分光计测折射率实验报告
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分光计测量三棱镜折射率实验报告一、实验目的1.1 掌握分光计的基本原理和使用方法1.2 学会测量三棱镜的折射率2.1 了解光的折射现象及其在日常生活中的应用2.2 通过实验,培养学生动手实践能力和科学探究精神二、实验器材与材料3.1 分光计3.2 三棱镜3.3 透明胶带3.4 白色光源及反射板3.5 尺子3.6 直尺3.7 量角器3.8 铅笔和橡皮擦3.9 计算机4.0 数据处理软件(如Excel)三、实验步骤与方法4.1 组装分光计:将分光计拆开,按照说明书正确组装。
确保各部件安装牢固,连接线路正确。
4.2 准备三棱镜:选择一块无划痕、无气泡的三棱镜,用干净的布擦拭干净。
4.3 调整光源位置:将白色光源对准三棱镜的一个面,使光线垂直入射。
然后将反射板放在光源与三棱镜之间,使光线经过反射后再进入分光计。
调整反射板的位置,使光线能够均匀地穿过三棱镜。
4.4 测量折射率:用直尺测量三棱镜的三个面之间的距离,分别为a、b、c。
然后用分光计测量出从三棱镜的一个面到另一个面的光线角度差,即Δθ。
最后根据公式 n= (sinΔθ)/ (sinΔφ)计算出三棱镜的折射率n,其中Δφ为两个面之间的入射角。
4.5 重复实验:更换不同角度的入射光线,重复上述操作,以获得更准确的数据。
4.6 数据处理:将测得的数据输入计算机,利用数据处理软件进行数据分析和处理,得到三棱镜的折射率分布图和平均值。
同时可以对比不同角度下的数据,观察折射率的变化规律。
四、实验结果与分析通过本次实验,我们成功地测量了三棱镜的折射率,并得到了其分布图和平均值。
实验过程中,我们需要注意以下几点:首先是保证光线的垂直入射和均匀传播;其次是要正确地调整反射板的位置;最后是要注意数据的准确性和重复性。
通过这些步骤的操作,我们可以得出三棱镜的折射率n与两个面之间的距离a、b、c以及入射角Δθ有关。
具体来说,n = (sinΔθ) / (sinΔφ)。
这个公式可以帮助我们更好地理解光的折射现象及其在日常生活中的应用。
分光计的调整和棱镜材料折射率的测定实验报告引言分光计是科学仪器中的一种,广泛应用于物理、化学、生物、医学等领域的实验中,其作用是测定或分析物质的光谱特性。
而棱镜则是分光计中不可或缺的元件,通过棱镜的折射和反射,将光线分解成不同波长的颜色。
本实验通过对分光计的调整和棱镜材料折射率的测定,进一步了解分光计和物质的光谱特性。
实验部分一、调整分光计1. 能直接测得物体的折射率;2. 能测定谱线的波长和波长间距离;3. 能检查和校正玻璃棱镜的角度和方向。
1. 实验原理当光线从一种密度为n1的介质垂直射入另一种密度为n2的介质中,由于介质密度不同,光线出现了一定的偏折,使得出射光线的方向发生了改变。
利用这个原理,可以得出折射定律:n1sinθ1=n2sinθ2,其中n1、n2分别为两重介质的折射率,θ1、θ2为入射角和折射角。
而在实验中,利用简单的几何关系,可以通过测定出入射角和折射角,求出棱镜材料的折射率。
2. 实验步骤a. 确定n1和θ1的大小,即入射光线的入射角和所使用物质的折射率;b. 修改入射角度,使折射角θ2的方向与光线入射时的方向相反,即θ2>θ1,观察此时光线与棱镜内侧壁交点位置;c. 修改入射角度,使折射角θ2的方向与光线入射时的方向相同,即θ2<θ1,观察此时光线与棱镜内侧壁交点位置;d. 分别测量出两个交点的位置,计算棱镜的顶角,并据此求出折射率。
