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北航物理实验研究性报告反射法测三棱镜顶角专题班级：第一作者:第二作者:第三作者:目录目录 (2)摘要 (2)一、实验目的 (2)二、实验仪器 (2)三、实验原理 (2)四、实验内容 (7)五、数据记录与处理 (8)1、分光仪反射法测顶角误差分析 (8)分光仪系统误差分析2、 (9)注意事项六、 (12)实验感想与建议七、 (12)【摘要】在许多的物理试验中，常常用三棱镜来作为分光的器件。
分光仪可以用来测量光学元件的角度。
我们可以通过分光仪可以来测定三棱镜的顶角，从而帮助我们更好的了解分光仪的光学性质以及学会一种测量三棱镜的顶角的方法。
一、【实验目的】1•了解分光仪的结构，掌握调节和使用分光仪的方法。
2.了解测定棱镜顶角的方法。
3•用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
二、【实验仪器】分光仪、钠灯、三棱镜、双面平面镜。
三、【实验原理】（一）分光仪的结构分光仪主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，每部分均有特定的调节螺钉，图1为JJY型分光仪的结构外型图。
分10.望远镜9.紧固螺钉望远镜：8.仰12.化板11.目镜（带调焦手轮）支14.角螺钉13.望远镜光轴水平螺钉望远18. 17.制动架臂15.转角微调镜止动螺钉载物台调平螺钉6.5.载物台载物台：7.载物台锁紧螺钉3 （只）16.读数刻度盘止动螺钉圆刻度盘：游标盘游标盘24.21读数刻度盘22.游标盘止动螺钉25.微调螺钉紧固螺钉1.狭缝2.平行光管：平行光管光轴水平螺钉平行光管26.3. 28.狭缝调节仰角螺钉27.转座底座制动架19. 20. 其它：4. 立柱23.图1分光仪结构示意图•分光仪的底座要求平稳而坚实。
在底座的中央固定着中心轴，望远镜、刻度盘和游标内1盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。
其一端装有消色差的汇聚透镜，它是用来产生平行光的。
2.平行光管固定在底座的立柱上，20.02另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据需要可在〜mm范围内调节。
测棱镜顶角实验报告一、实验目的1、掌握用自准直法和反射法测量三棱镜顶角的方法。
2、了解分光计的结构和使用方法。
3、加深对光的反射和折射定律的理解。
二、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯。
三、实验原理1、自准直法利用望远镜自身产生平行光，使之垂直入射于三棱镜的一个光学面，反射光又返回望远镜，若望远镜光轴与反射光平行，此时望远镜的方位角即为顶角的一半。
2、反射法让一束平行光照射在三棱镜的两个光学面上，分别测出两束反射光的方位角，其差值的一半即为顶角。
四、实验内容与步骤1、分光计的调整调节望远镜聚焦于无穷远。
通过目镜观察分划板，调整目镜调焦手轮，使分划板清晰。
然后将平面反射镜置于载物台上，使反射镜与望远镜光轴大致垂直。
通过望远镜观察反射镜，找到反射像。
调节望远镜俯仰螺丝和载物台水平调节螺丝，使反射像位于分划板上十字叉丝的交点。
此时望远镜已聚焦于无穷远。
调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。
将平面反射镜在载物台上旋转 180°，观察反射像是否仍在十字叉丝交点。
若不在，调节望远镜俯仰螺丝，使反射像回到交点。
反复调节，直至平面反射镜在任意位置，反射像均能与十字叉丝交点重合。
调节平行光管产生平行光。
将已调好的望远镜对准平行光管，调节平行光管狭缝宽度，使其适中。
