测定三棱镜折射率

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1、三棱镜折射率的测定【实验目的】1、了解分光计的结构及其基本原理；2、学习分光计的调节方法；3、测定三棱镜顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象；4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠光的折射率。【实验仪器】JJY型分光计，汞灯或钠灯，平面反射镜，三棱镜【实验原理】一束单色光以i角入射到AB面上，经棱镜两次折射后，从AC面射出来，出射角为i。12入射光和出射光之间的夹角称为偏向角。当棱镜顶角A一定时，偏向角的大小随入射角i的变化而变化。而当ii时，为最小(证明略)。这时的偏向角称为最小偏向角，记112为。min图11-2-1测三棱镜折射率光路图图11

2、-2-2最小偏向角测量示意图由图2-1中几何关系得到'Ai12min'Aiii(11-2-1)111221i(A)1min2设棱镜材料折射率为n，根据折射定律，则'Asininsininsin112Aminsinsini12故n(11-2-2)AAsinsin22由此可知，要求得棱镜材料的折射率n，必须测出其顶角A和最小偏向角。折射率是光波波长的函数非单色光源（如汞min灯）发出的光，经过三棱镜折射以后，其中各单色光成分会有不同的偏向角，出射光形成色散光谱线。偏向角可以分别测量。一般折射率常用钠黄光而言，记做n。D【

3、实验内容】1、分光计的调节（调节要求和方法见前述）图11-2-3三棱镜色散2、用自准直法或反射法测三棱镜的顶角A，测量四次(原理和方法见前述)3、测量低压汞灯出射光谱线中绿光的最小偏向角1）将平行光管狭缝对准汞光源，并使三棱镜、望远镜和平行光管处于如图2-2所示相对位置，即可在望远镜中彩色光谱线（即狭缝的单色像）。调节缝宽，使光谱线细而清晰地成像在望远镜分划板平面上。2）轻轻转动载物台(改变入射角)，在望远镜中将看到谱线跟着动。使谱线往δ减小的方向移动(向顶角A方向移动)。望远镜要跟踪光谱线转动，直到棱镜继续转动，而谱线开始要反向移动(即偏向角反而

4、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，再使望远镜微动，使其分划板上的中心竖线对准其中的那条绿谱线(546.1mm)。记下此时两游标处的读数（（、），取下三棱镜(载物台保持不动)，转动12望远镜对准平行光管，以确定入射光的方向，再记下两游标处的读数（、）。3413）按，计算最小偏向角，重复测量四次，计算出的平min3142min2均值。【数据处理与分析】1、列表记录所有测量数据，表格请自拟。2、将测出的顶角A和最小偏向角平均值代入（2）式，求出绿光的折射率n。min绿附：不确

5、定度计算公式如下：2Ai(AiA)22ASASA仪5512i(i)22SS仪5511minAA1minAAcossinsincosn222222nAAAA2Asin21minAcosn22nAsin222n(n)A(n)nEn100%nnnn【思考题】1）分光仪分划板的叉丝竖线清晰应该如何调节？要看清反射的“＋”字又如何调节？2）如何调节分光仪使望远镜的主轴与载物台的中心轴垂直？3）如何调节平行光管与望

6、远镜共轴？4）顶角如何测量?5）如何确定最小偏向角的出射方位?