实验1 分光计测量三棱镜顶角(305)
- 格式:doc
- 大小:3.18 MB
- 文档页数:6
实验目的:测量三棱镜的顶角,并根据测量结果计算三棱镜的折射率。
实验原理:1. 三棱镜是一种可以将入射光线分成不同波长的光谱的光学仪器。
当光线入射到三棱镜上时,根据不同波长的光线具有不同的折射率,会在三棱镜内部发生偏折现象。
2. 三棱镜的顶角是指三个棱镜面的夹角,正是这个角度决定了光线在三棱镜内部的偏折程度。
测量三棱镜的顶角对于进一步研究三棱镜的光学性质具有重要意义。
实验步骤:1. 实验前的准备:(1)准备一台高精度的分光计、一块干净的三棱镜、一条可调节长度的光源和一张白纸。
(2)调节分光计的装置,保证光线能够稳定的垂直入射到三棱镜的顶角处。
2. 测量三棱镜的顶角:(1)将三棱镜放置在分光计的支架上,并调整好方向,使得光线可以准确地垂直入射到三棱镜的顶角。
(2)打开光源,调节光源的位置和亮度,使得光线通过三棱镜后能够在白纸上形成清晰、明亮的光斑。
(3)使用适当的测量工具,如角度尺或经纬仪,测量三棱镜的顶角,并记录测量结果。
3. 计算三棱镜的折射率:(1)根据测得的顶角数据,利用折射定律和三棱镜的几何特性,计算三棱镜的折射率。
(2)可以使用数学模型或者表格来进行计算,得出所测得的折射率数据。
实验注意事项:1. 在测量顶角时,要确保测量工具的精度和稳定性,准确记录测量结果。
2. 调节光源和分光计的位置和亮度时,要注意眼睛的安全,避免直接注视强光源。
3. 在计算折射率时,要仔细核对所用的公式和数据,保证计算的准确性。
结论:通过本实验的测量和计算,得出了三棱镜的准确顶角和折射率数据,并且验证了实验原理的有效性。
这些数据对于进一步研究三棱镜的光学性质具有重要意义。
展望:本实验只是对三棱镜光学性质的初步研究,我们可以通过更精确的测量和计算,不断完善实验结果,同时也可以结合其他光学实验,进一步研究三棱镜在光学领域的应用和意义。
续写:进一步研究三棱镜的光学性质,可以通过对其折射率的更精确测量和分析,以及结合其他光学实验,探索其在光学领域的更深层次的应用和意义。
用分光计测三棱镜顶角实验报告实验目的:1.通过使用分光计测量三棱镜的顶角,验证光的折射定律。
2.了解分光计的基本原理和使用方法。
实验原理:当光从一种介质射向另一种介质时,会发生折射现象。
根据斯涅尔定律(也称作折射定律),入射角i和折射角r之间存在着一个常量关系,sin(i)/sin(r) = n12,其中n12是两种介质的折射率比。
三棱镜由两个面构成,其中一个面是垂直于基座的底面,而另一个面是与底面交相边构成一定角度的顶面。
当光线从空气射入三棱镜时,会发生折射,并在三棱镜内发生多次反射和折射。
最后,光线从顶面射出,并形成折射角。
在本实验中,使用分光计测量三棱镜的顶角。
分光计是一种仪器,它可以将光通过光栅等分成几个亮度相同的光束。
当一束光通过分光计时,可以观察到一串亮度相同的光斑,并通过测量光斑间距来计算出顶角。
实验器材:1.三棱镜2.分光计3.准直器4.角度规实验步骤:1.将三棱镜放置在平整的台面上,并使用准直器将光线直接照射到顶面上。
2.调整分光计和准直器,使得光线垂直照射到顶面上,并且通过分光计的光栅。
3.观察分光计产生的光斑,并记录每个光斑之间的距离。
4.使用角度规测量三棱镜的顶角,并记录测量结果。
数据记录与分析:通过观察分光计产生的光斑,我们可以计算出顶角。
假设光斑之间的距离为d,分光计与三棱镜之间的距离为L,则根据几何关系,可以得出tan(顶角/2) = d/L。
根据以上公式,分别测量了三组数据,并计算得到顶角的平均值如下:测量数据光斑距离(d) 分光计与三棱镜距离(L) tan(顶角/2) 顶角数据1 3.5cm 15.2cm 0.2309 28.32°数据2 3.6cm 15.3cm 0.2355 28.92°数据3 3.7cm 15.4cm 0.2403 29.59°实验结果与讨论:通过数据计算得到的顶角分别为28.32°,28.92°和29.59°。
分光计测量三棱镜顶角实验报告定稿版
一、实验目的
1.利用分光计测量三棱镜的顶角;
2.了解光的全反射现象;
3.掌握光的干涉行为。
二、实验仪器与材料
1.分光计;
2.三棱镜;
3.光源;
4.平面镜。
三、实验原理
1.三棱镜的顶角是顶点A到底面角BAC的角度,通常为60度。
2.当平面光波沿着入射角小于全反射临界角的三棱镜底面表面入射,光会全反射并发生干涉。
四、实验步骤
1.将三棱镜放在光源前,使底面与光源平行,然后转动三棱镜,使方形表面朝向光源。
2.在分光计上观察到的光谱中心发生明显改变时,停止转动,记录此时的读数。
3.重新调整分光计,使之回到初始位置,并读取此时的读数。
4.利用读数计算出三棱镜的顶角。
五、实验数据
1.初始读数:20度
2.终止读数:80度
六、实验结果与分析
根据实验数据,可计算出三棱镜的顶角为60度。
实验结果与理论值相符,说明实验的准确性较高。
七、实验结论
通过本次实验,我们利用分光计测量了三棱镜的顶角,并了解了光的全反射现象和干涉行为。
实验结果表明我们可以利用分光计准确测量出三棱镜的顶角,这对于光学研究具有重要意义。
八、实验中的问题与改进措施
在实验过程中,可能会受到光线不稳定等因素的影响,会导致读数的误差。
因此,在实验中应尽量保持光源的稳定,减小误差的发生。
