大物實(shí)驗(yàn)報(bào)告——分光計(jì)的調(diào)整與使用

1、分光計(jì)的調(diào)整與使用【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?）了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)以及雙游標(biāo)讀數(shù)消除誤差的原理。（2）掌握分光計(jì)的調(diào)整要求、使用方法與技巧。（3）學(xué)會(huì)測(cè)量三棱鏡的頂角。（4）推導(dǎo)分光束法，自準(zhǔn)直法測(cè)量三棱鏡頂角的公式。【實(shí)驗(yàn)原理】1.分光束法測(cè)三棱鏡的頂角?如圖3.11.10所示，此時(shí)光束同時(shí)照在棱鏡的兩個(gè)側(cè)面上，分別測(cè)出光線左向反射線角位置?L及右向反射線角位置?R，則由圖3.11.10可證LR1||2?????（3.11.1）（a）（b）圖3.1

2、1.10為了消除分光計(jì)刻度盤(pán)的偏心誤差（見(jiàn)“附消除偏心差的原理”），測(cè)量每個(gè)角度時(shí)，在刻度盤(pán)的兩個(gè)角游標(biāo)Ⅰ，Ⅱ上都要讀數(shù)，然后取平均值，于是（3.11.2）??LIRILIIRII1||||4?????????2.自準(zhǔn)直法測(cè)三棱鏡的頂角?如圖3.11.11所示，LIRILIIRII180||||1802A??????????????（3.11.3）3.最小偏向角????的測(cè)定及折射率計(jì)算圖?4.11.12?所示為一束單色平行光入射三棱鏡

3、時(shí)的主截面圖。光線通過(guò)棱鏡時(shí)，將連續(xù)發(fā)生兩次折射，出射光線和入射光線之間的交角??稱為偏向角。i1為入射角，為出射角，??為棱鏡的1i?頂角。當(dāng)i1改變時(shí)，??隨之改變?？梢宰C明，當(dāng)i1＝時(shí)，偏向角??有最小值?min，此時(shí)入射角1i?i1＝(?min??)2，折射角i2＝?2，由折射定律nsini2＝sini1，可得三棱鏡的折射率為改變時(shí)的臨界角度?，此角度與光線無(wú)偏折（無(wú)棱鏡）時(shí)的角位置?0之差即為棱鏡的最小偏向角?min。為了消除

4、偏心誤差，測(cè)量每個(gè)角度時(shí)，在刻度盤(pán)的兩個(gè)角游標(biāo)Ⅰ、Ⅱ上都要讀數(shù)，然后取平均值，即minI0III0II1|()()|2???????????與?0都要測(cè)5次。數(shù)據(jù)記錄表如表3.11.2所示。表3.11.2次數(shù)12345平均Ⅰ?ⅡⅠ?0Ⅱ4.測(cè)量結(jié)果三棱鏡的折射率為minsin2sin2n?????式中minI0III0II1|()()|2?????????minLIRILIIRII1[||||]4?????????【思考題】（1）分光束

5、法測(cè)??時(shí)：①狹縫寬度對(duì)結(jié)果是否有影響？試分析之。②若被測(cè)頂角不放于載物臺(tái)中心又會(huì)如何？（2）測(cè)頂角??的另一個(gè)方法是自準(zhǔn)直法，即轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡分別使其與棱鏡的光學(xué)面垂直，記其在這兩個(gè)位置之間的轉(zhuǎn)角為?，問(wèn)：①如何判斷望遠(yuǎn)鏡與光學(xué)面垂直？②推導(dǎo)出由轉(zhuǎn)角??計(jì)算頂角??的公式。③三棱鏡應(yīng)如何放置于分光計(jì)載物臺(tái)上？（3）請(qǐng)證明由棱鏡最小偏向角求折射率n的公式。（4）分光計(jì)調(diào)整的基本要求是：、和都垂直于。（5）在分光計(jì)的調(diào)整中，轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)時(shí)，反射