折射法测定棱镜折射率

《折射法测定棱镜折射率》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验名称：折射法测定棱镜折射率实验目的：熟悉分光计的构造以及调节和使用。学习确定最小偏向角的方法。学习测定棱镜折射率的方法。实验原理及背景知识介绍：折射率是描述物质光学性质的物理量，折射率的大小与物质的状态有关，还与光的波长有关。对于不同的物质状态，折射率的测量方法也不尽相同，而最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一。实验原理及背景知识介绍：三棱镜是由折射平面组成的光学系统。具体说来，它是由两个或两个以上的不平行的折射平面围成的透明介质元件。它的主要作用是使通过它的光线的行进方向相对与原来的方向发生偏折。所以偏向角是它的主

2、要特征量。如图1入射光线SD与出射光线ES’之间的夹角δ，称为光在三棱镜截面内的偏向角。图1棱镜折射示意图实验原理及背景知识介绍：对于给定顶角的三棱镜，随而变。在实验中可以观察到当变化时，有一个最小值，称为最小偏向角。这时入射光的方向和出射光的方向是关于三棱镜对称的。当偏向角达到最小值时，则三棱镜的折射率为：实验内容：１．调节分光计（1）把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰；（2）把望远镜调节到适合观察平行光；（3）把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直；（4）把平行光管调节到能够出射平行光；（5）把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴

3、；（6）把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。实验内容：2、测定棱镜的折射率则，棱镜的折射率为：根据棱镜折射的光路图，放置好三棱镜，旋转载物台去寻找最小偏向角的位置并记录，移动望远镜对准入射光的位置并记录，即可以计算棱镜的最小偏向角：实验步骤：一．调节分光计。四．记录入射光的方位角二．寻找最小偏向角。三．记录最小偏向角的方位角。五．计算最小偏向角。六．计算待测棱镜的折射率。一、调节分光计1．粗调（1）目测粗调使望远镜光轴大致水平，并粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。（2）调节载物台水平度调节螺丝使载物台台面大致水平。一、调节分光计2、

4、调节望远镜（1）目镜调焦目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝。调焦办法：接通仪器电源，把目镜调焦手轮旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察，直到分划板刻线成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止（如图3）。遮光窗图3目镜分划板一、调节分光计2、调节望远镜（2）应用自准法对望远镜调焦，使其适合观察平行光a、接上电源，将分划板照亮。b、将双面反射镜放在载物台上（如图4）。c、调节望远镜府仰角螺钉，寻找经过平面镜反射回来的的绿十字，并前后移动目镜装置对望远镜调焦，使绿十字叉

5、丝成像清晰（如图5）。图4双面反射镜的放置图5双面反射镜反射回来的绿十字一、调节分光计2、调节望远镜（3）应用各半调节法调节望远镜的光轴与仪器的主轴垂直。a、望远镜内出现清晰的绿十字叉丝像，而与分划板上方的十字刻度线有一定的高度差h（图6a）。b、调节望远镜光轴仰角调节螺丝，使高度差h减小一半（图6b）。c、再调节载物台调平螺丝b或c，使高度差全部消除（图6c）。图6各半调节法示意图一、调节分光计d、旋转载物台，使双面反射镜转过180°，重复各调一半法，使绿十字叉丝像如图6(c)所示。e、重复上述步骤，使经双面反射镜两个面反射的

6、的绿十字叉丝像均如图6(c)所示。一、调节分光计3、调节平行光管（1）调节平行光管，使其适合观察平行光调节平行光管上的狭缝装置在平行光管轴线上的位置，直到狭缝的像最清晰，此时平行光管出射平行光，如图7所示。图7平行光管出射平行光一、调节分光计3、调节平行光管（2）调节平行光管，使其与望远镜共轴旋转狭缝90o，使其与目镜分划板水平刻线平行，调节平行光管水平调节螺钉，使狭缝与目镜视场中心的水平刻线重合，如图8所示。图8平行光管与望远镜共轴示意图一、调节分光计3、调节平行光管（3）调节缝宽适中（0.5mm左右）旋转狭缝90o，使其与目

7、镜分划板竖直刻线平行，调节狭缝宽度调节手轮，使狭缝宽度适中，如图9所示。图9狭缝宽度调节示意图二、寻找最小偏向角1、按照棱镜折射光路图放置好三棱镜：图棱镜折射光路图，BC为三棱镜的底面δ为折射光线的偏向角二、寻找最小偏向角2、寻找折射光用光源照亮狭缝，根据折射定律判断折射光的出射方向，同时移动望远镜观察，可看到几条平行的彩色谱线，即为折射光。二、寻找最小偏向角3、观察偏向角的变化慢慢转动载物台，同时注意谱线的移动情况，观察偏向角的变化。顺着偏向角减小的方向，缓慢转动载物台，使偏向角继续减小，直至看到谱线移至某一位置后将反向移动，

8、即为最小偏向角的位置。三、测定最小偏向角的方向转动望远镜支架，使绿色谱线位于分划板的中央，调节望远镜微调螺丝，使望远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对准该绿色谱线中央，从游标“1”和游标“2”读出该折射光线的角度。四、测定入射光方向移动望远镜支架，将望远镜对准平