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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流分光计的调整和三棱镜折射率的测定【精品文档】第 7 页分光计的调整和三棱镜折射率的测定 一、 实验目的（1） 了解分光计的结构和各部分的作用，学会分光计的调整和使用方法。（2） 学会用最小偏向角法测定棱镜材料的折射率。二、 实验仪器JJY-1型分光计、光源（钠光灯或汞灯）、三棱镜、双面平面镜 （如图1所示）三、 实验原理1、 分光计的结构分光计由平行光管、望远镜、载物台、读数装置四个主要部分构成 1-小灯2-分划板套筒3-目镜4-目镜筒制动螺丝5-望远镜倾斜度调节螺丝6-望远镜镜筒7-夹持待测件弹簧片8-平行光管9-平行光管倾斜度调节螺丝10-狭缝套筒制
2、动螺丝11-狭缝宽度调节螺丝12-游标圆盘制动螺丝13-游标圆盘微调螺丝14-放大镜15-游标圆盘16-刻度圆盘17-底座18-刻度圆盘制动螺丝19-刻度圆盘微调螺丝20-载物小平台21-载物台水平调节螺丝22-载物台紧固螺丝2、 分光计各主要部件的结构及原理的介绍（1） 平行光管：如图3所示。（2） 阿贝式自准直望远镜：由物镜、目镜及分划板组成，如图4所示。（3） 载物小平台：载物小平台（简称载物台）是用来放置待测物件的。台面下方装有3个水平调节螺丝，用来调整台面的倾斜度。（4） 读数装置：读数装置是由刻度圆盘、游标圆盘组成如图5（a）所示。角度游标读数的方法与游标卡尺的读数方法相似，如图5
3、（b）所示，其读数为测量时，要同时记下两游标指示的度数，然后算出每个游标两次读数的差，再取其平均值。3、 最小偏角法测折射率 一束平行单色光，入射AB面，经折射后从AC射出（如图6所示），入射光和出射光的夹角称为偏向角。当入射角i等于出射角i时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，以表示。 当时，由折射定律得 故有 （1） 又因 故有 （2） 由（1）式和（2）式得 由折射定律得 （3）因此，只要测出三棱镜的顶角A和最小偏向角，就可算出棱镜对单色钠光的折射率。四、 实验步骤1、 调整分光计（1） 任务和目的： 望远镜能够接收平行光（或调焦到无穷远处）。 平行光管能够发射平行光。 望远镜的主光轴垂直
4、于分光计。 平行光管主光轴与望远镜主光轴同轴等高。（2） 步骤： 粗调（目测判断）：使望远镜、平行光管和载物台面大致垂直于中心轴。 细调：调整望远镜适合观察平行光。 调节目镜，使视场中能清晰地看到“十”字形叉丝。 调节望远镜主光轴垂直于分光计的中心轴。 按图7（a）的方式，将双面镜置在载物台上。找到“十”字斑的像后，调节望远镜中的叉丝套筒，消除视差，使在望远镜中能清晰地看到像。采用渐近法（或称各自半调节法）调节，使得平面镜法线与望远镜主光轴平行，“十”字两光斑的反射像与“十”字形叉丝的上焦点重合（如图8）。旋转载物台之后也能重合。再将双面镜旋转如图7（b）所示，重复上述步骤。 调节平行光管使之
5、产生平行光并调节平行光管的主光轴垂直于分光计主轴。2、 最小偏向角法测三棱镜玻璃折射率（1） 把三棱镜放在调整好的分光计上（图9）。（2） 找到最小偏向角，确定截止线位置。（3） 读出截止光所在角度位置。移去三棱镜，再读出入射光所在角度位置。上述两角位置相减就是要测的最小偏向角的值。3、 注意事项：（1） 调节分光计时，没调好一步，调好的部件不要动。（2） 测量时，游标盘一定要固定，望远镜和刻度盘一定要锁定。（3） 转动三棱镜找最小偏向角，对每条折射光都应重复该过程。（4） 两条黄色折射光靠的要近，为区分它们，可将狭缝调小些。蓝绿折射光较弱，看不到时，可将狭缝调大些。五、 实验数据1、 测三棱
6、镜顶角122、 测最小偏向角，计算出折射率n。黄1黄2绿蓝绿蓝紫入射光n1.65031.65031.65421.66151.67461.6843（nm）579.2577.8546.2511.87472.55435.7589.4作出曲线则斜率k=15668，截距b=1.6116n与的函数关系为：误差分析：（1） 由于光线的问题和其他外界因素会影响光的传播方向；（2） 测量最小偏向角时未将光束对准分划板中心轴；（3） 未固定好游标盘；（4） 读数时的误差。六、 课后习题1、 当平光管的狭缝很宽时，对测量有什么影响？答：如果狭缝太宽,则在望远镜中难以看到狭缝清晰的图像,而后面的测量要用到狭缝的成像，
7、影响实验结果。2、已调好望远镜光轴垂直仪器主轴。若将平面镜取下后又放到载物台上（放的位置与拿下前的位置不同），发现两镜面又不垂直望远镜主光轴了，即反射像的位置有不正确了。这是为什么？是否说明望远镜光轴还没调节好？答：不能说明望远镜光轴还没有调好.因为将平面镜取下后,又放到载物台上（放的位置与拿下前的位置不同）,这时平面镜已经不与仪器主轴平行了,所以不能说明望远镜光轴还没有调好.3、用自准法调节望远镜时，如果望远镜中十字孔在物镜焦点以内，则十字孔经平面镜反射回望远镜后的像将在何处？答：将平面镜里面的像看作实物处理,即平面镜里有一个与镜子外面真实的物镜A一样的透镜A（镜子里外各有一个物镜和叉丝）,这样“十字孔经平面镜反射回望远镜后的像”其实就是镜子里的叉丝通过A和A两个透镜成的像,然后就可以用透镜成像公式来分析像的最终位置。4、如何找到偏向角最小时的三棱镜位置？答：以绿色光线为例，在载物台上转动三棱镜使绿色光线朝偏向角减小的方向移动，直到三棱镜沿着同方向转动时，该光线在某个位置不再向前移动而向相反的方向移动(即偏向角反而变大为止)，则这个位置就是最小偏向角位置。5、用汞灯做光源测定最小偏向角时，当测完黄光的最小偏向角后，能否不再转动载物台，只稍微移动望远镜即可测出其他波长的最小偏向角？是说明之。答：不可以。 因为测其它光时，由于折射率不同，最小偏向角不同。