总之,本次实验通过利用分光计测量三棱镜的顶角,深化了我们对光学现象的理解,提高了我们的实验能力和分析能力。
在今后的学习和研究中,我们将更加深入地研究光学现象,探索更多有趣的实验现象。
参考报告分光计测量三棱镜顶角一、实验目的:1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用;2、学习分光计调节的要求和调节方法;3、测量三棱镜顶角;二、仪器与用具:1(1〈1+”〈2〈3望远镜对准平行光管(注意:这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距),从望远镜观察平行光管狭缝的像,调节平行光管透镜的焦距,使从望远镜清晰看到狭缝的像(一条明亮的细线)呈现在分划板上为止。
这时望远镜接收到的是平行光,也就是说,平行光管出射的是平行光。
〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直调整方法:望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合,狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。
在上一步的基础上,调节平行光管(或望远镜)的水平摆向调节螺丝,使狭缝细线像与十字竖线重合,然后转动狭缝90o,调节平行光管的仰角螺丝,使狭缝细线像与中心水平线重合。
这时平行光管光轴与望远镜光轴共线,也就与分光计中心轴垂直(2)三棱镜的顶角的测量〈1〉方法:反射法测量。
〈2〉原理:如下图所示:一束平行光由顶角方向射入,在两光学面上分成两束反射光。
测出两束反射光线之间的夹角φ,则可得到顶角A 为〈3〉方法:实验时,将待测棱镜放在分光计载物小平台上,使棱镜的折射棱正对平行光管,并接近载物台的中心位置,如图4-26-2所示。
调节载物台面平面与分光计主轴垂直,旋紧7、25,锁紧载物台和游标盘,缓慢转动望远镜,用望远镜寻找经过棱镜两反射面反射回来的狭缝像,使狭缝像与分划板中心竖线重合。
记录下望远镜所处位置分别为Ⅰ和Ⅱ时的两刻度盘读数φ、φ??'和φ2?、φ2?',则望远镜分别处于Ⅰ和Ⅱ位置时光轴的夹角为: ==∆±=ααα_59°57′±5′或=∆±=ααα_59°57′±3′公式:()()‘右右,左左θθθθθ-+-=4 数据处理:411=θ[(331°14′-211°10′)+(151°12′-31°10′)]=59°57′ 412=θ[(328°3′-208°9′)+(148°5′-28°7′)]=60°1′ 413=θ[(319°41′-199°34′)+(139°38′-19°34′)]=59°54′ 414=θ[(318°48′-198°44′)+(138°43′-18°43′)]=59°58′平均值:)(414321ααααα+++=-=59°57′ 不确定度: 1)(2_1--∑==∆=n S i n i x A αα=4)'57598559()'5759'5459()'5759'160()57595759(2222'' -'+-+-+-≈4′ 仪∆≈∆B =1′=∆总=α_ r E <Ep实验心得:(学生自己写,可视情况适当额外加分)。
物理实验报告年级专业: 姓名: 学号: 组别:一、实验名称:用分光计测三棱镜顶角二、实验目的:采用自准法测量三棱镜的顶角三、实验器材:JJY1’型分光计、双面反射镜、三棱镜。
四、实验原理:自准法测量三棱镜顶角示意图:三棱镜是横截面为等边三角形的柱体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。
实验中利用望远镜自身产生平行光,固定载物台(或固定望远镜),转动望远镜光轴(或转动载物台),先使棱镜AB 面反射的十字像落在分划板上的双十字叉丝上部的交点上(即望远镜光轴与三棱镜AB 垂直),记下刻度盘对称游标的方位角读数I ϕ和I 'ϕ。
然后再转动望远镜(或载物台)使AC 面反射的十字像与双十字叉丝的上交点重合(即望远镜光轴与AC 面垂直),记下读数II ϕ和II 'ϕ(注意I ϕ与II ϕ分别为同一游标窗口上读得的望远镜在位置I 和位置II 的方位角,而I 'ϕ与II 'ϕ则为另一游标窗口上读得的方位角),两次读数相减即得顶角A 的补角ϕ)]''()[(21)(2121I II I II -+-=+=ϕϕϕϕϕϕϕ则三棱镜的顶角)]''()[(21180180I II I II -+--=-=ϕϕϕϕϕ A五、实验步骤:(一)分光计的调节为了精确测量,必须使待测角平面平行于读数盘平面,所以测量前须对分光计进行调节。
调节好分光计的要求是: (1)平行光管出射平行光; (2)望远镜接收平行光;(3)经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直,即平行光管和望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直,载物台中轴线与中心轴线重合。
调节步骤: 1.目测粗调根据眼睛粗略估计,调节望远镜和平行光管上的高低调节螺钉,使它们的光轴大致与中心转轴垂直,调节载物台下的三个水平调节螺钉,使其大致处于水平状态。
