大学物理设计性实验汞灯各谱线的最小偏向角

光栅最小偏向角法测量汞灯谱线波长的理论和实验验证器材：木头步骤：第一种：将木头放入水中，测量水面上升的幅度，或者放入满满的量筒中，测量溢出的水的体积，可以间接得到木头浸入水中的部分的体积。

然后将木头沿水平面研磨，挑下，用天平测量水下部分的质量。

通过公式计算其密度。

然后总体测量整块物体的质量通过v＝m/p排序得出结论全部体积。

第二种：挑一量杯，水面与杯面宁堡，想要办法将木头全部灌入水中（例如用细针将其引走水中），秤外溢水的体积即可。

第三种：如果容器就是个圆柱形，把里面摆满水，然后把物体放进水中，在把物体抽出。

容器中空的部分就是这个物体的体积。

圆柱的面积＝底面积×高如果物体不下陷，就把物体上挂一个铁块放进水中，测到铁块和物体的体积，然后再测到铁块的体积，接着用它们的总体积乘以铁块的体积就得出结论物体的体积．现象：包括在步骤里面了。

结论：得出结论木头的体积。

实验名称探究凸透镜的光学特点实验目的探究凸透镜成压缩和增大虚像的条件实验器材标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔实验原理实验步骤1．明确提出问题：凸透镜成缩小实像需要什么条件？2．悖论与假设：（1）凸透镜成缩小实像时，物距u_______2f。

（“大于”、“小于”或“等于”）（2）凸透镜成压缩虚像时，物距u_______2f。

（“大于”、“大于”或“等同于”）3．设计并进行实验：（1）检查器材，介绍凸透镜焦距，并记录。

（2）安装光具座，调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。

（3）找到2倍焦距点，移动物体至2倍焦距以外某处，再移动光屏直至屏幕上为后空翻增大的准确虚像的年才，记下此时对应的物距。

（4）找出2倍焦距点，移动物体到2倍焦距以内某处，再移动光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰实像的为止，记下此时对应的物距。

（5）整理器材。

质量m＝密度p×体积v将物体放进水中，测量水面下降的幅度，或者放进满满的量筒中，测量外溢的水的体积，可以间接获得物体灌入水中的部分的体积然后将物体沿水平面切割，取下，用天平测量水下部分的质量。

大学物理仿真实验实验报告_分光计.大学物理仿真实验实验报告分光计土木21班2120702008崔天龙..验项目名称:分光计一、实验目的1(使学生深入了解分光计的构造和设计原理，学会调整分光计的正确方法;2(了解用最小偏向角法测棱镜材料折射率的基本原理;3(完成测量折射率实验，并正确分析实验误差。

二、实验原理1(分光计的结构分光计主要由三部分:望远镜，平行光管和主体(底座、度盘和载物台)组成。

附件有小灯泡、小灯泡的低压电源以及看度盘的放大镜。

望远镜的目镜叫做阿贝目镜，如图1所示。

2(分光计的调整原理和方法调整分光计，最后要达到下列要求:(1)平行光管发出平行光;(2)望远镜对平行光聚焦(即接收平行光);(3)望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。

分光计调整的关键是调好望远镜，其他的调整可以以望远镜为标准。

在调整望远镜时，可以先将小灯泡的光引入分划板，当分划板的位置刚好在望远镜的焦平面上时，从载物台上放置的平面镜上反射回来的光正好落在分划板上形成一个清晰的十字象。

利用这个原理可以将望远镜调好(出射平行光以及使望远镜的主轴与仪器主轴垂直)，当望远镜调好后就可以利用望远镜调节平行光管，此时就可以进行光线的角度的测量了。

3(用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率..如下图，一束单色光以角入射到AB面上，经棱镜两次折射后，从AC面射出来，出射角为。