3. 实验结果|n1|1.000||------|------||θ1|17.5°||θ2>|27.7°||θ2<|10.0°||d|41.6mm||A|60.4°||n2|1.508|4. 讨论和分析本实验中,利用分光计调整和测量棱镜材料折射率,成功地实现了对物质光谱特性的测定。
通过调整分光计,可以得到精确的折射率和波长间距离,保证了物质光谱特性的可靠测量。
而在棱镜折射率的测定中,通过简单准确地实验,得出了精确的数据,并计算出棱镜的顶角和折射率,实验结果较为准确。
实验题目 用分光计测量玻璃棱镜折射率【实验目的】1、了解分光计的结构并掌握调节和使用方法.2、掌握测定棱镜角的调整技巧与方法.【实验仪器】1、待测三棱镜2、钠灯3、分光计(附变压器、平面镜、手持照明放大镜)4、会聚透镜【实验原理】1、 自准直法测量三棱镜的顶角三棱镜由两个光学面AB 和AC 及一个毛玻璃面BC 构成.三棱镜的顶角是指AB 与AC 的夹角α.如图所示,自准直法就是使自准直望远镜光轴与AB 面垂直,使三棱镜AB 面反射回来的小十字像位于准线中央,并由分光计的度盘和游标盘读出这时望远镜光轴相对于某一个方向'OO 的角位置1θ;再把望远镜转到与三棱镜AC 自准直法测三棱镜顶角 面垂直, 由分光计的度盘和游标盘读出这时望远镜光轴相对于'OO 的角位置2θ.于是,望远镜转过的角度为21ϕθθ=-,三棱镜的顶角180αϕ=-.由于制造上的原因,分光计带有一定的偏心差,即分光计的主轴可能不在分度盘的圆心上,而略微偏离分度盘圆心.因此,望远镜绕过的真实角度与分度盘上反映出的角度有偏差.为了消除这种误差,分光计分度盘上设置了相隔180的两个读数窗口A 与B ,而望远镜读数则由两个窗口各自读数的平均值来决定.其中21A A A θθθ=- , 21B B B θθθ=-2A Bθθϕ+=21211801802A AB Bθθθθαϕ-+-=-=-(1-1)2、三棱镜最小偏向角的测量如图所示,在三棱镜中,入射光线与出射光线之间的夹角δ称为棱镜的偏向角,这个偏向角δ与光线的入射角有关从图中可以看出,12431423()()()()i i i i i i i i δ=-+-=+-+,而23()(2)i i πππαα+=---= , 即 最小偏向角原理图14i i δα=+-(2-1)最小偏向角即δ可以取到的最小值.由于出射角4i 是入射角1i 的函数,因此偏向角δ实际上只随1i 变化, 取(2-1)式对于1i 的导数,4111di d di di δ=+,当10d di δ=时,产生最小偏向角.此时411di di =-.又 1243sin sin sin sin i n i i n i =⎧⎨=⎩,取偏导得到, 11224433cos cos cos cos i di n i di i di n i di =⎧⎨=⎩,于是31341242c o s c o s c o s c o s i i d i di di i i di =,又23i i α=+,即321di di =-,于是314124cos cos 1cos cos i i di di i i =-=-,整理后得到1423cos cos cos cos i i i i =,即 22142214221sin 1sin 111sin 1sin i i i i n n--=-- (2-2)易知,上式只有在14i i =的情况下才能成立.即,产生最小偏向角时入射角于出射角大小相同.由于偏向角仅是入射角1i 的函数,因此可以通过不断改变入射角1i 来观察出射光线的方向变化.在1i 的上述变化过程中,出射光线4i 也随之向某一方向变化.当1i 变化到某一数值时,出射光线的方向变化会发生停滞(因速度若要反向,比先逐渐减为零),并随即发生反向移动.