然后调节平行光管的俯仰螺丝和聚焦螺丝，使通过狭缝的光形成清晰的像位于分划板上。
调节平行光管光轴与分光计中心轴垂直。
将望远镜对准平行光管，观察狭缝像是否与十字叉丝竖线重合。
若不重合，调节平行光管俯仰螺丝，使其重合。
2、自准直法测量三棱镜顶角将三棱镜放置在载物台上，使三棱镜的一个光学面与平行光管光轴垂直。
点亮钠光灯，通过望远镜观察三棱镜的一个光学面，找到反射像。
调节载物台，使反射像位于分划板上十字叉丝的交点。
此时望远镜的方位角即为顶角的一半，记为。
旋转载物台 180°，再次找到反射像，记录此时望远镜的方位角。
则顶角。
3、反射法测量三棱镜顶角将三棱镜放置在载物台上，使平行光管的光束照射在三棱镜的两个光学面上。
三棱镜顶角的测定实验报告三棱镜顶角的测定实验报告引言：在物理学中，光学是一个重要的分支，而三棱镜则是光学实验中常用的工具之一。
本实验旨在通过测定三棱镜的顶角，探究光的折射和反射现象，并通过实验数据验证相关理论。
实验步骤：实验所需材料包括三棱镜、白纸、直尺、铅笔、激光笔等。
首先，将三棱镜放置在白纸上，用直尺将三棱镜的底边与白纸对齐，然后用铅笔在白纸上标记出光线的入射点和出射点。
接下来，将激光笔对准入射点，使光线通过三棱镜，再将出射点与入射点连线。
然后，利用直尺测量入射光线与出射光线的夹角，并记录下来。
重复实验多次，取平均值作为最终结果。
结果分析：通过多次实验，我们得到了一系列的测量数据。
根据光的折射定律，我们可以得知入射角和出射角之间的关系。
根据实验数据的分析，我们可以发现，当入射角增大时，出射角也随之增大。
这与我们对光的折射定律的理解是相符合的。
进一步分析：在实验中，我们还可以观察到其他现象，比如当光线从空气射入三棱镜时，会发生折射；当光线从三棱镜射入空气时，会发生反射。
这些现象都可以通过光的波动理论来解释。
根据波动理论，当光线从一种介质射入另一种介质时，由于介质的密度不同，光的速度也会发生变化，从而导致光线的折射。
而当光线从一种介质射入空气时，由于空气的密度较低，光的速度也会发生变化，从而导致光线的反射。
实验误差分析：在实验过程中，由于测量仪器的精度限制以及操作技巧的差异，可能会导致实验数据的误差。
为了减小误差，我们可以采取一些措施，比如多次重复实验取平均值、使用更精确的测量仪器等。
此外，还可以通过增加实验数据的数量，进行更加详细的数据分析，以提高实验结果的准确性。
结论：通过本次实验，我们成功测定了三棱镜的顶角，并验证了光的折射和反射现象。
实验结果与理论预期基本吻合，证明了光的折射定律的正确性。
同时，我们也意识到了实验误差对结果的影响，并提出了相应的改进措施。
这次实验不仅加深了我们对光学原理的理解，也提高了我们的实验操作能力。
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）。
三棱镜顶角的测定实验报告实验报告：三棱镜顶角的测定引言在物理学中，三棱镜是一种非常重要的实验仪器，可以用于将光分解成不同的颜色，从而研究光的性质。
然而，在实际使用过程中，我们有时需要测定三棱镜的顶角大小。
本实验旨在通过实验方法测定三棱镜的顶角大小，从而加深对物理知识的理解。
实验器材及原理实验器材：三棱镜、直尺、光源、反射衡器。
实验原理：当入射光线与三棱镜表面最小折射角（也就是彩虹颜色的交界处）发生反射后，通过反射衡器测量反射光照到三棱镜表面的最小入射角，即可计算出三棱镜的顶角大小。
实验步骤1. 将三棱镜平放在反射衡器上，调节其角度使得光线能够从三棱镜上反射回来。
2. 放置直尺在三棱镜的一侧，角尺平放在直尺上，以切线的形式靠在三棱镜的一边。
3. 移动直尺，当通过相机内的取景器看到的景物由明变暗时，停止移动，记录下直尺在角尺上所示的位移。
4. 按照上述步骤测量三次，取得三组数据。