入射光和出射光之间的夹角称为偏向角。

当棱镜顶角A一定时，偏向角的大小随入射角的变化而变化。

而当=时，为最小(证明略)。

这时的偏向角称为最小偏向角，记为。

由上图可以看出，这时设棱镜材料折射率为n，则故..由此可知，要求得棱镜材料的折射率n，必须测出其顶角A和最小偏向角。

三、实验仪器图 1 : 分光计仪器分光计是一种基本的光学测量仪器，能准确快捷地测量各种角度，该仪器配上棱镜、光栅等可用于光谱测量。

配上偏振片、波片等，可作为椭偏仪使用。

图 2 : 分光计分光计中心为载物台，外围为刻度盘和游标盘，双游标的作用是为了消除刻度盘和游标盘中心不重合造成的偏心误差。

大学物理设计性实验方案题目:光的色散研究学院：物理与电子工程学院专业：物理学班级：10级物本（1）学号：2010405266学生姓名：雷利梅一、实验目的1.进一步加深对分光计的认识，掌握调整和使用分光计的方法。

2.掌握测定棱镜顶角的方法。

3.掌握用最小偏向角法各色光线折射率的方法。

二、实验仪器分光计、三棱镜、高压汞灯三、实验原理1.玻璃三棱镜折射率的测量原理图一表示单色光在三棱镜主截面（垂直于两折射面的截面）内的折射。

PD 为入射光线，两次折射后沿EP ′方向出射。

入射光线与出射光线之间的夹角δ叫做偏向角，从图中可见 δ ＝∠FDE ＋∠FED＝（i 1- γ1）+（φ - γ2）因为顶角 A ＝γ1+γ2所以 δ ＝（i 1 + φ）-A （0-3-1）对于给定的棱镜，其顶角A 和相对于空气的折射率n 都有一定值，因而偏向角δ只随入射角i 1而改变。

可以证明，当i 1＝φ时，偏向角有极小值δmin ，称为棱镜对某单色光的最小偏向角，将i 1＝φ代入（0-3-1）式，得δmin ＝2 i 1－A或 i 1＝（δmin +A ）/ 2而A ＝γ1＋γ2＝2γ1，即γ1=A/2,由折射定律可得：（0-3-2）)2/sin(]2/)sin[(sin sin min 11A A i n +==δγ图一用分光计测出三棱镜顶角A 和棱镜对某单色光的最小偏向角δmin ，就可以用（0-3-2）式求出棱镜玻璃材料对空气的相对折射率n 。

此法称为最小偏向角法。

由于透明介质材料的折射率是光波波长的函数，故同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。

当复色光经过棱镜折射后，不同波长的光将产生不同的偏向而被分散开来。

2.棱镜顶角的测量方法用自准法测量三棱镜顶角当望远镜已调焦无穷远，则望远镜自身产生平行光。

用小灯照亮目镜中的双十字叉丝，固定平台，旋转望远镜正对AB 面，如右图，使从AB 面反射回来的十字像位于上叉丝中央，记录两游标的读数φ 1和φ 1′。

实验24 《光的色散研究》实验提要实验课题与任务《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都一样，但出射角并不一样，明确折射率也不一样。

对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。

如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。

折射率n 随波长λ又而变的现象称为色散。

学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进展实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

设计要求⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以与阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此根底上写出该实验的实验原理。

⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。

⑶ 掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。

⑷ 用分光计观察谱线，并测定玻璃材料的色散曲线λ~n ； ⑸应该用什么方法处理数据，说明原因。

⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。

实验仪器给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯实验提示最小偏向角min δ。

与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。

折射率n 与波长λ之间的关系曲线称为色散曲线。

本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。

用汞灯的光谱谱线的波长作为数据，测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角，算出与min δ对应的n 值，在直角坐标系中做出三棱镜的λ~n 色散曲线。

用同一个三棱镜测出钠光谱谱线的最小偏向角，计算相对应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。

教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。

大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：汞光谱的色散研究院系：高镁学院班级：无机11-2班姓名：薛宝达学号：120114801120实验日期：2012 年 5 月 1 日实验目的：1.掌握分光计的原理与应用2.用最小偏向角法测量光线对玻璃的折射率。

3.研究汞光谱的色散现。

实验仪器：分光仪、三棱镜、高压汞灯摘要：根据…..做了….结果…关键词：色散最小偏向角原理：大学物理实验 P88平行光从棱镜的一个折射面，如AB面入射，经过两次折射后从折射面AC出射，LD是入射光线，ER是岀射光线，σ是这两条光线的夹角，称为偏向角。

实验中发现，改变入射角i1时，偏向角σ也随之改变。

当入射角i1等于岀射角i4时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，记为σm。

可以证明，样品的折射率与最小偏向角有如下关系：n= sin (A+ σm)/(sinA/2)只要测出顶角A和最小偏向角σm，便可求出n，顶角A的理论值60.但因工艺水平的限制，顶角A的实际值会有所偏离，一般不应以理论值带入。