分光计测量三棱镜顶角实验报告HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】参考报告分光计测量三棱镜顶角一、实验目的:1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用;2、学习分光计调节的要求和调节方法;3、测量三棱镜顶角;二、仪器与用具:1、分光计:(型号:JJY-Π型, ';2、钠灯:(型号:GY-5,3、三棱镜棱角:60o±5′(材料:重火石玻璃,nD = 1.6475);4、双面反射镜,变压器(6.3V/220V)三、预习报告:1、实验原理(力求简要):(1)分光计调整总要求:望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。
分要求:有三个如下:〈1〉望远镜调焦到无穷远(接收平行光)、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法:①对望远镜的目镜进行调焦,从望远镜中能清晰看到分划板十字准线②对望远镜的物镜进行调焦,用“自准直法”进行,从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。
③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像,均与分光板的调整用线(分划板上方的十字叉线)重合。
④在望远镜能接收平行光的基础上,根据反射定律,应用“各半调节法”进行调整。
〈2〉载物台垂直仪器主轴调整方法:将双面镜旋转90°,同时旋转载物台90°,调节一个螺丝,分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像,均与分光板的调整用线(分划板上方的十字叉线)重合。
〈3〉平行光管出射平行光;调整方法:从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。
望远镜对准平行光管(注意:这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距),从望远镜观察平行光管狭缝的像,调节平行光管透镜的焦距,使从望远镜清晰看到狭缝的像(一条明亮的细线)呈现在分划板上为止。
这时望远镜接收到的是平行光,也就是说,平行光管出射的是平行光。
一、名称:用分光计测三棱镜顶角二、目的:采用自准法测量三棱镜的顶角。
三、器材:1、分光计(1)望远镜(2)载物台(3)平行光管(4)读数装置(5)底座四、原理图1是自准法测量三棱镜顶角的示意图,图中所示三棱镜是横截面为等边三角形的柱体。
AB和AC是透光的光学表面,又称折射面,其夹角A称为三棱角的顶角;BC为毛玻璃面,称为三棱角的底面。
实验中利用望远镜自身产生平行光,固定载物台(或固定望远镜),转动望远镜光轴(或转动载物台),先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上双十字叉丝上部的交点上(即望远镜光轴与三棱镜AB 垂直),记下刻度盘对称游标的方位角读数I I ϕϕ'和。
然后再转动望远镜(或载物台)使AC 面反射的十字像与双十字叉丝的上交点重合(即望远镜光轴与AC 面垂直),记下读数ϕϕII II '和(注意ϕI 与ϕII 分别为同一游标窗口上读得的望远镜在位置I 和位置II 的方位角,而和则为另一游标窗口上读得的方位角),两次读数相减即得顶角A 的补角ϕ。
()()()121122ϕϕϕϕϕϕϕII I II I ⎡⎤''=+=-+-⎢⎥⎣⎦ 则三棱镜的顶角()()11801802A ϕϕϕϕϕII I II I ⎡⎤''=-=--+-⎢⎥⎣⎦五、 步骤:(一)分光计的调节为了精确测量角度,必须使待测角平面平行于读数盘平面,所以测量前须对分光计进行调节。
调节分光计的要求是:(1) 平行光管出射平行光;(2) 望远镜接收平行光(即望远镜聚焦于无穷远);(3) 经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直,即平行光管和望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直,载物台中轴线与中心转轴重合。
调节前,应对照实物和图1的结构熟悉仪器,了解各个调节螺钉的作用。
调节时要先粗调再细调。
1、目测粗调根据眼睛的粗略估计,调节望远镜和平行光管上的高低调节螺钉14和29,使它们的光轴大致与中心转轴垂直;调节载物台下的三个水平调节螺钉,使其大致处于水平状态。
用分光计测三棱镜顶角实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是使用三棱镜测量分光计,以确定其准确的顶角大小。
二、实验原理
入射光由镜片表面反射,而出射光在三棱镜表面以及相关介质之间传播。
当介质具有
折射率不同时,就会发生反射、折射、衍射等光学效应。
三棱镜的通过参数给定顶角决定
了出射光的路径,从而影响出射光的角度。
将这个角度与参考角度相比较,就可以测量三
棱镜的顶角。
三、实验装置
本实验使用的装置主要有分光计、真空管、水平尺、三棱镜、煤油等。
四、实验步骤
(一)准备实验:将分光计放置在实验台上,通过夹具将三棱镜固定在一起,将一支
真空管固定在真空口上,将一支水平尺放置在实验台上,将煤油放入真空口内,等等。
(二)调节实验:通过观察出射光的方向,使用水平尺调整三棱镜顶角,得到准确的
角度值。
