1、大家好 本次实验报告可参照下面的模式撰写 本次实验要求在实验预习时写出实验内容和步骤内容 物理实验报告 姓名学号院系教师日期成绩 实验题目分光计的调节与使用 一 实验目的1 了解分光计的结构及工作原理2 掌握分光计的调节原理和调节方法3 学习用自准直法测量三棱镜顶角4 习学用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率 二 实验原理1 分光计的结构分光计主要由望远镜 平行光管 载物台 读数盘 底座等几部分构成 他们的作用分别是 2 分光计的调节测量前应调节分光计 使其达到 1 望远镜聚焦到无穷远 望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直 2 平行光管出射平行光 且光轴与望远镜的光轴共轴 3 待测光
2、学元件的表面与中心转轴平行 3 分光计测量角度的原理将分光计的望远镜与主刻度盘紧固在一起 与游标盘作相对旋转 使望远镜先后对准待测角的两条边线 望远镜相对于游标盘转过的角度 就等于待测角的大小 其最高精度可达1分以上 三 实验仪器分光计 汞光源 平面镜 三棱镜 四 实验内容和步骤 本实验要求在实验预习时写出以下内容1 谱线最小偏向角的测定用光路图和公式详细说明 2 三棱镜顶角的测量用光路图和公式详细说明 五 实验数据与处理 表1 最小偏向角测量数据 表2 三棱镜顶角测量数据 1 最小偏向角测量结果 2 三棱镜顶角测量结果 3 三棱镜玻璃折射率测量结果 六 问题讨论 分光计的调节与使用 分光计的
3、调节与使用 实验简介实验目的实验仪器实验原理实验内容数据记录数据处理 实验简介分光计 又名分光测角仪 是用来精确测量角度的仪器 分光计是光学实验的基本仪器之一 通过角度的测量可以计算媒质折射率 光波波长等相关的物理量 检验棱镜的棱角是否合格 玻璃砖的两个表面是否平行等 实验目的 了解分光计的结构及工作原理掌握分光计的调节原理和调节方法学习用自准直法测量三棱镜顶角学习用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率 实验仪器 分光计 平面镜 三棱镜 汞光源 实验原理 1 分光计的结构 实验原理 2 分光计的调节 测量前应调节分光计 达到 望远镜聚焦到无穷远 望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直 平
4、行光管出射平行光 且光轴与望远镜的光轴共轴 待测光学元件的表面与中心转轴平行 1 目视粗调 2 用自准直法将望远镜调焦到无穷远 观察不到反射像的原因 目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像模糊 转动目镜调节鼓轮 望远镜没有聚焦于无穷远 松开目镜筒锁紧螺钉 前后移动目镜筒 平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直 平面镜的放置方法 3 调节望远镜光轴与中心转轴垂直 载物盘水平 望远镜俯仰的各半调节 4 调节平行光管 平行光管由狭缝和准直透镜组成 实验原理 3 分光计测量角度的原理 将分光计的望远镜与主刻度盘紧固在一起 与游标盘作相对旋转 使望远镜先后对准待测角的两条边线 望远镜相对于游标盘转过的角
5、度 就等于待测角的大小 其最高精度可达1分以上 平行光管 望远镜 平行光管 望远镜 测量角度 读数方法 偏心差 主刻度盘 游标盘 平行光在三棱镜表面入射 出射光方向发生偏折 入射光和出射光之间的夹角称为偏向角 它与三棱镜材料的折射率和入射光的波长有关 棱镜顶角一定时 偏向角的大小随入射角的变化而变化 实验内容 1 谱线最小偏向角的测定 可以证明 当出射角和入射角相等时 偏向角最小 称为最小偏向角 对一定波长的入射光 最小偏向角与三棱镜顶角 材料折射率的关系如下 利用分光计测出棱镜的最小偏向角和顶角 就可以由上面的公式求出棱镜材料的折射率 测量的方法 1 使平行光管发出平行光在三棱镜AB面入射
6、2 如图所示 找到由三棱镜出射的彩色谱线 选定其中一条谱线 转动载物台 注意该谱线出射光所对应的偏向角的变化 选择使偏向角减小的方向缓慢转动载物台 当看到该谱线移至某一位置后反向移动 则逆转处即为该谱线最小偏向角出射光位置 3 先将望远镜对准最小偏向角出射光方向 使狭缝的像与分划板中央直线重合 在两园游标上读得的 是出射光方向坐标 4 同理 使望远镜对准入射光时 可读得 显然 实验内容 2 自准法测量三棱镜顶角 先测出 即可得 调节好分光计并使三棱镜的侧面AB和AC均垂直于望远镜的光轴以后 即可进行测量 方法可以是固定刻度盘和望远镜 转动游标盘和载物台 也可以是固定游标盘和载物台而转动刻度盘和望远镜 如图所示 当AB面反射的十字像与分划板的上叉丝重合时 AB面垂直于望远镜 在两园游标上读得的 是AB面的法线方向坐标 同理 当AC面垂直于望远镜时可读得 显然 由上图可知 注意事项 1 在调好望远镜光轴与分光计光轴垂直后 不要再动望远镜下方调倾镙钉 2 用分光计测量角度时 同一游标两次读数的差值是望远镜转过的角度 不要将两个游标的读数弄混 实验数据 表1测量最小偏向角 表1最小偏向角测量数据 表2三棱镜顶角测量数据 实验数据 数据处理 1 最小偏向角测量结果 数据处理 2 三棱镜顶角测量结果 数据处理 3 三棱镜玻璃折射率测量结果 再见