数据与数据处理：σ =1/2[ (Φ左- Φ左′)+(Φ右-Φ右′) ]σ =1/nΣσin= sin(θ+σi)/sin(θ /2)f= v/ λσ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣]=1/2[∣214°10 ′- 265°20 ′∣+ ∣34°12 ′- 85°14 ′∣] =51°12′σ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣]=1/2[∣214°11 ′- 265°18 ′∣+ ∣34°10 ′- 85°15 ′∣]=51°6′因此黄光1最小偏向角= 51°6′+ 51°12′=51°9 ′同理可得δ=51°9′黄色（1）谱线的最小偏向角minδ=51°1.3′黄色（2）谱线的最小偏向角min绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′三棱镜对于不同光谱的折射率黄光1 n1=1.6497黄光2 n2=1.6485绿光n3=1.6528蓝紫光n4=1.6719f= v/ λ黄光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.18×10^11黄光2 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.20×10^11绿光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.49×10^11蓝紫光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 6.89×10^11结论：参考文献【1】李学慧大学物理实验【M】高等数学出版社 2005年6月 P88~P95【2】吴强光学【M】科学出版社 2006年 70~78【3】刘劲松物理光学与基础光学【M】西安电子科技大学出版社 295~322【4】梁宝社大学物理实验北京理工大学出版社【M】2006年8月 110~115 【5】申德稀有金属的光谱研究【J】中国光学与应用光学文摘 2008 22（2）。

⼤物实验报告1实验名称电桥法测中、低值电阻⼀.⽬的和要求1.掌握⽤平衡电桥法测量电阻的原理和⽅法;2.学会⾃搭电桥，且⽤交换法测量电阻来减⼩和修正系统误差;3.学会使⽤QJ-23型惠斯登电桥测量中值电阻的⽅法;4.学会使⽤QJ-42型凯尔⽂双臂电桥测量低值电阻的⽅法;⼆.实验原理直流平衡电桥的基本电路如下图所⽰。

图中B A R R ,称为⽐率臂，Rs 为可调的标准电阻，称为⽐较臂，Rx 为待测电阻。

在电路的对⾓线（称为桥路）接点BC 之间接⼊直流检流计，作为平衡指⽰器，⽤以⽐较这两点的电位。

调节Rs 的⼤⼩，当检流计指零时，B ，C 两点电位相等AB AC U U =；BD CD U U = ，即B B A A R I R I =；S S X X R I R I =。

因为检流计中⽆电流，所以X A I I =，S B I I =，得到电桥平衡条件 Rs R R Rx BA=。

三.实验仪器直流电源，检流计，可变电阻箱，待测电阻，元器件插座板，QJ24a 型惠斯登直流电桥，QJ42型凯尔⽂双臂电桥，四端接线箱，螺旋测微计四.实验⽅法1.按实验原理图接好电路；2.根据先粗调后细调的原则，⽤反向逐次逼近法调节，使电桥逐步趋向平衡。

在调节过程中，先接上⾼值电阻R m ，防⽌过⼤电流损坏检流计。

当电桥接近平衡时，合上K G 以提⾼桥路的灵敏度，进⼀步细调；3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻时，所选取的⽐例臂应使有效数字最多。

五.数据记录与分析(0.0010.002)SRSR m±+仪＝，其中SR是电阻箱⽰值，m是所⽤转盘个数，RSσ=XR=XRσ=所以31995.40.8XR=±Ω2.不同⽐例臂对测量结果的影响3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻4.⽤开尔⽂电桥测量低值电阻铜棒平均直径d＝3.975mm（多次测量取平均）（末读数－初读数）电阻24R L LS dρρπ==，由下图中的拟合直线得出斜率00609.042==dkπρ，则电阻率()mkdΩ===--82321056.74.0142.34πρ六.分析讨论题当惠斯登电桥平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡？试说明之。

第33卷第6期2020年12月大学物理实验PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGEVol.33No.6Dec.2020文章编号.1007-2934(2020)06-0031-04最小偏向角法测折射率实验的问题探讨魏良淑，吴芳，王浩浩,蒋夕平(南京农业大学理学院，江苏南京210095)摘要：最小偏向角的调节和测量是最小偏向角法测折射率实验的主要内容。

