《測定三棱鏡折射率》物理實(shí)驗報告

　　【實(shí)驗目的】

　　利用分光計測定玻璃三棱鏡的折射率；

　　【實(shí)驗儀器】

　　分光計，玻璃三棱鏡，鈉光燈。

　　【實(shí)驗原理】

　　最小偏向角法是測定三棱鏡折射率的基本方法之一，如圖10所示，三角形ABC表示玻璃三棱鏡的橫截面，AB和 AC是透光的光學(xué)表面，又稱(chēng)折射面，其夾角a稱(chēng)為三棱鏡的頂角；BC為毛玻璃面，稱(chēng)為三棱鏡的底面。假設某一波長(cháng)的光線(xiàn)LD入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)過(guò)兩次折射后沿ER方向射出，則入射線(xiàn)LD與出射線(xiàn)ER的夾角 稱(chēng)為偏向角。

　　【實(shí)驗內容與步驟】

　　1．調節分光計

　　按實(shí)驗24一1中的要求與步驟調整好分光計。

　　2．調整平行光管

　　(1)去掉雙面反射鏡，打開(kāi)鈉光燈光源。

　　(2)打開(kāi)狹縫，松開(kāi)狹縫鎖緊螺絲3。從望遠鏡中觀(guān)察，同時(shí)前后移動(dòng)狹縫裝置2，直至狹縫成像清晰為止。然后調整狹縫寬度為1毫米左右（用狹縫寬度調節手輪1調節）。

　　(3)調節平行光管的傾斜度。將狹縫轉至水平，調節平行光管光軸仰角調節螺絲29，使狹縫像與望遠鏡分劃板的中心橫線(xiàn)重合。然后將狹縫轉至豎直方向，使之與分劃板十字刻度線(xiàn)的豎線(xiàn)重合，并無(wú)視差。最后鎖緊狹縫裝置鎖緊螺絲3。此時(shí)平行光管出射平行光，并且平行光管光軸與望遠鏡光軸重合。至此分光計調整完畢。

　　3．測三棱鏡的折射率

　　(1)將三棱鏡置于載物臺上，并使玻璃三棱鏡折射面的法線(xiàn)與平行光管軸線(xiàn)夾角約為60度。

　　(2)觀(guān)察偏向角的變化。用光源照亮狹縫，根據折射定律判斷折射光的出射方向。先用眼睛（不在望遠鏡內）在此方向觀(guān)察，可看到幾條平行的彩色譜線(xiàn)，然后慢慢轉動(dòng)載物臺，同時(shí)注意譜線(xiàn)的移動(dòng)情況，觀(guān)察偏向角的變化。順著(zhù)偏向角減小的方向，緩慢轉動(dòng)載物臺，使偏向角繼續減小，直至看到譜線(xiàn)移至某一位置后將反向移動(dòng)。這說(shuō)明偏向角存在一個(gè)最小值（逆轉點(diǎn)）。譜線(xiàn)移動(dòng)方向發(fā)生逆轉時(shí)的偏向角就是最小偏向角。

　　1 用望遠鏡觀(guān)察譜線(xiàn)。在細心轉動(dòng)載物臺時(shí)，使望遠鏡一直跟蹤譜線(xiàn)，并注意觀(guān)察某一波長(cháng)譜線(xiàn)的.移動(dòng)情況（各波長(cháng)譜線(xiàn)的逆轉點(diǎn)不同）。在該譜線(xiàn)逆轉移動(dòng)時(shí)，擰緊游標盤(pán)制動(dòng)螺絲27，調節游標盤(pán)微調螺絲26，準確找到最小偏向角的位置。

　　2 測量最小偏向角位置。轉動(dòng)望遠鏡支架15，使譜線(xiàn)位于分劃板的中央，旋緊望遠鏡支架制動(dòng)螺絲21，調節望遠鏡微調螺絲18，使望遠鏡內的分劃板十字刻度線(xiàn)的中央豎線(xiàn)對準該譜線(xiàn)中央，從游標1和游標2讀出該譜線(xiàn)折射光線(xiàn)的角度 和 。

　　3 測定入射光方向。移去三棱鏡，松開(kāi)望遠鏡制動(dòng)螺絲21，移動(dòng)望遠鏡支架15，將望遠鏡對準平行光管，微調望遠鏡，將狹縫像準確地位于分劃板的中央豎直刻度線(xiàn)上，從兩游標分別讀出入射光線(xiàn)的角度 和 。

　　4 按 計算最小偏向角 （取絕對值）。

　　5 重復步驟1~6，可分別測出汞燈光譜中各譜線(xiàn)的最小偏向角 。

　　6 按式（9）計算出三棱鏡對各波長(cháng)譜線(xiàn)的折射率。計算折射率n的數據表格3。

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