场旋转目镜，改 变目镜与分划板之间的距离 ，同时眼睛从目镜中观察， 直到看到的叉丝变清晰，此 时叉丝正好位于目镜的焦平 面上调望远镜对无穷远聚焦 将双面镜放置于载物台上，放置时 ，双面镜两镜面的对称轴线要与载 物台上某一条刻线重合（如右图） 转动载物台，使双面镜的某一面 对准望远镜，观察望远镜内的分划 板上有无绿色十字像若无，则适当调节镜面的 俯仰角度，以使十字像出 现在望远镜视场中松开 目镜锁紧螺钉，伸缩分划 板套筒，调节分划板与物 镜间的距离，直到绿色十 字像最清晰并与叉丝无视 差为止经目测粗调后，从双面镜的两个反射 面都能看到十字像用“减半”调节法 调节载物台下的调平螺丝和望远镜高 低调节螺丝，达到从双面镜的两个反 射面反射回来的十字像都与分划板的 上十字线重合。

调节望远镜主光轴与分光计主轴垂直调节望远镜主光轴与分光计主轴垂直减半调节法减半调节法每次让十字像向分划板上十字 线靠近一半，转过180°后，再 靠近一半对于每一个反射面 的每一次调节都必须是：载物 台和望远镜各调一半如此反 复调节，可较快的使十字像与 分划板上十字线重合调节载物台平面与分光计主轴垂直将双面镜转到与载物台 刻线垂直的方向 (如右 图),然后调节载物台的 水平螺钉C,使绿色十字 像与调节用叉丝完全重 合．调节狭缝对平行光管的物镜聚焦松开锁紧螺钉,伸缩狭缝套筒,直到从望远 镜中看到的狭缝像最清晰且与叉丝无视差 为止 调节平行光管主光轴与分光计主轴垂直松开平行光管锁紧螺钉，将平行光管旋 转90度，使狭缝像变成水平，然后调节 水平调节螺钉，使狭缝的像与测量用叉 丝水平线重合．平行光管出射的平行光平行光管出射的平行光 射向三棱镜的两个光学射向三棱镜的两个光学 表面，用望远镜分别接表面，用望远镜分别接 收两表面的反射光，就收两表面的反射光，就 可计算出两束光的夹角可计算出两束光的夹角 ΦΦ由几何关系可以证由几何关系可以证 明明ΦΦ与三棱镜顶角与三棱镜顶角A A的关的关 系为系为Φ Φ = 2= 2A A 1.1.反射法测三棱镜顶角反射法测三棱镜顶角分光计的测量原理δ ＝(α2-α1+β2-β1)/2 δ 平行光管α2 β2 望远镜平行光管α1 β1 望远镜。