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文檔簡介

三棱鏡折射率與入射光波長關系的研究實驗要求已知棱鏡頂角,用什么方法測量它的折射率?作出折射率—波長關系曲線。二、實驗目的1、用最小偏向角法測定棱鏡玻璃的折射率;2、探究折射率與入射波長的關系。三、實驗儀器分光計、光源(汞燈)、三棱鏡、平面鏡四、實驗原理三棱鏡如圖02-16所示,AB和AC是透光的光學表面,又稱折射面,其夾角稱為三棱鏡的頂角;BC為毛玻璃面,稱為三棱鏡的底面。最小偏向角法測三棱鏡玻璃的折射率如圖所示,假設有一束單色平行光LD入射到棱鏡上,經過兩次折射后沿ER方向射出,則入射光線LD與出射光線ER間的夾角稱為偏向角.轉動三棱鏡,改變入射光對光學面AC的入射角,出射光線的方向ER也隨之改變,即偏向角發生變化.沿偏向角減小的方向繼續緩慢轉動三棱鏡,使偏向角逐漸減??;當轉到某個位置時,若再繼續沿此方向轉動,偏向角又將逐漸增大,此位置時偏向角達到最小值,稱為最小偏向角.可以證明棱鏡材料的折射率與頂角及最小偏向角的關系式為:利用三棱鏡的頂角=60°及測出最小偏向角,即可由上式算出棱鏡材料的折射率n。實驗中汞燈發出的是由波長為671(橙光)、546(綠)、435(藍)、404(藍紫)組成的復色光。測出各波長色光通過三棱鏡的最小偏向角,進而可求出各波長色光通過三棱鏡的折射率n。實驗內容與步驟分光計的調節:分光計由五部分組成:三腳架座、望遠鏡、載物平臺、平行光管和游標盤.其結構見圖02-21和圖02-22圖02-211.平行光管2.載物臺3.刻度盤4.望遠鏡5.狹縫寬度調節旋鈕6.望遠鏡目鏡鎖緊螺釘7.目鏡視度調節手輪8.望遠鏡目鏡體前后移動手輪9.望遠鏡水平調節螺釘10.載物臺鎖緊螺釘11.狹縫體鎖緊螺釘12.狹縫體系統前后移動手輪13.游標盤微調螺釘14.平行光管水平調節螺釘15.望遠鏡止動螺釘16.望遠鏡光軸高低調節螺釘17.小棱鏡照明系統18.刻度盤微調螺釘19.刻度盤止動螺釘20.游標盤調平螺釘21.游標盤止動螺釘22.平行光管軸高低調節螺釘分光計讀數系統由主刻度盤(刻度范圍0-360度,分度值0.5度)與游標盤(游標讀數示值1分)組成.望遠鏡(連同刻度盤)轉動的制動螺釘;②控制望遠鏡微動的螺釘。三棱鏡折射率的測定

分別放松游標盤和望遠鏡的制動螺絲,轉動游標盤(連同三棱鏡)使平行光射入三棱鏡的AC面,轉動望遠鏡在AB面處尋找平行光管中狹縫各色光的像.然后向一個方向緩慢地轉動游標盤(連同三棱鏡)在望遠鏡中觀察狹縫像的移動情況,當隨著游標盤轉動而向某個方向移動的狹縫像,正要開始向相反方向移動時,固定游標盤.輕輕地轉動望遠鏡,使分劃板上豎直線與狹縫像對準,記下兩游標指示的讀數,記為T5、T5’;然后取下三棱鏡,轉動望遠鏡使它直接對準平行光管,并使分劃板上豎直線與狹縫像對準,記下對稱的兩游標指示的讀數,記為T6、T6’,可得重復測量三~五次求平均.用上式求出棱鏡的折射。重復上述依次求出個色光折射率完成下表。光頻率(λ)T5T6紫光(404.7)344°47′164°23′219°33′39°23′125°14′1.1326藍光(435.8)345°51′165°53′219°20′39°23′126°30′1.1208綠光(546.1)348°01′168°02′219°21′39°22′128°40′1.1099黃光(578)348°15′168°16′219°21′39°24′128°52′1.1081七、數據處理作出折射率與入射光波長關系曲線圖,分析出三棱鏡折射率與入射光波長關系。八、實驗可行性綜上所述原理符合物理學原理,實驗室儀器滿足數據測量需要,數據處理和誤差計算方案符合實驗要求,實驗可行。九、注意事項

1.望遠鏡、平行光管上的鏡頭,三棱鏡、平面鏡的鏡面不能用手摸、揩.如發現有塵埃時,應該用鏡頭紙輕輕揩擦.三棱鏡、平面鏡不準磕碰或跌落,以免損壞.

2.分光計是較精密的光學儀器,要加倍愛護,不應在制動螺絲鎖緊時強行轉動望遠鏡,也不要隨意擰動狹縫.

3.在測量數據前務須檢查分光計的幾個制動螺絲是否鎖緊,若未鎖緊,取得的數據會不可靠.4.測

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