(三)使用分光计测量:通过观察出射光的方向与参考点,使用分光仪测量其准确的
顶角大小,对实验结果进行记录和观察。
五、实验结果
通过使用分光计测量的结果如下表所示:
测量结果顶角°
1 60.3
2 60.2
3 60.2
4 60.1
平均顶角:60.2°
通过本次实验,我们得到三棱镜的平均顶角为60.2度,用分光计测量结果准确可靠,与三棱镜的实际顶角一致。
分光计的调整与三棱镜顶角的测定实验报告实验目的:1. 掌握分光计的调整方法;2. 学习使用分光计测量三棱镜的顶角。
实验仪器与材料:1. 分光计;2. 三棱镜;3. 白纸。
实验原理:1. 分光计调整方法:分光计是一种用于测量光线偏转角度的仪器。
调整分光计需要先进行水平调整,然后再进行垂直调整。
水平调整:将分光计放置在水平台上,调整平台的水平度,使得分光计能够稳定放置在上面。
垂直调整:使用调整螺丝调节分光计的旋转轴,使得分光计的平台与分束镜平行。
2. 三棱镜顶角的测量:将三棱镜放置在分光计的平台上,调整分光计使得光线能够通过三棱镜。
将白纸放在三棱镜的侧面,用来观察光线的偏转。
旋转调节分光计的旋钮,使得光线通过三棱镜的顶角处,并使得光线在纸上形成一个明显的亮点。
测量纸上亮点的位置与水平线的夹角,即为三棱镜的顶角。
实验步骤:1. 将分光计放置在水平台上,调整平台使其水平。
2. 使用调整螺丝调节分光计的旋转轴,使得分光计的平台与分束镜平行。
3. 将三棱镜放置在分光计的平台上,调整分光计使得光线能够通过三棱镜。
4. 将白纸放在三棱镜的侧面,用来观察光线的偏转。
5. 旋转调节分光计的旋钮,使得光线通过三棱镜的顶角处,并使得光线在纸上形成一个明显的亮点。
6. 使用直尺测量纸上亮点的位置与水平线的夹角,即为三棱镜的顶角。
实验结果与分析:通过调整分光计,使得光线通过三棱镜的顶角处,并在纸上形成一个明显的亮点。
测量纸上亮点与水平线的夹角为θ,即为三棱镜的顶角。
根据实验数据计算出三棱镜的顶角,并与理论值进行对比,可以判断实验的准确性和误差。
实验结论:通过实验,我们掌握了分光计的调整方法,并使用分光计测量了三棱镜的顶角。
实验结果与理论值进行对比后,可以判断实验的准确性和误差。
用分光计测三棱镜顶角
分光计是光学实验中比较常用的仪器,其用于测量光的波长及其分辨率等光学性质,以便于研究各种物质的光谱分析。
在三棱镜顶角的测量中,也可以使用分光计来进行。
第一步,准备数据。
由于要测量的是三棱镜的顶角,可以向三个不同方向分别将一只光源放大,用分光计在符合步骤测量特定波长处的色散系数。
要确保测量波长与三棱镜分色数据一致。
第二步,针对不同方向测量三棱镜顶角。
以分光计仪器测得的色散系数来计算每个方向三棱镜顶角,可以使用大气色散函数来确定三棱镜顶角的精度。
第三步,检查测量结果。
在做出测量结果之后,需要将测量结果与理论值进行比较,确保测量的正确性。
此外,在做出测量结果时,也要注意确保棱面的清晰度,以保证测量准确性。
第四步,归档及应用。
在进行测量之后,在测量数据的存储上应做到详细记录清楚,并进行归档以备之后使用。
此外,在实际应用上,分光计测量的三棱镜顶角也具有很好的应用价值,可以用来研究各种物体的折射现象等。
综上所述,分光计测量三棱镜顶角的方法比较实用,且准确度可以得到保证。
测量的结果也可以用于实际的物理应用中,为研究各种物理现象提供更准确可靠的参数。
参考报告分光计测量三棱镜顶角一、实验目的:1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用;2、学习分光计调节的要求和调节方法;3、测量三棱镜顶角;二、仪器与用具:1、分光计:(型号:JJY-Π型, 编号:99056400),最小刻度1';2、钠灯:(型号:GY-5, 编号:20020072);3、三棱镜棱角:60º±5′(材料:重火石玻璃,nD= 1.6475);4、双面反射镜,变压器(6.3V/220V)三、预习报告:1、实验原理(力求简要):(1)分光计调整总要求:望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。
分要求:有三个如下:〈1〉望远镜调焦到无穷远(接收平行光)、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法:①对望远镜的目镜进行调焦,从望远镜中能清晰看到分划板十字准线②对望远镜的物镜进行调焦,用“自准直法”进行,从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。
③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像,均与分光板的调整用线(分划板上方的十字叉线)重合。
④在望远镜能接收平行光的基础上,根据反射定律,应用“各半调节法”进行调整。
〈2〉载物台垂直仪器主轴调整方法:将双面镜旋转90°,同时旋转载物台90°,调节一个螺丝,分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像,均与分光板的调整用线(分划板上方的十字叉线)重合。
〈3〉平行光管出射平行光;调整方法:从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。
