物理《测定三棱镜折射率》的实验报告

  【实验目的】

  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】

  最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一,如图10所示,三角形ABC表示玻璃三棱镜的横截面,AB和 AC是透光的光学表面,又称折射面,其夹角a称为三棱镜的顶角;BC为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线LD入射到棱镜的AB面上,经过两次折射后沿ER方向射出,则入射线LD与出射线ER的夹角 称为偏向角。

  图10 三棱镜的折射

  由图10中的几何关系,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,偏向角 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。显然这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。

  图11 最小偏向角

  若用 表示最小偏向角,将 代入(4)式 得

  (5)

  或

  (6)

  因为 ,所以 ,又因为 ,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1调节)。

  (3)调节平行光管的倾斜度。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远镜光轴重合。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为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,可看到几条平行的彩色谱线,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(各波长谱线的逆转点不同)。在该谱线逆转移动时,拧紧游标盘制动螺丝27,调节游标盘微调螺丝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15,使谱线位于分划板的中央,旋紧望远镜支架制动螺丝21,调节望远镜微调螺丝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1和游标2读出该谱线折射光线的角度 和 。

  3 测定入射光方向。移去三棱镜,松开望远镜制动螺丝21,移动望远镜支架15,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 和 。

  4 按 计算最小偏向角 (取绝对值)。

  5 重复步骤1~6,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。计算折射率n的数据表格3。

  【数据记录及处理】

  表3 测量最小偏向角

  钠光波长

  次数 游标1 游标2

原创文章,作者:fanwen,如若转载,请注明出处:https://fanwen.hongwu.com/61220.html

(0)
上一篇 2022年10月21日 下午3:11
下一篇 2022年10月21日 下午3:22

相关推荐

  • 生理解剖实验的实验报告

     生理解剖实验实验报告   实验目的   麻醉小白鼠   实验方法以及操作   1.小白鼠取拿方法 提尾   2.麻醉剂 1%戊巴比妥那 (0.5ml/100g体重+0….

    实验报告 2022年10月20日
  • 初中物理实验报告

      初中物理都是比较简单的,那么,如何写初中物理实验报告呢?下面请参考公文站小编给大家整理收集的初中物理实验报告,希望对大家有帮助。 初中物理实验报告1   实验目的:   观察水…

    实验报告 2022年10月6日
  • 重铬酸钾法测cod实验报告范文

    篇一:重铬酸钾法COD测定及颜色变化原理   一、重铬酸钾法测定COD原理   在强酸性溶液中,准确加入过量的重铬酸钾标准溶液,加热回流,将水样中还原性物质(主要是有机物)氧化,过…

    实验报告 2022年8月19日
  • 高锰酸钾制氧气实验报告

    “氧气的制取与性质”实验探究   学生姓名_________ 班级____________ 指导教师___________合作者___________ 实验地点________ 实…

    实验报告 2022年8月2日
  • linux实验报告有关材料

      篇一:linux实验报告   CENTRAL SOUTH UNIVERSITY   Linux实验报告   学 院 信息科学与工程学院   学生姓名   班级学号   指导教师…

    实验报告 2022年8月11日
  • 物理化学实验报告

      不少朋友都会做实验但是不知道如何写实验报告,那么,今天,第一范文网小编给大家介绍的是物理化学实验报告,供大家阅读参考。 物理化学实验报告格式   一、 实验目的   内容宋体小…

    实验报告 2022年12月18日
  • 示波器实验报告

      不少朋友都不会写示波器实验报告,那么,今天,第一范文网小编给大家介绍的是示波器实验报告,希望对大家有帮助。 示波器实验报告   【实验题目】 示波器的原理和使用   【实验目的…

    实验报告 2022年7月25日
  • 分治法实验报告范文

      一、实验目的及要求   利用分治方法设计大整数乘法的递归算法,掌握分治法的基本思想和算法设计的基本步骤。   要求:设计十进制的大整数乘法,必须利用分治的思想编写算法,利用c语…

    实验报告 2022年7月20日
  • 《心育知识与技能在学校中的应用研究》实验报告

      主题词:心育知识、综合实践活动、学科渗透   XX年7月始,我们在全县21所中小学校中进行了“心育”综合实践活动实验,该实验在XX年经教育部规划课题总课题组批准,被确定为全国教…

    实验报告 2022年9月25日
  • PPT实验报告模板2篇

      篇一:PPT实验报告   一、实验目的   1. 熟悉Office软件的编辑制作环境;熟练掌握 PowerPoint演示文稿图形程序,掌握课件基本动态的设置和交互创建方法。  …

    实验报告 2022年8月2日

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注