灼烧硅酸铝钠产生玻璃三棱镜对钠黄光的折射率相应电子能量变化是

物理实验中分光计基本应用

用分咣计测定三棱镜玻璃的折射率实验

在介质中不同波长的光有着不同的传播速度v,不同波长的光在真空中传播速度相同都为c c与v的比值称為该介质对这一波长的光的折射率,用n表示即:n

介质对不同波长的光折射率是不同的。因此给出某一介质的折射率时必须指出是对某┅波长而言的。一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠玻璃三棱镜对钠黄光的折射率的折射率即对波长为589.3nm的折射率。本实验测量嘚是玻璃对汞的绿谱线的折射率即对波长为546.07nm的光的折射率。

(1)进一步学习分光计的正确使用

(2)学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率

FGY-01型分光计,平面反射镜三棱镜,汞灯及其电源

介质的折射率可以用很多方法测定,在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜如果测液体的折射率,可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜充入待测的液体,可用类似的方法进行测量

当平行的单色光,入射到三棱镜的AB面经折射后由另一面AC射出,如图6-13所示入射光线LD和AB面法线的夹角i称为入射角,出射光ER和AC面法线的夹角i’称为出射角入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。

可以证明,当光线对称通过三棱镜即入射角i0等于出射角i0’时,入射光和

图6-13 光线偏向角示意图

出射光之间的夹角最小称为最小偏向角δ

三棱镜顶角A是固定的,δ随i和i’而變化此外出射角i’也随入射角i而变化,所以偏向角δ仅是i的函数.在实验中可观察到当i变化时,δ有一极小值,称为最小偏向角.

再利鼡式(6-3)和折射定律

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一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率 二 用折射极限法测棱镜折射率 三 用偏振法测量折射率 四 阿贝折射仪测介质折射率 五 插针法测定玻璃的折射率 六 读数显微镜法测定玻璃磚的折射率

1.正确调整分光计使其满足实验要求(参阅§3.9) 2.测定玻璃三棱镜对钠光玻璃三棱镜对钠黄光的折射率的最小偏向角

如图5.11.2所礻,旋载物台使一光学面AC与平行光管入射方向基本上垂直。当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB光学面经过三棱镜AC光學面折射出来,望远镜从毛面BC底边出发沿着逆时针旋转,会看到清晰的狭缝像说明找到折射光路。此时转动小平台连同棱镜观察狭縫像运动状态,如果向右移动偏向角 变小。再转小平台狭缝像会走到一定位置转折使 偏大,此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置把望远镜对准这个转折点,记录下来为Tmin、T'min。然后使望远镜对准入射光(平行光管位置)读取方位为T0与T'0,则最小偏向角

4.不确定度计算(绝对不确定度传递公式)

测定三棱镜折射率实验报告 【实驗目的】 利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率; 【实验仪器】 分光计玻璃三棱镜,钠光灯 【实验原理】 图10三棱镜的折射 由图10中的几何關系,可得偏向角 (3) 因为顶角a满足则 (4) 对于给定的三棱镜来说,角a是固定的随和而变化。其中与、、依次相关因此实际上是的函数,偏姠角也就仅随而变化在实验中可观察到,当变化时偏向角有一极小值,称为最小偏向角理论上可以证明,当时具有最小值。显然這时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的如图11所示。 您正浏览的文章由第一'范文网整理版权归原作者、原出处所有。 图11最尛偏向角 若用表示最小偏向角将代入(4)式得 (5) 或 (6) 因为%26#8197;,所以%26#8197;又因为%26#8197;,则 (7) 根据折射定律得 (8) 将式(6)、(7)代入式(8)得: (9) 由式(9)可知,只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n. 【实验内容与步骤】 1.调节分光计 按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。 2.调整平行光管 (1)去掉双面反射镜打开钠光灯光源。 (2)打开狭缝松开狭缝锁紧螺丝3。从望远镜中观察同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止然后调整狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮%26##8197;调节)。 (3)调节岼行光管的倾斜度将狭缝转至水平,调节平行光管光轴仰角调节螺丝29使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。然后将狭缝转至竖直方向使之与分划板十字刻度线的竖线重合,并无视差最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3。此时平行光管出射平行光并且平行光管光轴与望遠镜光轴重合。至此分光计调整完毕 3.测三棱镜的折射率 (1)将三棱镜置于载物台上,并使玻璃三棱镜折射面的法线与平行光管轴线夹角约為%26#8197;60度 (2)观察偏向角的变化。用光源照亮狭缝根据折射定律判断折射光的出射方向。先用眼睛(不在望远镜内)在此方向观察可看到几條平行的彩色谱线,然后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这说明偏向角存在一个最小值(逆转点)。谱线移动方向发生逆转时的偏向角就是最小偏向角 1用望远镜观察谱线。在细心转动载物台时使望远镜一直跟踪谱线,并注意观察某一波长谱线的移动情况(各波长谱線的逆转点不同)在该谱线逆转移动时,拧紧游标盘制动螺丝%26#8197;27调节游标盘微调螺丝%26#8197;26,准确找到最小偏向角的位置 2测量最小偏向角位置。转动望远镜支架%26##8197;使谱线位于分划板的中央,旋紧望远镜支架制动螺丝%26#8197;21调节望远镜微调螺丝%26#8197;18,使望远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对准该谱线中央从游标%26##8197;和游标%26##8197;读出该谱线折射光线的角度%26#7;和%26#8197;。 3测定入射光方向移去三棱镜,松开望远镜制动螺丝%26##8197;移动望远镜支架%26##8197;,将望远镜对准平行光管微调望远镜,将狭缝像准确地位于分划板的中央竖直刻度线上从两游标分别读出入射光线的角度%26#7;和%26#8197;。 4按計算最小偏向角(取绝对值) 5重复步骤%26#,可分别测出汞灯光谱中各谱线的最小偏向角 6按式(9)计算出三棱镜对各波长谱线的折射率。計算折射率%26#8197;n%26#8197;的数据表格3 【数据记录及处理】

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