对于汞灯光源中包含的三条谱线黄、绿、紫光最小偏向角的调节，从理论上分析三者在不同入射角条件下达到偏向角最小,应该做分别调节。

但在实验操作上发现当一条谱线偏向角最小时，另外两条几乎也达到了最小，可作同步调节。

文章从理论上分析了入射角的偏离对偏向角大小的影响,理论分析结果与实验测量结果一致,从根本上解决了两种认知冲突。

关键词：最小偏向角法;三棱镜折射率;人射角中图分类号：04-34文献标志码:A DOI；10.14139/22-1228.2020.06.009三棱镜折射率的测量是大学物理实验中的经典实验，可以采用不同的方法,但经分析比较，采用最小偏向角法进行测量,实验结果精确度更高,操作最为简洁［刈。

因此,在大学物理实验内容中均选用该方法进行三棱镜折射率的测定。

准确调节并测量最小偏向角是准确测量折射率的前提。

从实验原理分析不难得到，最小偏向角与入射角有着特定的定量关系,汞灯光源中三条谱线黄(579.1nm)、绿(546.1nm)、紫(435.8mn)折射率不同，其最小偏向角不同，最小偏向发生的条件应明显不同，基于这一点，三条谱线的最小偏向角应分别调节并测量。

然而在实验操作中,三条谱线中调节任意一条偏向角达到最小时,再去观察另外两条谱线,结果发现几乎也达到了偏向角最小，也就是说三条谱线是同步达到偏向角最小的，这看上去与原理分析不符,引发学习者的争论。