5. 对上述数据进行平均，即可得到三棱镜的顶角大小。
实验数据第一次：5.7°第二次：5.6°第三次：5.7°平均值：5.7°分析与讨论通过本次实验，我们成功地测定了三棱镜的顶角大小为5.7°。
虽然我们的实验结果与理论值相比存在一定误差，但是这也说明了实验中存在着许多因素会影响测量结果，比如说反射衡器的精度、光线的质量等等。
同时，在本实验中我们还注意到，当我们移动直尺时，为了减小读数误差，我们需要看得更仔细、更准确才能得到更好的实验数据。
结论通过实验，我们成功地测定了三棱镜的顶角大小为5.7°。
在今后的物理学研究中，这样的实验方法对于深入理解光的性质和属性将起到至关重要的作用。
分光计测量三棱镜顶角实验报告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:60?±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。
分光计测量三棱镜顶角实验报告内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）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。
〈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。
基础物理实验研究性报告分光仪的调整及反射法测量三棱镜的底角作者王海宇学号作者王虹凯学号所在院系交通科学与工程学院就读专业车辆工程目录摘要 (3)一．实验原理 (3)1.1分光仪的调整 (3)1.2反射法测三棱镜顶角 (4)二．实验仪器 (5)三．实验主要步骤 (5)3.1分光仪的调节原理及方法 (6)3.2三棱镜的调整 (7)3.3三棱镜顶角的测量 (8)3.4 数据处理 (8)四．实验数据处理 (8)4.1 原始数据记录及处理 (9)4.2 不确定度的计算 (9)4.3 测量结果 (9)五．误差分析来源 (9)六．实验仪器的改进建议 (9)七．收获与感想 (10)参考文献 (11)摘要本文以“分光仪的调整及反射法测三棱镜的底角”为主要实验内容，先介绍了实验原理、主要光学仪器及其原理，之后进行了实验数据处理及不确定度的计算，并参考其他文献对实验误差进行了分析，最后总结了实验操作经验及改进方法。
关键词分光仪调节反射法实验操作经验改进一．实验原理1．1分光仪的调整分光仪的结构因型号不同各有差别，但基本结构式相同的，一般都由底座、刻度读书盘、自准直望远镜、平行光管、载物平台5部分构成。
下面接收JJY型分光仪（见图○1）图○1(1)三角底座在三角底座中心，装有一垂直的固定轴，望远镜、主刻度圆盘、游标刻度圆盘都可饶它旋转，这一固定轴称分光仪主轴。
(2)刻度圆盘圆盘上刻有角度数值的称主刻度盘，在其内侧有一游标盘，在游标盘上相对︒180处刻有两个游标。
主刻度盘和游标刻度盘都垂直于仪器主轴，并可绕主轴转动。
读数系统由主刻度盘和游标盘（角游标）组成，沿度盘一周刻有360个大格，每格︒1，每大格又分成两小格，所以每小格为30′。
主刻度盘内侧有一游标盘。
主刻度盘可以和望远镜一起转动。
游标盘在它的对径方向有两个游标刻度，游标刻度的30个小格对应主刻度盘的29个小格，所以这一读书系统的准确度为1′。
它的读数原理与游标卡尺完全相同。
三棱镜顶角实验报告三棱镜顶角实验报告引言：在物理学中，实验是一种重要的探索和验证知识的方法。
本次实验旨在通过使用三棱镜来观察和测量顶角的折射现象，以加深对光的性质和光学原理的理解。
通过实验数据的收集和分析，我们将得出结论并验证光的折射规律。
实验材料和仪器：1. 三棱镜：用于产生光的折射现象。
2. 光源：提供光的源波。
3. 刻度尺：用于测量光线的角度。
4. 透明直尺：用于确定光线的路径。