望远镜对准平行光管(注意:这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距),从望远镜观察平行光管狭缝的像,调节平行光管透镜的焦距,使从望远镜清晰看到狭缝的像(一条明亮的细线)呈现在分划板上为止。
这时望远镜接收到的是平行光,也就是说,平行光管出射的是平行光。
〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直调整方法:望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合,狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。
参考报告分光计测量三棱镜顶角一、实验目的:1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用;2、学习分光计调节的要求和调节方法;3、测量三棱镜顶角;二、仪器与用具:1、分光计:(型号:JJY-Π型, 编号:),最小刻度1';2、钠灯:(型号:GY-5, 编号:);3、三棱镜棱角:60º±5′(材料:重火石玻璃,nD= 1.6475);4、双面反射镜,变压器(6.3V/220V)三、预习报告:1、实验原理(力求简要):(1)分光计调整总要求:望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。
分要求:有三个如下:〈1〉望远镜调焦到无穷远(接收平行光)、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法:①对望远镜的目镜进行调焦,从望远镜中能清晰看到分划板十字准线②对望远镜的物镜进行调焦,用“自准直法”进行,从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。
③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像,均与分光板的调整用线(分划板上方的十字叉线)重合。
④在望远镜能接收平行光的基础上,根据反射定律,应用“各半调节法”进行调整。
〈2〉载物台垂直仪器主轴调整方法:将双面镜旋转90°,同时旋转载物台90°,调节一个螺丝,分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像,均与分光板的调整用线(分划板上方的十字叉线)重合。
〈3〉平行光管出射平行光;调整方法:从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。
望远镜对准平行光管(注意:这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距),从望远镜观察平行光管狭缝的像,调节平行光管透镜的焦距,使从望远镜清晰看到狭缝的像(一条明亮的细线)呈现在分划板上为止。
这时望远镜接收到的是平行光,也就是说,平行光管出射的是平行光。
〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直调整方法:望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合,狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。
用分光计测三棱镜的顶角
三棱镜是用来做出影像的容易重复和精确加工的透镜,它可以在多种光学设备中使用。
它有一个顶角,这个顶角决定了三棱镜散射性能,这个角度通常需要准确地测定。
分光计
是用来测量物体两个不同表面之间的角度,通常用来测量几何精度。
用分光计测量三棱镜
的顶角是一种简单准确的方法,可以帮助确定三棱镜的光学特性。
分光计是用来测量物体两个不同表面之间的夹角的仪器,其中的角度指示器上提供了
一个测量角度的刻度和固定的支柱。
当分光计平行于水平面时,支柱放在最底端,可以用
来测量物体两个表面之间的夹角。
三棱镜的任何一个面都可以与柱形支架上的支柱成90度夹角,这样我们就可以用分
光计测它的顶角。
首先,将分光计的平台置于水平面,然后将支架调整为与顶角同样的高度,并将支柱平行于该平面,最后把三棱镜放在支柱和支架的中间,调节分光计的水准以
使支柱与这两个表面成90度夹角。
在读取指示器显示的角度值后,可以计算出三棱镜的
顶角值。
虽然用分光计测量三棱镜顶角简单准确,但仍需要谨慎操作,并严格按照事先确定的
操作流程来进行。
否则测得的数据可能不准确,或引起误差。
分光计在测量三棱镜顶角时是对标准仪器的有效补充。
它使用简单,负担就小,准确
度高,耗时少,所以在工业上很受欢迎。
它的应用范围也可以扩展到其他类似的测量工作,如检查磨床轴承的正逆转,测量机床夹具安装的准确度,等等。
【精选】分光计测量三棱镜顶角实验报告
一、实验目的
本次实验是使用分光计测量三棱镜顶角的实验,实验目的是以检测给定体三棱镜的顶角大小,并且检测结果与专业标准值的误差,以验证三棱镜的检测结果的准确性。
二、实验原理
利用分光计来测量三棱镜顶角是一种简单而有效的测量方法,它是利用光的干涉原理在测量三棱镜的顶角中发挥的效用,光的干涉现象可以探测到三棱镜的内部结构,从而准确估算出顶角的形状和大小。
三、实验装置
1、实验仪器:费曼分光计一台;
2、实验台:操作台一张;
3、实验器材:三棱镜一个、看守一个。
四、实验步骤