本文从实验原理出发,基于实验数据,进行深入的分析与探讨，为教师的实验指导提供依据,也为学习者更加深入地理解和完成该实验提供帮助。

光栅最小偏向角法测量汞灯谱线波长的理论和实验验证彭华雨;范婷【摘要】通过理论推导,给出了最小偏向角的表达式,测量得到最小偏向角的具体数值.实验结果表明,用最小偏向角法测量的波长较对称法更准确,另外,光栅常数也是影响实验误差的原因.【期刊名称】《大学物理》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】4页(P56-59)【关键词】最小偏向角;光栅衍射;谱线波长【作者】彭华雨;范婷【作者单位】石河子大学理学院,新疆石河子832003;石河子大学理学院,新疆石河子832003【正文语种】中文【中图分类】O436.1衍射光栅是由大量等间距狭缝组成的集合体.当一束平行光垂直入射衍射光栅时(如图1)，光波在各狭缝处发生衍射，据光栅方程可知，衍射条纹的主极大位置：其中d为光栅常数，θk为第k级衍射明纹所对应的衍射角，λ为入射光波波长. 当一束平行光以一定角度射入光栅时(如图2)，光栅方程则为d(sin θk±sin α)=kλ,(k=0,±1,±2,…)其中α为入射角,入射光线与衍射光线同侧时取正号，反之取负号，，称为偏向角.在已知光栅常数d的情况下，式(1)和式(2)提供了两种测量入射谱线波长的方法.利用式(1)是对称法，利用式(2)是最小偏向角法，大学物理实验一般采用第一种方法,本文从理论上和实验上证实了最小偏向角的存在，利用最小偏向角法测量了汞灯蓝紫光和绿光谱线的波长，实验结果表明，用最小偏向角法测量的波长较对称法更准确.一束平行光以一定的角度入射到光栅常数为d的透射光栅上，如图2所示，入射角α，衍射角θk，偏向角δ，这3个角度的取值均在范围.参照本文参考文献[1]的理论证明思想，证明如下.最小偏向角存在的两个条件[1,2]：式(3)给出式(2)给出式(5)和式(6)结合得到∓∓1正负号一一对应，式(7)简化为cos θk=cos α由于两个角的角度均在之内，所以θk=±α.当θk=α，θk和α处于法线的同一侧，最小偏向角δ=2α；当θk=-α，θk和α处于法线的异侧，即入射光线与衍射光线重合，δ=0，显然这是中央明纹的位置，不是最小偏向角的位置.以上是由式(2)和(3)推出最小偏向角δ=2α，下面验证结果对于式(4)是否成立.式(2)中对式(9)求关于θk的二阶导数将式(9)代入式(10)，得到将α=θk代入式(11)得，，要满足式(4)的条件，，所以显然式(12)成立，而式(13)不成立.式(13)中的负号对应式(2)光栅方程中的负号，即衍射光线与入射光线位于法线异侧的情况，该式的不成立说明了最小偏向角只能在入射光线的法线的同侧位置，这也证明了按照条件(3)得到的δ=0是不成立的. 通过以上证明，当一束单色平行光斜入射到衍射光栅上时，衍射光线与入射光线之间存在最小的偏向角，且最小偏向角只有一个，此时衍射光线位于入射光线的法线同侧，大小δ=2α.此时光栅方程就可以写成：式(14)是求入射谱线波长的基本公式，关键在于测量最小偏向角δ.2.1 确定最小偏向角位置实验用的仪器包括：分光计、300条/mm透射光栅、600条/mm透射光栅、汞灯.找到最小偏向角的位置是实验的关键，可以分为4步：1) 调节分光计；2) 将光栅放在载物台上，使光栅平面和光栅刻痕平行于载物台的转轴；3) 打开汞灯，待光源稳定后，通过目镜观察衍射明纹，确保可以观察到第三级，并且明纹在一条水平线上；4) 改变入射角，则谱线将随之移动，当某一条谱线与零级偏离最小时，即可由该谱线与零级谱线的方位测出相应的最小偏向角δ[2].不同谱线的δ值是不同的.2.2 实验结果实验用最小偏向角的方法分别对d=(1/300) mm光栅和d=(1/600) mm光栅进行了测量，用对称法对d=(1/300) mm光栅进行了测量，以此与最小偏向角法比较.在最小偏向角的位置记下分光计上的刻度θ1和1，在中央明纹的位置记下分光计的刻度θ2和2，利用公式，得到相应谱线的最小偏向角.光栅常数d=(1/300) mm最小偏向角法测量结果如表1所示，光栅常数d=(1/600) mm最小偏向角法测量结果如表2所示，光栅常数d=(1/300) mm对称法测量结果如表3所示. 2.3 实验分析1) 实验证实最小偏向角的存在，可通过最小偏向角测量光波波长；2) 对于300条/mm的光栅，级数不同误差也不同，第一级的误差最小，满足误差随级数的增加而增大；3) 相比300条/mm的光栅，600条/mm光栅的实验误差更大，这是由于600条/mm光栅观察的谱线光强较弱，所以选择300条/mm光栅即可满足实验需要. 4) 对比相同的谱线，发现对称法的误差比最小偏向角法的误差大；但是通过对左右谱线测量结果进行平均(对称法第一级平均之后的误差为0.102%)，误差可以减小，但相比最小偏向角法仍然大了些.使用简单的求导方法，在光栅方程的基础上验证并推导出了最小偏向角和最小偏向角测量波长的公式.利用最小偏向角法，分别使用300条/mm和600条/mm的光栅测量了汞灯的蓝紫和绿光的波长，验证了此方法的可行性，并通过对比对称法的实验数据，表明最小偏向角法相比对称法误差更小.从实验数据总结得到，此实验选用300条/mm的光栅非常合适，误差在0.3%以内.测量的蓝紫光波长比绿光波长更准确，适合测量级数较低的谱线波长.对比对称法，最小偏向角法的缺点是追踪到最小偏向角的位置相比对称法麻烦了一些.对比对称法，最小偏向角法的优点有以下3方面：1) 需要测量的数据少，误差更小.由最小偏向角的方法原理可以知，只需要测出最小偏向角的位置，不需要测量左右两条对称谱线来减小误差，不需要入射光波与光栅平面垂直，且波长的获得与斜入射角α无关,消除了对称法由α所引起的误差. 2) 可以观察到更高级次的衍射明纹.对于同一衍射角θ，光波垂直入射光栅时，光栅方程为：dsin θ=k1λ，以斜入射角α入射时，光栅方程：dsin θ=所以k2=2k1，故观察到的衍射明纹较对称法提高了一倍[3].3) 衍射现象更为明显.理论和实验都可以证明，最小偏向角法观察到的同级明纹的光强比对称法的同级光强要强，更易于观察[4].【相关文献】[1] 王宏明.再议用最小偏向角测光波波长的实验原理[J].大学物理实验，1997,3(10):26-27.[2] 吴粟英.一种用光栅测定光波波长的方法[J].物理实验，1983(6):253-254.[3] 薛新英,彭桂兰.利用最小偏向角法测定光的波长[J].塔里木农垦大学学报，2000,3(12):40.[4] 姚启钧.光学教程[M].北京：高等教育出版社，1989：223-237.。

竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验分光计实验报告篇一：分光计的调节与使用实验报告分光计的调节与使用实验报告姓名：学号：专业班级：实验时间：一、试验目的1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法；2、测量三棱镜玻璃的折射率。

二、实验仪器分光计，三棱镜，准直镜。

三、实验原理1.测折射率原理：当i1＝i2时，δ为最小,此时??i1A2?min2??i1??i1?i1A21(?min?A)2设棱镜材料折射率为n，则A??nsinsini1?nsini12i1?n?故sini1?Asin2sin?min?AAsin2由此可知，要求得棱镜材料折射率n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角?min。

四、实验步骤1.调节分光计1）调整望远镜：a目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。

b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。

c调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。

调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。

2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。

a调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。

b接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面Ac和Ab返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。

注意）：1、望远镜对平行光聚焦。

2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。

3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。

4、狭缝宽度1mm左右为宜。

2.测量最小偏向角（1）平行光管狭缝对准前方水银灯。

（2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。

（3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。

谱线对准分划板。

?，有（4）记下读数?1和?2转至（2），记下读数?1?和?2 ?min?1?1??1??2??2??2五、实验数据处理原始数据如下：数据处理：α=60?±102ns?2?u仪??mi?s??(?i??i)n?11ou仪=3?按不确定度传递原则1?min1?mincos()sin?sin()cos?nu??u??unn?n2??sin1?min cos()?n?uu?un?sin?n?sin(?min)sin22?1.676;un?(un)??(un)??0.005;un?100?0.3;(un)r?n得：n?n?un?1.676?0.005六、思考题1、为什么利用自准法可以将望远镜调至接受平行光和垂直中心轴的正常工作状态？如何调整？（1）点亮照明小灯，调节目镜与分划板间的距离，看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口（目镜对分划板调焦）。

实验一 薄透镜焦距的测定实验目的１．学会调节光学系统使之共轴。

２．掌握测量薄会聚透镜和发散透镜焦距的方法。

３．验证透镜成像公式，并从感性上了解透镜成像公式的近似性。

实验仪器1－CXJ 型光具座，底座及支架，薄凸透镜，薄凹透镜，平面镜，物屏（可调狭逢组、有透光箭头的铁皮屏或一字针组），像屏（白色，有散射光的作用）。

重点难点：1、按实验操作规程规范操作。

2、动手操作能力培养。

德育渗透：1、培养学生爱护仪器，保护国家财产的意识。

2、培养学生互相帮助，团结协作的精神 教学方法1、讲授法。

2、演示法。

3、学生分组实验法 布置作业：1、数据处理。

2、误差分析3、独立完成实验报告。

4、预习下一个实验 实验原理 １．共轭法测量凸透镜焦距 利用凸透镜物、像共轭对称成像的性质测量凸透镜焦距的方法，叫共轭法。

所谓“物象共轭对称”是指物与像的位置可以互移，如图5－1—1（a ）所示。

其中（a ）图中处于物点0s 的物体Q 经凸透镜L 在像点p 处成像P ，这时物距为u ，像距为v 。

若把物点0s 移到图5－1—1（a ）中p 的点，那么该物体经同一凸透镜L 成像于原来的物点，即像点p 将移到图5－1—1（a ）中的0s 点。

于是，图5－1—１（b ）中的物距'u 和像距'v 分别是图5－1—1（a ）中的像距v）（——图a115)(1b －１—图５和物距u ，即物距v u ='，像距u v ='。

这就是“物像共轭对称”。

设D v u v u =+=+''（物屏Q 和像屏P 之间的距离为D ）。

根据上面的共扼法，如果物与像的位置不调换，那么，物放在0S 处，凸透镜L 放在1X 处，所成一倒立放大实像在p 处；将物不动，凸透镜放在2X 处，所成倒立缩小的实像也在p 处，如图5－1－2所示。

