绿光的棱镜折射率的测定

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1、绿光的棱镜折射率的测定一．实验名称：绿光的棱镜折射率的测定二．实验目的：①学习调节和使用分光计②用分光计测定三棱镜对钠光的折射率三．实验仪器：①JJY—1型分光计②钠光灯③三棱镜四．实验原理：当光线自空气经三棱镜射出后，由于折射的关系，光线将发生偏转，出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角。用δ表示。偏向角δ的大小随着入射角ί的改变向改变的。当入射角ί等于出射角r’时，偏向角δ具有最小值。把此时的偏向角称为最小偏向角。用δmin表示。BCANNίr’δrί’由图可知：δ=（ί-r）+(r’-ί’)=(ί+r’)-(ί’+r)因为ί

2、’+r=α(α为三棱镜的折射棱角即顶角)所以：δ=（ί+r’）-α可见，δ是ί与r’的函数。可以证明，当ί=r’时，δ为最小，此情况下ί=r’，r=ί’设棱镜对某种波长光的折射率为n，由折射定律得：N=sinί/sinr=sinr’/sinί’=sin[（ί+r’）/2]/sin[(ί+r’)/2]=sin[(δmin+α)/2]/sin(α/2)由上式可知，只要测出光线的最小偏向角δmin折射棱角α，就可以求出三棱镜，对该波长光的折射率。五．实验步骤（1）调节分光计。为了精确测量，必须将分光计调好，分光计调节好的标准是：①平行光

3、管能发出平行光②望远镜能接受平行光③望远镜光轴和平行光管光轴与仪器的主轴相垂直。（2）用分光计测量最小偏向角①打开钠光灯开关，调节分光计与钠光灯的相对位置。使钠光灯位于平行光管轴线的延长线上。用望远镜正对平行光管。使其能看到清晰地狭缝象，再放上三棱镜在载物平台上②先用眼睛观察，找到经三棱镜折射后的钠光谱线，然后将望远镜转到该位置上③将望远镜和刻度盘固定在一起，缓缓转动载物小平台，带动三棱镜一起转动，观察钠光谱线的偏向角是在增加还是减小，将载物小平台和三棱镜朝着使偏向角减小的方向转动，一旦发现谱线有向相反方向偏转的趋势，就准确找准此

4、位置，将载物台和三棱镜固定，此位置对应的偏向角即为最小偏向角，然后将望远镜叉丝焦点对准钠光谱线，从双游标上的读书读出Ø1和Ø2，它们的平均值即为出射谱线所在的方位。④取下三棱镜，让望远镜正对平行光管，使狭缝象通过叉丝交点。记下此时的两个游标上的读书Ø1’和Ø2’。他们的平均值就是入射线的方位，然后，用公式求得三棱镜的最小偏向角：δmin=∣1/2(Ø1+Ø2)-1/2(Ø1’+Ø2’)∣（3）测量三棱镜的折射顶角将三棱镜折射棱角对着平行光管，当平行光射到三棱镜的两个光学面上时，转动望远镜在两个适当的位置就可以看到，由此两个光平面反

5、射的狭缝象。根据集合关系可以证明，望远镜在看到狭缝的两个象时，两次刻度盘游标尺上读数之差就等于折射顶角的两倍，由此可求出α角的数值。六．数据记录及处理°(1)测量最小偏向角次数Ø1Ø2（Ø1+Ø2)/2Ø1’Ø2’(Ø1’+Ø2’)/2δminδmin1270°90°180°322°30142°35232°3352°3353°32277°597°8187°7329°15149°15239°1552°83279°2199°23189°22332°48152°46242°4753°25(2)测三棱镜折射顶角α次数Ø1Ø2（Ø1+Ø2)

6、/2Ø1’Ø2’(Ø1’+Ø2’)/2αα1162°30342°50252°4035°30225°28135°2960°1160°112163°16343°25253°2036°26226°24136°2560°53167°13347°18257°1533°2223°133°160°5（3）求折射率n=sin[(δmin+α)/2]/sin(α/2)=1.67（4）求相对误差（n-n标）/n标×100%=14.4%六．思考题①实验中要求安全使用三棱镜，应该注意哪些问题？答：应该注意三棱镜的轻拿轻放，使用前擦拭干净三棱镜，注意三棱镜

7、的两个光学平面。②用自准直发调节望远镜适合于观察平行光的主要步骤是什么？答：①平行光管能发出平行光②望远镜能接受平行光③望远镜光轴和平行光管光轴与仪器的主轴相垂直。③为什么分光计要用两个游标读数？答：因为一个游标读表时会产生偏心差，用两个读数，则其中一个偏心表为正，向另一个为负，且它们的绝对值大小相等，故相互抵消，这就消除了偏心差。090403223倪文强09电科（2）