易知,在出射光线即将发生反向移动的时刻就是最小偏向角所对应的方位,只要固定这时的入射角,测出所对应的入射光线坐标1θ,再测出出射光线的角坐标2θ,既有,2121min212A AB B θθθθδθθ-+-=-=(2-3)3、用最小偏向角法测定玻璃棱镜的折射率 由折射定律可以得到, 1243sin sin sin sin i n i i n i =⎧⎨=⎩,将两式相加,可以得到1423sin sin (sin sin i i n i i +=+),和差化积,得,23231414+2sincos 2sin cos 2222i i i i i i i in +--= 整理得到231414cos+2sin sin 22cos 2i i i i n α-= (3-1) 由(2-2)式知,产生最小偏向角时14i i =,亦即23i i =,则上式可化简为14+sin sin 22i i n α=,代入m i n14i i δα=+-,可得 m i nsin 2sin2n δαα+=(3-2)故,只要得到三棱镜的顶角α以及最小偏向角min δ的取值,就可以得到三棱镜的折射率n .【实验步骤】1、分光计的调节①打开望远镜叉丝照明灯和台灯,并打开钠灯预热.②用眼睛估测并调节望远镜高低倾斜螺丝和载物台调平螺丝,将载物台平面和望远镜轴调节至接近水平. ③将平面镜倒扣于望远镜上,调节望远镜焦距,使得视野中可以看到清晰的十字像. ④取下平面镜并置于载物台上(平面镜的放置方法如图),松开游标盘止动螺丝与载物台锁紧螺丝,转动内盘,使望远镜中可以看见由平面镜反射回的十字像. ⑤转动内盘,使得平面镜转过180,用望远镜观察,使视野中出现十字像.若无十字像,则反复调节载物台调平螺丝与望远镜光轴水平调节螺丝,使得平面镜在0与180时,望远镜中都能够出现清晰的十字像. 平面镜放置示意图⑥将望远镜对准平面镜的一面,在视野中看到十字像后,使用逐次逼近法调节分光计.首先调节望远镜光轴水平调节螺丝使得十字叉丝的像与调整叉丝之间的偏离减小一半,再调节载物台平面与平面镜背对着的螺丝,使叉丝像和调整叉丝重合.⑦旋转内盘以带动载物台旋转,使望远镜对准平面镜的另一面,看到发射了的十字像后,再次调节望远镜光轴水平调节螺丝使得十字叉丝的像与调整叉丝之间的偏离减小一半,后调节调节载物台平面与平面镜背对着的螺丝,使叉丝像和调整叉丝重合.⑧90转动平面镜与载物台的相对位置,并在视野中看见反射回的十字像.调节载物台上另外一个没有调节过的螺丝,使得叉丝像和调整叉丝重合.由此,望远镜与载 望远镜视野示意图 物台调节完毕.⑨取下平面镜并关闭望远镜叉丝照明灯.调节钠灯以及汇聚透镜的位置,使得钠灯光源射入平行光管内. ⑩将已调好的望远镜对准平行光管,此时可在视野中看见狭缝的像.调节平行光管的焦距,使视野中可以看见清晰的狭缝,并适当调窄狭缝(视野中约为1~2mm ).⑪转动狭缝至水平状态,将测量叉丝对准视野中狭缝的像. 90转动狭缝,观察测量叉丝中间部分与狭缝的相对位置是否改变,若发生改变,则调节准直管光轴水平调节螺丝与准直管高低调节螺丝,并重复之前步骤,直到观察测量叉丝中间部分与狭缝的相对位置不随角度而变为止. 至此,分光计的调节已完毕.2、三棱镜顶角α的测量①旋紧载物台锁紧螺丝和游标盘止动螺丝并松开望远镜止动螺丝.将待测三棱镜置于载物台上,三棱镜位置方便测量即可.②旋转望远镜至三棱镜AC 面,在视野中看见由三棱镜反射回的十字像后,将测量叉丝与十字像重合,使得望远镜光轴与AC 面垂直.记录此时望远镜的位置坐标1A θ和1B θ.③旋转望远镜至三棱镜AB 面, 在视野中看见由三棱镜反射回的十字像后,将测量叉丝与十字像重合, 使得望远镜光轴与AB 面垂直. 记录此时望远镜的位置坐标2A θ 和2B θ.