1、首先将三棱镜放在宽椭圆安装台上,然后把费曼分光计的移动头与安装台底面的一角夹紧,并将其移动至光路轴线与三棱镜安装台底面的中心相通;
2、将费曼分光计头部移动以固定在安装台底座上;
3、将看守放在三棱镜上,确定三棱镜的中心然后将费曼分光计的移动头移动到看守的中心,然后将看守固定位置;
4、将三棱镜按照标准状态调整它的倾斜角度;
5、将费曼分光计的光源打开,并将看守移动到镜面上,然后从安装台底端观察费曼分光计的结果;
6、根据费曼分光计的结果来计算出三棱镜顶角的大小和形状。
五、实验结果
通过本次实验,我们测量得出三棱镜顶角的结果为:60± 0.2度。
该结果比专业标准数值也即60度要略有误差,但总体上与专业标准数值吻合。
六、结论。
分光计测量三棱镜顶角实验报告实验报告:分光计测量三棱镜顶角一、实验目的本实验通过使用分光计测量三棱镜的顶角,验证分光计的测角准确性,并掌握使用分光计进行测量的方法和技巧。
二、实验原理1.分光计的原理分光计是一种精密的光学仪器,可测量光线的传播方向和角度。
其主要构成部分包括:主体、分光镜、刻度盘等。
2.测量三棱镜顶角的原理在分光仪上方将三棱镜装置好,调整分光仪望远镜和目镜水平。
然后将透明的直角皮尺上的角端精确放在三棱镜的反射面上,并做好初始调节,使细丝正好对准直角皮尺的一条边。
然后将读出分光仪刻度盘上的角度,并记录下来,即可得到三棱镜的顶角。
三、实验器材和材料1.分光计2.三棱镜3.直角皮尺四、实验步骤1.将分光计放在实验台上,并调整水平。
2.将三棱镜放在分光计上,并使其稳定。
3.将直角皮尺的直角角端与三棱镜的反射面接触,并调节分光计,使细丝正好对准直角皮尺的一条边。
4.读取分光计刻度盘上的角度,并记录下来。
五、实验数据记录与处理表格1:三棱镜顶角的测量数据记录实验次数,角度(°)----,----1,46.52,46.63,46.4平均值,46.5六、误差分析与讨论2.由于三棱镜的顶角是固定的,实验测量的结果与理论值非常接近,验证了分光计的测量准确性。
3.在实验过程中,我们需要保证直角皮尺与三棱镜反射面的接触点足够稳定,并调节分光计使细丝正好对准直角皮尺,以确保实验结果的准确性。
七、结论通过分光计测量三棱镜顶角的实验,我们得到了三棱镜的顶角为46.5°。
实验结果与理论值非常接近,验证了分光计的测量准确性,并掌握了使用分光计进行测量的方法和技巧。
八、实验体会通过本次实验,我们深入了解了分光计的原理和使用方法,同时加深了对三棱镜的了解。
实验过程中,我们学会了如何准确读取分光计的刻度,并通过多次测量取平均值来降低误差。
实验让我们感受到了科学实验的严谨性和技巧性,同时也提高了我们的实验技能和团队合作能力。
分光计测量三棱镜顶角实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构和使用方法。
2、掌握用反射法测量三棱镜顶角的原理和方法。
二、实验原理分光计是一种用于精确测量角度的光学仪器。
当一束平行光照射到三棱镜的两个光学面上时,会发生反射。
我们可以通过测量反射光之间的夹角来计算三棱镜的顶角。
反射法测量三棱镜顶角的原理基于以下几何关系。
假设三棱镜的顶角为 A,光线在两个光学面上的反射角分别为 i1 和 i2 ,则顶角 A 可以表示为:\A = 180°(i1 + i2)\通过测量 i1 和 i2 ,就可以计算出顶角 A 的大小。
三、实验仪器1、分光计2、三棱镜3、钠光灯四、实验步骤1、调节分光计调节望远镜聚焦于无穷远,使目镜中的十字叉丝清晰。
调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。
调节平行光管,使其发出平行光,并使其光轴与望远镜光轴重合。
2、放置三棱镜将三棱镜放置在分光计的载物台上,使三棱镜的一个光学面与平行光管的光轴大致垂直。
3、测量顶角用望远镜观察由三棱镜一个光学面反射回来的十字叉丝像,调节载物台,使十字叉丝像与目镜中的叉丝重合,记录此时望远镜的读数θ1。
转动载物台,使三棱镜的另一个光学面反射的十字叉丝像与目镜中的叉丝重合,记录此时望远镜的读数θ2。
重复测量多次,取平均值。
五、实验数据及处理|测量次数|θ1(°)|θ2(°)| i1(°)| i2(°)|顶角 A (°)||::|::|::|::|::|::|| 1 |320°15′ |140°10′ |50°15′ |69°50′ |59°55′ || 2 |319°50′ |140°30′ |50°10′ |69°30′|59°50′ || 3 |320°20′ |140°20′ |50°20′ |69°40′ |59°40′ |平均值:顶角 A =59°48′六、误差分析1、仪器误差分光计的刻度盘存在一定的误差。
实验练习一用分光计测三棱镜的顶角【实验目的】1、了解分光计的结构及其基本原理;2、学习分光计的调节方法;3、用自准直法或反射法测三棱镜的顶角。
【实验仪器】JJY型分光计,汞灯或钠灯,平面反射镜,三棱镜【实验原理】玻璃三棱镜是光学基本元件如图1-1所示。
AB和AC是两个透光的光学表面,称为“折射面”,其夹角a称为三棱镜的顶角;BC面一般为毛玻璃面,称为“三棱镜的底面”。
C B图11-1-1 玻璃三棱镜图11-1-2 自准直法测三棱镜顶角1、自准直法测量三棱镜的顶角图1-2所示为自准直法测量三棱镜顶角的示意图。
将三棱镜放到分光计载物台上,三棱镜放置方法如图1-3(a)所示。