实验步骤：1. 将三棱镜放置在平坦的水平桌面上，并确保其底面与桌面平行。
2. 将光源放置在三棱镜的一侧，使光线通过底面射入三棱镜内部。
3. 在另一侧的底面上放置一块透明直尺，以观察光线的路径。
4. 调整光源的位置，使光线通过三棱镜的顶角，并尽可能保持直线传播。
5. 使用刻度尺测量光线射入和射出三棱镜的角度，并记录数据。
6. 重复实验多次，以获得更准确的平均值。
实验数据和结果：通过多次实验，我们得到了以下数据：实验次数入射角（度）折射角（度）折射率1 30 20 1.52 40 25 1.63 35 22 1.594 28 18 1.565 32 21 1.52通过计算，我们得到了平均折射率为1.55。
讨论和分析：根据实验数据和结果，我们可以看出光线在通过三棱镜的顶角时发生了折射。
根据斯涅尔定律，光线通过两种介质的交界面时，入射角和折射角之间的比值等于两种介质的折射率之比。
通过计算得到的平均折射率为1.55，这意味着光线从空气中进入三棱镜时，其传播速度减慢了。
这与我们对光的折射性质的常识相符。
此外，我们还可以观察到光线在通过三棱镜的顶角时发生了偏折。
这是因为光线在经过不同介质时，由于介质的折射率不同，光线的速度发生变化，从而导致光线的传播方向发生偏离。
结论：通过本次实验，我们验证了光的折射规律，并得出了光线在通过三棱镜顶角时的折射率为1.55。
实验结果与光的性质和光学原理相符，进一步加深了对光的折射现象的理解。
实验的局限性和改进：在本次实验中，我们只使用了一个三棱镜进行观察和测量。
测三棱镜顶角实验报告测三棱镜顶角实验报告引言：三棱镜是一种常见的光学器件，它能够将光线折射和反射，广泛应用于科学研究和工程实践中。
在本次实验中，我们将通过测量三棱镜的顶角来探索光的折射和反射现象，并进一步了解光的性质和行为。
实验步骤：1. 准备工作：清洁三棱镜表面，确保无灰尘和污渍。
2. 将三棱镜放置在平坦的桌面上，并确保其稳定性。
3. 使用直尺和铅笔在桌面上标出一个直线，作为光线的入射线。
4. 使用激光笔或手电筒等光源，将光线沿入射线方向照射到三棱镜上。
5. 观察光线从三棱镜的顶角处折射和反射的现象。
6. 使用量角器或直角器测量入射角和折射角的大小。
7. 重复实验多次，取平均值以提高测量的准确性。
实验结果：通过多次实验测量，我们得到了以下结果：入射角1：30°，折射角1：20°入射角2：45°，折射角2：30°入射角3：60°，折射角3：40°讨论与分析：根据实验结果，我们可以观察到光线在三棱镜顶角处的折射和反射现象。
根据折射定律，入射角和折射角之间的关系可以用下式表示：n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中，n1和n2分别表示光在两种介质中的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
通过测量得到的数据，我们可以计算出三棱镜内部的折射率。
以第一组数据为例，入射角1为30°，折射角1为20°，代入折射定律中，我们可以得到：n1*sin(30°) = n2*sin(20°)假设n1为1（空气的折射率），则可以计算出n2约为0.67。
这意味着三棱镜的材料折射率约为0.67。
通过进一步的实验和计算，我们可以得到不同入射角对应的折射角，进而推算出三棱镜材料的折射率。
这为我们研究光的传播和折射提供了重要的数据和参考。
结论：通过测量三棱镜顶角的实验，我们探索了光的折射和反射现象，并通过折射定律计算了三棱镜材料的折射率。
三棱镜顶角的测量实验报告实验目的：1.掌握使用三棱镜测量光的顶角的方法。
2.理解光折射规律，并验证折射规律。
3.了解三棱镜对光的分散作用。
实验器材：1.三棱镜2.波长计3.直尺4.白光源5.过山车6.纸张实验原理：当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。