④重复步骤②与③,直至测出6组数据,但注意三棱镜的位置不应保持不动. ⑤求出测量平均值,代入(1-1)式,得出待测三棱镜的顶角α.3、三棱镜最小偏向角的测量①将三棱镜置于载物台上,调节其方向,使AB 、AC 面一面对着入射光,即平行光管处,一面朝一较为空旷,便于观察处.②从三棱镜对准空旷侧的那一面寻找平行光管中狭缝的像,后以沿着边缘至顶角的方向改变视线(视线改变时,整个人平动,不能随便改变头的方向),直至找到狭缝像移动速度几乎不变到反向的位置,并记住此位置. ③转动望远镜到之前记录下的位置.观察望远镜并看到狭缝的像,逐渐移动望远镜找到狭缝像移动速恰好反向的位置,并固定望远镜.读出此时望远镜的位置坐标3A θ和3B θ.④松开并转动望远镜直到对准平行光管,将测量用叉丝与狭缝的像相对齐,并记录此时望远镜的位置坐标4A θ和4B θ.⑤重复步骤③与④,一共测量6组数据,注意每次改变三棱镜相对载物台的位置. ⑥计算出测量量的平均值,则根据(2-3)式可知,最小偏向角4343min 432A AB Bθθθθδθθ-+-=-=.4、根据所测得的结果,并根据(3-2)式,min sin2sin2n δαα+=,计算出待测三棱镜的折射率.5、实验结束,收拾仪器.【数据处理】1、三棱镜顶角α的测量 实验数据如下表()61/6/61203120212011203120112001202AA i n θθ=︒︒︒︒︒︒︒∆=∆==∑′+′+′+′+′+′′,0.6A U t θ=',()0.68P =()6112011120101209120712091209/6/61209BB i n θθ=∆=∆=︒︒︒︒︒︒︒=∑′+′+′+′+′+′′, 0.5B U t θ==',()0.68P =21206A B θθϕ∆+∆=︒=',0.4U ϕ=',()0.68P =5418095αϕ-=︒'=,0.4U α=', ()0.68P =2、三棱镜最小偏向角的测量()6153262425305333/63/532618AA i n θθ=︒︒︒︒︒︒︒∆=∆==∑′+53′+53′+53′+′+53′′, 2A U t θ=',()0.68P =()6127262427295326/6/6B B i n θθ=︒∆=∆︒︒︒︒︒==︒∑5324′+53′+53′+53′+53′+53′′, 0.9A U t θ=',()0.68P =min27532A B θθδ+∆=︒∆=',min 1U δ='3、三棱镜最小偏向角的计算根据(3-2)式, 待测三棱镜折射率min 275359sin sin 22 1.67453sinsin254722n δαα︒'+︒'='︒+==, 0.006n U n ==,即,待测三棱镜的折射率为 1.6740.006n =±,()0.68P =【实验结论】1、本次实验利用分光计测量三棱镜的折射率,测得待测三棱镜的顶角5954α=︒',最小偏向角min 5273δ=︒'折射率 1.6740.006n =±,()0.68P =.2、对于折射率n 不确定度传递公式的推导,得到n U n =, 头一次对带有三角函数的函数进行推导,发现等式左右两边的单位不一致.左边无单位,而右边单位为(弧度).(先取对数再求导的)注意事项1、保护光学元件的光学表面,不得触摸光学元件的光学表面.2、棱镜、平面镜要轻拿轻放,以免损坏.3、分光计调节完成后,在测量角度的过程中,不要用手转动望远镜镜筒,应转动镜筒下面的支架.4、测量各个角度时,游标A 和B 的编号不能混淆.【思考题】1、能否用三棱镜代替平面镜进行分光计的调节?为什么?能否调节到棱镜的三个折射面均垂直于望远镜光轴? 答:不能.