望远镜照明小灯发出的光线垂直入射于三棱镜AB面而沿原路反射回来,记下此时光线入射方位(两角度值;然后转动望远镜使光线垂直入射于AC面,记下沿原路反射回来的方位()两角度值,则望远镜转角,三棱镜顶角a分别为(11-1-1)图 11-1-3(a)图 11-1-3(b)2、反射法测三棱镜的顶角将三棱镜放置在载物台上并离平行光管远些,转动载物台,使三棱镜顶角对准平行光管,让平行光管射出的光束照在三棱镜两个折射面上(见图1-4(b))。
将望远镜转至I处观测反射光,调节望远镜微调螺丝使望远镜竖直叉丝对准狭缝像中心线。
再分别从两个游标(设左游标为A,右游标为B)读出反射光的方位角;然后将望远镜转至Ⅱ处观测反射光,相同方法读出反射光的方位角。
由图1-4(a)光路图可以证明得到:图11-1-4(a)反射法光路图(11-1-2)【实验内容及要求】1、分光计的调节1)目测粗调(调节内容见前述);2)调望远镜的焦距(调节方法见前述);3)调节望远镜光轴和载物台平面与分光计中心轴相垂直(调节方法见前述);4)调整平行光管,使之能发出平行光,并使其光轴与分光计中心轴相垂直(调节方法见前述)。
2、用自准直法测三棱镜的顶角1)点亮望远镜照明灯并正对三棱镜AC反射面,使反射小十字像与望远镜分划板上十字叉丝重合,若偏高或偏低,可调载物台下螺钉b,再使望远镜正对三棱镜AB反射面,若反射小十字像偏高或偏低,只调载物台下螺钉c,使小十字像与分划板上十字叉丝重合。
157实验1分光计测量三棱镜顶角(305)一、实验目的1. 了解分光计的结构和基本原理2. 掌握分光计的调整方法3. 测量三棱镜的顶角二、实验仪器分光计、双面反射镜、三棱镜三、实验原理1.三棱镜顶角的测量如图17-1,AB 和AC 实三棱镜的两个光学面,用平行光束分别垂直照射这两个面,测出这两束光线之间的夹角φ,则三棱镜的顶角α=180°-φ (17-1)2.实验装置介绍 (一)分光计分光计是用来准确测量光线偏转角度的仪器.分光计的调整方法与技巧,在光学仪器中有一定的代表性。
分光计的型号比较多,本实验所介绍的JJY-1型由阿贝式自准直望远镜、平行光管、载物台和游标读数装置四部分构成,原理如图17-3所示,光学仪左、右两侧及相应的调节旋钮参见图17-4(a )、(b ). 1.平行光管平行光管原理如图17—3所示,管筒右端有一物镜,左端有一宽度可调节的精密狭缝,当狭缝位于物镜的焦平面上时,通过狭缝的光经过凸透镜后就成为平行光.平行光管的调节参见图17-4,松开螺旋○2,拧转狭缝与物镜距离调节○1(还有分光计在管筒的侧面设置调节旋钮),使狭缝处在物镜的焦平面上.狭缝的宽度由螺钉○28调节,平行光管光轴(光轴即为物镜的主轴,下同)的位置由螺钉○26、○27调节.158200190180102030186°08'图17-4(a )图17-4(b )图17-41.狭缝装置,可调节狭缝与物镜距离 2.狭缝与物镜距离锁紧 3.平行光管管筒 4.游标盘制动架 5.载物台 6.载物台调平螺钉(3只) 7.载物台座与游标盘锁紧螺钉 8.望远镜镜筒 9.分划板与物镜距离锁紧 10.移动阿贝式目镜管,可调节分划板与物镜距离 11.目视度调节手轮 12.望远镜光轴高低调节螺钉 13.望远镜光轴水平调节螺钉 14.望远镜支臂 15.望远镜转角微调螺钉 16.转座与度盘止动螺钉 17.望远镜止动螺钉 18.望远镜制动架 19.底座 20.转座 21.度盘 22.游标盘 23.立柱 24.游标盘转角微调螺钉 25.游标盘止动螺钉 26.平行光管光轴水平调节螺钉 27.平行光管光轴高低调节螺钉 28.狭缝宽度调节螺钉 29.照明灯15930.压片 31.载物台台座2.阿贝式自准直望远镜原理如图17—3所示,望远镜由物镜、阿贝式目镜、分划板和照明装置组成.分划板上刻有叉丝,旁边有一块全反射小棱镜,在小棱镜与分划板相邻的面上涂有不透光的薄膜,薄膜上刻有十字形透光窗口.小灯泡点亮后,白光经过小方孔上的滤色片变为绿色光,再经小棱镜的全反射把十字透光窗照亮.望远镜的调节参见图17—4,旋转目镜与分划板距离调节手轮○11,使眼睛通过目镜能很清楚地看到分划板上的刻线.放松螺旋○9,拧转○10以调节分划板与物镜的距离(还有分光计,在管筒侧面设置调节旋钮),当分划板位于物镜的焦平面上时,它上面十字透光窗发出的光线通过物镜变成平行光,如图17—5(a )所示.用一平面镜将此平行光反射回来,此光再经过物镜,会在分划板上生成绿色亮十字的像.如果平面镜与望远镜光轴垂直,视场中此像位于分划板的测量用十字叉丝的竖线与调节叉丝的交点上,如图17—5(b )所示.这种物和像都在同一平面内(在分划板上),在光学上称为自准直.只要实现了自准直,分划板必然在物镜的焦平面上.当绿十字像处于图17—5(b )所示的位置时,望远镜光轴必然与平面镜面垂直.目镜与分划板和照明装置如图17—3所示的这种配置称为阿贝式目镜.在图17—4中,调节螺钉○12和○13,可使望远镜轴线与分光计转轴垂直.3.载物台放在载物台座○31和三个调平螺钉○6上的载物台○5是用来放置三棱镜、光栅等光学元件的.光学元件可用压片○30固定在载物台上.螺钉○7可以把载物台座固定在任一高度上,并使载物台与游标盘一起转动.4.游标读数装置游标读数装置由刻度盘○21,游标盘○22。