由图可知，d u u =-'或d u v =-。

于是可得方程组解方程组得,2d D v += 2d D u -= Dd D f 4'22-= （5—１—１）该式是共轭法测量凸透镜焦距的公式。

棱镜分光仪【实验目的】（1） 测量三棱镜的顶角及对不同波长光的最小偏向角。

（2） 计算三棱镜的折射率、色散率和角色散。

【实验仪器】分光仪、三棱镜、平行双平面反射镜、钠灯、汞灯。

【实验原理】一束平行单色光，入射到三棱镜的一个面面，经过折射后由另一个面射出。

如图所示，光的方向发生了变化，入射光和出射光行进方向间的夹角δ为偏向角。

理论上可以证明，如果入射方向和出射方向处于三棱镜的对称位置上，偏向角达到极小值，此时的偏向角称为最小偏向角。

1、棱镜折射率、顶角及最小偏向角的关系 设棱镜的顶角为A ，棱镜对波长λ的单色光的折射率为n ，最小偏向角为min δ，则有：由于通过分光仪可以测得min δ和顶角A ，因此可以通过上式求出折射率n 。

光经过棱镜前后的行进方向2、棱镜色散率由于透明物质的折射率是随波长的变化而变化的，即不同的波长的光具有不同的折射率，因此，其最小偏向角也是不同的。

在可见光区域，对于无色透明介质，折射率n 与波长λ的关系遵从柯希经验公式 +++=420λλCBA n （1）当波长的变化范围不大时，上式（1）可简化为：20λBA n += （2）由（2）式对波长求导，得32λλBd dn -= （3）即为色散率。

由式（2）知，只要两种波长1λ、2λ所对应的的折射率1n 、2n ，就可以得到B 的近似值。

m in s in 2s in 2A n A δ+⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫ ⎪⎝⎭两种不同波长的光经过棱镜折射后的最小偏向角之差min δ∆与这两种光的波长差λ∆之比，成为角色散：λδ∆∆=m i n D （4）将式（1）对波长λ微分，则得棱镜的角色散：λλλδd dn n A d dn A A D ⋅-=⋅+=2sin12sin22cos2sin222min（5）由（5）式知，只要知道了两种波长1λ、2λ相应的折射率的差)(12n n dn -=，使2/)(21n n n +=，则可求出角色散。

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载浅析汞灯的光谱(光源光谱实验报告)地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容浅析汞灯的光谱*** ****大学 &&学院***班学号******摘要：我们实验室中常用的是高压汞灯，汞光低压汞光光谱和高压汞光光谱略有不同，本文重点介绍了低压汞灯和高压汞灯的几点区别。

关键词：低压汞灯高压汞灯光源光谱实验小结正文:很多光源发出的光是由多种不同颜色（波长）的光组成的。

通过仪器我们可以将这些不同波长的光分开，形成“光谱”。

气体原子的发光机理来源于电子在原子内部能级间的跃迁，固体发光还和固体的能带结构有关，所以对物质发光光谱的研究将有助于我们认识发光物质的微观性质。

不同元素的原子有着自己特有的光谱特征，通过对光谱研究也可以帮助我们分析物质的组成成分。

现代光谱分析技术是物理、化学、材料学、天文学、考古学等研究中不可缺少的手段。

最早的光谱分光（色散）原件是三棱镜。

1666年牛顿用三棱镜得知太阳的白光光谱是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的光带组成的。

光栅是另一种常用色散原件。

1859年吉尔霍夫用平行光管、三棱镜及望远镜构成了最早的棱镜光谱仪、光栅光谱仪。

从波动学的观点来看，光是一种电磁波。

电磁波可以按其频率或波长排列成波谱，我们通常所说的光是指复色光，是由很多种波长不同的单色光组成的，它包含了从短波射线到长波无线电波的一个广大的范围。

人眼可以感受到的光（通常称可见光）只占其中很窄的一个谱带，通常认为波长（在真空中）,或者等价的表示为频率。

在可见光范围内，随着波长从小到大，所引起的视觉颜色也逐渐从紫色转变到红色。

一般我们研究的光学波段，除可见光外，还包括波长小于紫光的紫外线和波长大于红光的红外线，其波长范围大致从。

图2基于分光计测玻璃折射率汞光谱色散规律的实验研究摘要 本文在分光计实验中利用低压汞灯在正常点燃时发出五种不同波长的单色光在玻璃三棱镜中色散现象，实验研究表明玻璃三棱镜对汞光源光谱折射率是随波长增大而减小的变化的规律，其中对黄光折射率最小，紫光折射率最大，这种色散属于正常色散，通过这个实验进一步说明了科希公式的正确性。