假设已调节望远镜光轴和三棱镜的AB 面垂直,后转动载物台带动三棱镜转动θ角(AB 、AC 面夹角),则此时AC 面会与之前AB 面重合或平行于之前的AB 面,望远镜光轴仍垂直于AC 面.故不能用三棱镜代替平面镜进行分光计的调节.2、用自准直原理调节望远镜时,如何判断叉丝及其反射像与物镜的焦平面是否严格地共面?如何判断叉丝是位于物镜焦平面的内测还是外侧?答:若叉丝与物镜的焦平面严格共面,则视野中应无视差,微微摆动头部,若像与叉丝的位置无相对变化,则叉丝及其反射像与物镜的焦平面严格地共面.若两者发生相对移动,则移动地多的那个离眼睛较远,即在外侧,移动地少的在内侧.3、弄清分光计要设计两个圆游标读数的原由.答:分光计在生产制造过程中刻度盘的刻度中心与仪器的旋转主轴不可能严格重合,所以若只用一个游标盘读数时,肯是会产生周期性系统误差,即偏心差.若采用两个完全对称的游标盘同时读数,则其中一个的偏心差为正,而另一个为负,且它们的绝对值大小相等,故相互抵消,这就消除了偏心差.4、本实验所用光源有什么要求?为什么?答:本实验对要求光源的单色性要十分的好.因为同一介质对不同光的折射率是不一样的.若所用光源的单色性不好,则光源通过棱镜后会发生色散现象,光束会变宽,从而无法测量.此外,本次实验所测的折射率为待测棱镜对钠黄光的折射率.5、计算折射率误差,并说明减少误差的可能途径. 不确定度上文已经计算.减小误差的途径:①多次测量,取平均值.②使用强力的单色光源.③三棱镜的顶角应尽量放在载物台中心,以减小偏心差带来的误差()arcsin sin /A R a δθ=⎡⎤⎣⎦(a 为顶角偏离距离, A 为顶角距望远镜分划板距离──三棱镜放置位置对顶角测量的影响—刘红霞).④载物台水平调节对测量结果影响较小(偏离2°, n 绝对误差约0.058:偏离5°,约0.0113──分光计测三棱镜折射率的误差分析—袁哲峰).。
分光计折射率实验报告分光计折射率实验报告引言:分光计是一种用于测量光的折射率的仪器。
通过利用光的折射现象,我们可以了解物质的光学性质。
在本次实验中,我们使用分光计来测量不同物质的折射率,并研究其与波长的关系。
实验目的:1. 了解分光计的工作原理和使用方法;2. 测量不同物质在不同波长下的折射率;3. 分析折射率与波长的关系。
实验器材:1. 分光计;2. 不同物质的透明样品;3. 白光源;4. 光屏。
实验步骤:1. 将白光源置于分光计的光源位置,并打开分光计;2. 调整分光计的角度,使得光线通过样品后尽可能平行地进入光屏;3. 选择一个透明样品,将其放置在分光计的样品台上;4. 观察光屏上的干涉条纹,并记录下相应的角度;5. 更换不同波长的透明样品,重复步骤4;6. 根据记录的角度数据,计算出每个波长下的折射率。
实验结果:我们选择了三个不同的透明样品进行实验,分别是玻璃、水和塑料。
通过实验,我们得到了它们在不同波长下的折射率数据。
根据数据分析,我们发现折射率与波长之间存在一定的关系。
讨论与分析:1. 玻璃样品的折射率随波长的增加而略微减小。
这是因为玻璃对不同波长的光有不同的吸收能力,导致光的传播速度发生变化。
2. 水样品的折射率随波长的增加而增加。
这是由于水对不同波长的光吸收较弱,导致光的传播速度变化较小。
3. 塑料样品的折射率与波长几乎没有明显的关系。
这是因为塑料对不同波长的光吸收非常弱,导致光的传播速度几乎不变。
结论:通过本次实验,我们成功地使用分光计测量了不同物质在不同波长下的折射率,并研究了其与波长的关系。
实验结果表明,不同物质对光的折射率受其吸收能力的影响,导致折射率与波长之间存在一定的关系。
实验的局限性和改进方向:1. 由于实验中使用的分光计精度有限,测量结果可能存在一定的误差。