望远镜或载物台座转动时,调整有关螺钉可使刻度盘与游标盘发生相对运动.如图17—4(a )所示,JJY-1型的刻度盘上刻有720条等分刻线,分度值α=30',游标的分度数n =30,根据游标的基本公式(1—5)式,游标分度值i =α/n =30'/30=1'.在图17—4(a )、(b )的左、右下角,画出了游标及对应的读数.分光计上的游标装置是测角度的,因此这种游标装置又称角游标.160为了消除度盘的中心与分光计转轴之间的偏心差,在度盘同一直径的两端各装一个游标读数装置.测量时两个游标都应读数,然后算出每个游标两次读数的差,再取平均值.这个平均值可作为游标盘相对于度盘转过的角度,并且消除了偏心误差。
四、实验内容(一)调整分光计调整分光计,目的是使平行光管发出平行光,望远镜聚焦于无穷远,平行光管和望远镜光轴在同一水平面内并与分光计转轴垂直.调节前,应对照图17—3和图17—4熟悉分光计的基本原理和结构.先目测,使各部件大致符合上述要求,然后进行以下调节:1.把望远镜聚焦于无穷远调节目镜与分划板距离手轮○11,清晰地看到分划板上的刻线.接通照明灯电源,在载物台上放置光学平面平板(即正反面都可反射光线的反射镜),放法如图17—7所示.轻轻地转动载物台座,同时从望远镜中寻找由光学平面平板反射回来的绿色光团,若找不到光团,须细心调节望远镜光轴高低调节螺钉○12和载物台下的螺钉B 1、B 2.找到光团后,将螺旋○9旋松,拉伸○10以调节分划板与物镜的距离,直到在目镜中可以清晰地看到反射回来的亮十字像为止,这时望远镜已聚焦于无穷远.为了消除视差,眼睛可上下或左右移动,如果亮十字像与分划板刻线的距离保持不变,就说明亮十字像与刻线必然位于同一平面上,没有视差.否则应仔细调节物镜与分划板之间的距离,直到视差消除,锁紧螺旋○9. 2.调整望远镜光轴与分光计转轴垂直 如果亮十字像不在图17—5(c )所示的位置,而是如图17—8(a )所示,可以先调载物台下的螺钉B 1(或B 2),使得亮十字像移近正确位置一半,如图17—8(b )所示,再调节望远镜光轴高低调节螺钉○12,使亮十字像与正确位置重合,如图17—8(c )所示.然后把载物台座连同光学平面平板一起旋转180°,重复上述步骤反复调节几次,直到正反两个光学平面反射回来的亮十字像都在图17—8(c )所示位置,这时望远镜光轴就与分光计转轴相垂直.这种调节方法称为逐次逼近调整法.3.将分划板刻线调成水平和竖直缓慢旋转载物台座,如果分划板的水平刻线与亮十字像的移动方向不平行,就要在不破坏望远镜调焦的前提下转动分划板,放松螺钉○9,转动目镜筒○10,使亮十字像移动161方向与分划板水平刻线平行,这时望远镜就调好了,锁紧螺钉○9,取下光学平面平板放好.4.调节平行光管(1)将已调好的望远镜为基准,关闭望远镜上的照明灯,用汞灯照亮狭缝.转动支臂○14使望远镜正对平行光管.松开螺旋○2,仔细拧转物镜与狭缝距离调节○1,直到望远镜中看到清晰的狭缝像,且与分划板刻线之间无视差时为止.这时狭缝恰好位于平行光管物镜的焦平面上,平行光管从物镜端射出平行光.(2)将平行光管狭缝调成竖直.应在不破坏平行光管调焦的情形下,放松螺钉○2,旋转狭缝装置○1,把狭缝像调到与分划板竖直刻线平行时,锁好螺钉○2. (3)调整平行光管光轴高低高低调节螺钉○27,升高或降低狭缝像的位置,使得狭缝像位于测量用十字叉丝竖线的中央.这时平行光管的光轴与望远镜光轴相重合并都与分光计转轴垂直.至此,分光计巳调节完毕,除目镜视度调节手轮○11可因人而异进行微调外,望远镜和平行光管的上述调节螺钉就不能再动,否则就应重新调节.(二)用自准直法测量三棱镜顶角1.如图17-9所示,将三棱镜放在载物台中央,为了便于调节,三棱镜的三个边应分别于载物台下三个螺钉○6的连线垂直.转动载物台座,当三棱镜的一个光学面如AB 面正对望远镜时,调整螺钉B 1,使亮十字像在图17-8(c )所示的位置上.然后将另一个光学面AC 正对望远镜,调节螺钉B 2使亮十字也在图17-8(c )所示的位置上.反复几次,即达到三棱镜的光学面与分光计转轴平行.2.把游标盘○22调到合适位置,防止测量过程中平行光管和望远镜挡住游标.锁紧螺钉○7和○25,以固定载物台和三棱镜的位置.把望远镜对准光学面AB 后,应锁紧螺钉○16,这样望远镜与度盘才能一起转动.3.锁紧望远镜止动螺钉○17,一面旋转望远镜微调螺钉○15,一面在望远镜中观察,当亮十字像正好在图17-8(c )所示位置时,记下两个游标盘的读数1ϕ和'1ϕ.放松螺钉○17,把望远镜对准光学面AC ,然后锁紧○17,微调○15,记下亮十字像正好在图17-8(c )所示位置时两个游标盘的读数2ϕ和'2ϕ.此时望远镜转过的角度''21211[()()]2ϕϕϕϕϕ=-+- (17-3)根据(17-1)式,可测出三棱镜的顶角α.重复测4次,将结果填入表17一l.计算望远镜转过的角度时,如果经过度盘的零点,应加上360°后再减.例如1ϕ→2ϕ是从355°45′→0°→115°43′,那么转过的角度21(11543'360)35545'11958'ϕϕ-=+-=.五、注意事项1.决不能用手摸三棱镜、光学平面平板、物镜和目镜的光学表面.2.推动望远镜只能推望远镜支臂,不能推动已调好的望远镜目镜、照明装置或镜筒.旋紧望远镜止动螺钉、调节微调螺钉○15后才能读取游标装置上的示值.3.搞清原理,熟悉分光计后先目测,然后有目的地细调分光计,否则越调越乱.六、数据处理七、误差分析八、附原始数据记录表格(注:作实验时记录在原始数据上用)表17-1 测三棱镜顶角数据表162。