关键词 最小偏向角 折射率 正常色散 科希公式1、引言图1为分光计实验，一平行汞光谱入射到三棱镜表面会发生色散现象，不同颜色的光有不同的出射规律。

在测定三棱镜最小偏向角时，发现望远镜中有不同颜色的谱线，它们的间距各不相同；通过测定三棱镜的最小偏向角，从而算出玻璃三棱镜的折射率，用计算机处理线性拟合法得到一条色散规律的曲线，由此来验证科希公式的正确性。

而对色散规律的研究，在现代技术中占很重要的地位。

图1 分光计实验2、实验设计原理[1][2]2.1由最小偏向角测玻璃三棱镜的折射率如图2所示，三角形ABC 表示三棱镜的主截面，AB 和AC 是透光面（又称为折射面）。

设有一束单色光LD 入射到棱镜的AB 面上，经过两次折射后从AC 面沿ER 方向射出。

入射线LD 和出射线ER 间的夹角δ称为偏向角。

根据图1，由几何关系，偏向角)()(3421i i i i FED FDE -+-=∠+∠=δ （式1）因 α=+32i i ，α为三棱镜的顶角，故有αδ-+=41i i对于给定的棱镜来说，顶角α 是固定的。

由于教材中有详细的推导过程，这里不再重复，当41i i =时，即δ取得极小值。

此时得到αδ-=1min 2i （公式2）而2/,232αα=+=i i i 。

于是，棱镜对该单色光的折射率为()2/sin 21sinsin sin min 21ααδ+==i i n （公式3）由于α已知，该单色光在玻璃三棱镜中的折射率n 即可求。

2.2光的色散现象及规律：不同波长的的复合汞光谱平行的射入同一介质的表面，传播速度不同，折射率也不同。

3.17 分光计的调节和使用【实验简介】分光计是一种精确测量角度的典型光学仪器，常用来测量光学材料的折射率、光波波长、光学元件的色散率及观测光源的光谱等。

分光计的调节思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用，有助于操作更复杂的光学仪器。

【实验目的】1．了解分光计的结构和工作原理。

2．掌握分光计的调节要求和调节方法。

3．学会用分光计测量玻璃三棱镜的折射率。

【预习思考题】1．分光计在测量角度之前应处于什么状态？为什么要处于该状态？2．自准直法调节望远镜接受平行光的主要步骤是什么？判断望远镜已调节到可以接受平行光的标准是什么？180使双面镜两3．利用双面镜调节望远镜光轴与中心轴垂直时，为什么要转动载物台0个面反射的十字像均与分划板上方叉丝重合？只调一面行吗？4．如何调节和判断平行光管出射平行光、平行光管的光轴与中心轴垂直？【实验仪器】分光计、汞灯、双面反射镜、三棱镜。

【实验原理】1．分光计的结构分光计由望远镜、平行光管、载物台、读数装置和三角底座五部分组成。

图3.17.1是它的全貌。

1.狭缝装置2.狭缝套筒锁紧螺钉3.平行光管4.载物台5.载物台调平螺钉6.载物台锁紧螺钉7.望远镜8.分划板套筒锁紧螺钉9.自准目镜10.目镜视度调节手轮11.望远镜光轴俯仰调节螺钉12.望远镜光轴水平方向调节螺钉13.望远镜微调螺钉14.刻度盘与望远镜固连螺钉15.望远镜止动螺钉（在背面）16.刻度盘17.游标盘18.游标盘微调螺钉19.游标盘止动螺钉20.平行光管光轴水平方向调节螺钉21.平行光管光轴俯仰调节螺钉22.狭缝宽度调节手轮图 3.17.11.1三角底座三角底座中心有竖轴，称为分光计的中心轴。

轴上装有可绕中心轴转动的望远镜和载物台。

1.2平行光管平行光管的作用是产生平行光。

平行光管由物镜和狭缝装置组成。

松开螺钉2，可前后移动狭缝装置，使狭缝位于物镜的焦平面上，则平行光管产生平行光。