可以尝试使用更精确的仪器来进行测量。
2. 实验中只选取了少数几种透明样品进行测量,未能覆盖更广泛的物质。
可以进一步扩大样品种类,以获得更全面的数据。
分光计测量三棱镜折射率及光栅常数实验报告【实验目的】学习分光计测量角度、光栅常数的方法,熟悉用最小偏向角法测量物质折射率。
【实验仪器】汞灯、分光计、三棱镜、平面双面镜、光栅。
【实验原理】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i 0等于出射角i 0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δmin 。
由图可知:δ=(i-r )+(i’-r’)A =r +r’δ=(i+i’)-A三棱镜顶角A 是固定的,δ随i 和i ’而变化,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. 令0=did δ,则 1'-=didi 再利用折射定律,sin sin r n i ='sin 'sin r n i =得到rn i i r n di dr dr dr dr di di di cos cos )1('cos 'cos ''''⨯-⨯=⨯⨯= 'tan 'csc tan csc 'sin 1cos sin 1'cos 2222222222r n r r n r r n r rn r --=---= 'tan )1(1tan )1(12222r n rn -+-+-='tan )1(1tan )1(12222r n r n -+=-+'tan tan r r = 因为r 和r’都小于90°,所以有r =r ’代入可得i =i'。
因此,偏向角δ取极小值极值的条件为:r =r ’或i =i'显然,这时单色光线对称通过三棱镜,最小偏向角为δmin ,可得:δmin =2i –A)(21min A i +=δ A =2r2A r = 由折射定律式,可得三棱镜对该单色光的折射率n 为2sin )(21sin sin sin min A A r i n +==δ 测出三棱镜顶角A 和对该波长的入射光的最小偏向角δmin ,就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。
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分光计测定三棱镜折射率实验报告一、实验目的1. 掌握分光计的使用方法。
2. 了解测量折射率的方法,掌握三棱镜的测量原理。
3. 分析误差,并加以控制。
二、实验仪器和原理1. 实验仪器(1)分光计(2)三棱镜(3)光源2. 测量原理(1)折光定律折射率n的定义是一个介质中的光速与真空中光速之比。
在折射定律中,入射角i、出射角r和折射角t之间的关系式称为折射定律,即n1sin(i)=n2sin(r)n1、n2分别为两种介质的折射率,i、r分别为两种介质中的入射角和出射角,t为两种介质之间的折射角。
(2)三棱镜的测量原理在三棱镜中,通过射入的光线在三棱镜内壁上的多次反射,最终会形成在三棱镜底面上部一条白色光谱带(或称“光条”)。
当白光射入三棱镜中,由于不同波长(或称颜色)的光速和折射率不同,因而白光在反射和折射过程中发生了不同的偏折角,形成了一个色散谱。
我们可以用分光计来准确地测量出不同颜色光线的偏折角,计算出相应的折射率。
三、实验操作及测量数据1. 实验操作(1)待三棱镜达到室温时,用干净的纱布或电纸对三棱镜进行擦拭,以保证表面平整、光滑。
检查三棱镜顶角是否完全磨平。
(2)对分光计反射面进行仔细清洁,要求表面光洁度良好,不得有灰尘等杂质,否则会影响测量结果。
(3)取三棱镜,将其放在分光计的三脚架上,调整使其底面与分光计反射镜保持水平,并用小螺钉使其固定在三脚架上。
调节三棱镜与分光计反射面之间的距离,使得白光尽可能聚焦在样品上。
(4)打开分光计光源,让其发出光线,将其反射到三棱镜上。
(5)调节分光计的光源位置,直到彩色光谱线正确地出现在仪器中约60%处的狭缝中。
此时,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等7种颜色的光线分别经过三棱镜的反射和折射作用,在底面上形成了一条光谱带。
(6)将分光计转至零位置,并调节顶角朝向自己方向。
(7)依次测量不同颜色的光线的偏折角度,并记录数据。
(8)重复以上步骤三次,以保证测量结果的可靠性。
分光计测玻璃折射率实验报告西安理⼯⼤学实验报告课程名称:普通物理实验专业班号:应物091 组别: 2 姓名:赵汝双学号: 3090831033实验名称:实验⽬的:1.了解分光计的结构,掌握调节和使⽤分光计的⽅法; 2.掌握测定棱镜⾓的⽅法;3.⽤最⼩偏向⾓法测定棱镜玻璃的折射率。
实验仪器:分光计(JJY 型1’),双⾯镜,钠灯,三棱镜。
实验原理:三棱镜如图1 所⽰,AB 和AC 是透光的光学表⾯,⼜称折射⾯,其夹⾓称为三棱镜的顶⾓;BC 为⽑玻璃⾯,称为三棱镜的底⾯。
实验⽇期:2011年3⽉25⽇交报告⽇期:2011年4⽉1⽇报告退发:(订正、重做)教师审批签字:图1三棱镜⽰意图1.反射法测三棱镜顶⾓如图2 所⽰,⼀束平⾏光⼊射于三棱镜,经过AB⾯和AC⾯反射的光线分别沿和⽅位射出,和⽅向的夹⾓记为,由⼏何学关系可知:(1)图2反射法测顶⾓2.最⼩偏向⾓法测三棱镜玻璃的折射率假设有⼀束单⾊平⾏光LD⼊射到棱镜上,经过两次折射后沿ER⽅向射出,则⼊射光线LD与出射光线ER间的夹⾓称为偏向⾓,如图3所⽰。
图3最⼩偏向⾓的测定转动三棱镜,改变⼊射光对光学⾯AC的⼊射⾓,出射光线的⽅向ER也随之改变,即偏向⾓发⽣变化。
沿偏向⾓减⼩的⽅向继续缓慢转动三棱镜,使偏向⾓逐渐减⼩;当转到某个位置时,若再继续沿此⽅向转动,偏向⾓⼜将逐渐增⼤,此位置时偏向⾓达到最⼩值,测出最⼩偏向⾓。
可以证明棱镜材料的折射率与顶⾓及最⼩偏向⾓的关系式为(2)实验中,利⽤分光镜测出三棱镜的顶⾓及最⼩偏向⾓,即可由上式算出棱镜材料的折射率。
实验步骤与内容:1.分光计的调整(上个实验已经给出,不再赘述)2.测量在正式测量之前,请先弄清你所使⽤的分光计中下列各螺丝的位置:①控制望远镜(连同刻度盘)转动的制动螺丝;②控制望远镜微动的螺丝。
(1)⽤反射法测三棱镜的顶⾓如图2 所⽰,使三棱镜的顶⾓对准平⾏光管,开启钠光灯,使平⾏光照射在三棱镜的AC、AB⾯上,旋紧游标盘制动螺丝,固定游标盘位置,放松望远镜制动螺丝,转动望远镜(连同刻度盘)寻找AB⾯反射的狭缝像,使分划板上竖直线与狭缝像基本对准后,旋紧望远镜螺丝,⽤望远镜微调螺丝使竖直线与狭缝完全重合,记下此时两对称游标上指⽰的读数、。
用分光计测三棱镜折射率实验报告示例文章篇一:《用分光计测三棱镜折射率实验报告》哇塞!今天我们在学校里做了一个超级有趣的实验——用分光计测三棱镜的折射率!这可把我兴奋坏啦!一进实验室,我就看到桌子上摆放着各种各样的仪器,有分光计、三棱镜、光源等等。
我的小伙伴们也都跟我一样,眼睛里充满了好奇和期待。
老师先给我们讲了一下实验的原理。
你们知道吗?就像光在不同的介质中传播速度会不一样,所以会发生折射。
而三棱镜就像是一个神奇的魔法道具,能让光折射出不同的角度。
这难道不神奇吗?然后,老师开始一步一步地教我们怎么操作分光计。
这分光计看起来可复杂啦,有好多的旋钮和刻度。
老师说:“同学们,可别小看这些旋钮,它们能帮我们找到准确的角度呢!”我心里想:这可真是个精细的活儿呀!接下来就轮到我们自己动手啦!我和同桌小明一起,小心翼翼地调整着分光计。
我一边转动旋钮,一边问小明:“你看,这样对不对呀?”小明皱着眉头说:“好像还差一点点,再试试。
”我们就这样不停地尝试,不停地调整。
好不容易把分光计调整好了,该测量三棱镜的角度啦!这时候,我紧张得手心里都出汗了,心里直嘀咕:可千万别出错呀!我按照老师教的方法,认真地测量着角度,还不停地记录数据。
在测量的过程中,可不是一帆风顺的哟!有好几次,我都觉得自己测的数据不太对劲,急得我都快哭了。
但是我告诉自己:不能放弃,一定要成功!终于,我们完成了所有的测量工作。
接下来就是计算折射率啦!这可需要我们认真仔细地处理数据。
我和小明一起,对着数据算呀算,感觉脑袋都快转晕了。
经过一番努力,我们算出了三棱镜的折射率。
当看到那个结果的时候,我高兴得差点跳起来,大喊着:“我们成功啦!我们成功啦!”这次实验,让我深深地感受到了科学的魅力。
它就像一个神秘的宝藏,等着我们去探索,去发现。
虽然过程中遇到了很多困难,但是我们都没有放弃,最终得到了满意的结果。
这不就像我们在人生的道路上,会遇到各种挫折,但只要坚持下去,就一定能看到希望的曙光吗?我觉得呀,做实验不仅能让我们学到知识,还能培养我们的耐心和细心,让我们更加勇敢地面对挑战。
分光计测折射率实验报告
分光计测折射率实验报告
引言:
分光计是一种非常重要的实验仪器,它可以用来测量物质的折射率。
折射率是
光线在不同介质中传播时的速度差异,它对于物质的光学性质具有重要的影响。
本次实验旨在通过使用分光计测量不同介质的折射率,加深对折射现象的理解。
实验步骤:
1. 准备工作:确保实验室环境安静,避免外界光线的干扰。
将分光计放在平稳
的桌面上,调整仪器使其水平。
2. 校准分光计:使用校准器件对分光计进行校准,确保其准确度和稳定性。
3. 准备样品:准备不同介质的样品,例如水、玻璃、塑料等。
确保样品表面光洁,无气泡和杂质。
4. 测量样品的折射率:将样品放置在分光计的样品台上,调整角度使光线垂直
入射。
观察透射光线通过分光计的偏折角度,并记录下来。
5. 重复测量:为了提高测量的准确性,需要重复测量每个样品的折射率,并求
取平均值。
实验结果:
通过实验测量,我们得到了不同介质的折射率数据如下:
1. 水:折射率为1.33
2. 玻璃:折射率为1.5
3. 塑料:折射率为1.4
讨论与分析:
根据实验结果,我们可以看出不同介质的折射率存在差异。
这是因为光在不同介质中传播时,会受到介质的密度和光速的影响。
在实验中,我们发现水的折射率最小,而玻璃的折射率最大。
这是因为水的密度相对较小,光速相对较大,而玻璃的密度较大,光速较小。
因此,光线在水中传播时会比在玻璃中更快,导致水的折射率较小,而玻璃的折射率较大。
另外,塑料的折射率介于水和玻璃之间,这是因为塑料的密度和光速介于水和玻璃之间。
不同种类的塑料由于其成分和制造工艺的不同,其折射率也会有所差异。
实验中的误差主要来自于仪器的精度和样品的制备。
分光计的精度会影响到测量的准确性,因此在实验过程中需要进行仪器的校准。
另外,样品的制备也需要注意,确保其表面光洁,无气泡和杂质的存在,以避免对测量结果的影响。
结论:
通过本次实验,我们成功地使用分光计测量了不同介质的折射率,并得到了相应的数据。
实验结果表明,不同介质的折射率存在差异,这是由于介质的密度和光速的不同所导致的。
实验中的误差主要来自仪器的精度和样品的制备,因此在实际应用中需要注意这些因素的影响。
分光计作为一种重要的实验仪器,可以广泛应用于物质的光学性质研究和实验教学中。