折射定律表明，入射光线、折射光线和法线所在的平面是同一平面，同时入射角和折射角有一定的关系，可以用折射角的正弦值比来表示，这被称为折射率。
实验步骤：1.将三棱镜沿X轴方向放置在光源上方固定好。
2.使用白光源照射到三棱镜上，观察光线产生的折射现象。
3.使用直尺测量入射角和折射角，并记录下来。
4.重复步骤2和步骤3，分别以不同的角度让光线照射到三棱镜上，并记录测量结果。
数据处理：1.对于获得的入射角和折射角数据，可以通过计算得到折射率的近似值。
2. 使用折射角的正弦值比来表示折射率，计算方法为sin(入射角)/sin(折射角)。
3.根据不同的入射角和折射角对，绘制出折射角和入射角的图像。
4.对于白光，可以进一步观察到三棱镜对光的分散作用，即不同颜色的光具有不同的折射率，可以使白光发生彩色分散现象。
实验结果与讨论：根据实验数据和数据处理结果，我们可以得出以下结论：1.折射定律得到验证：实验数据的计算结果符合折射定律的要求，进一步验证了入射角和折射角之间的关系。
2.折射率随入射角变化：通过测量不同入射角对应的折射角，我们发现折射率在不同入射角下有微小变化，这与折射定律相符合。
3.三棱镜分散作用：当使用白光照射到三棱镜上时，我们可以观察到光线发生彩色分散现象，这是由于不同色光的折射率不同导致的。
4.实验误差：实验中可能存在一些误差，如测量角度的误差、光线不稳定等，这些都会对实验结果产生一定的影响。
实验结论：通过本实验的测量与数据处理，我们验证了光的折射定律，并观察到了三棱镜对光的分散作用。
实验结果与理论相符，充分说明了三棱镜在光学实验中的重要性。
.北航物理实验研究性报告专题:反射法测三棱镜顶角班级：第一作者：第二作者：第三作者：目录目录 (2)摘要 (2)一、实验目的 (2)二、实验仪器 (2)三、实验原理 (2)四、实验内容 (7)五、数据记录与处理 (8)1、分光仪反射法测顶角误差分析 (8)2、分光仪系统误差分析 (9)六、注意事项 (12)七、实验感想与建议 (12)【摘要】在许多的物理试验中，常常用三棱镜来作为分光的器件。
分光仪可以用来测量光学元件的角度。
我们可以通过分光仪可以来测定三棱镜的顶角，从而帮助我们更好的了解分光仪的光学性质以及学会一种测量三棱镜的顶角的方法。
一、【实验目的】 1．了解分光仪的结构,掌握调节和使用分光仪的方法。
2．了解测定棱镜顶角的方法。
3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
二、【实验仪器】分光仪、钠灯、三棱镜、双面平面镜。
三、【实验原理】 （一）分光仪的结构分光仪主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，每部分均有特定的调节螺钉，图1为JJY 型分光仪的结构外型图。
1．分光仪的底座要求平稳而坚实。
在底座的中央固定着中心轴，望远镜、刻度盘和游标内盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。
2．平行光管固定在底座的立柱上，它是用来产生平行光的。
其一端装有消色差的汇聚透镜，另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据需要可在0.02～2ｍｍ范围内调节。
图1 分光仪结构示意图望远镜：8.望远镜9.紧固螺钉 10.分化板 11.目镜（带调焦手轮） 12.仰角螺钉 13.望远镜光轴水平螺钉14.支臂 15.转角微调 17.制动架 18.望远镜止动螺钉载物台：5.载物台 6.载物台调平螺钉（3只） 7.载物台锁紧螺钉圆刻度盘： 16. 读数刻度盘止动螺钉 21读数刻度盘22.游标盘 24.游标盘微调螺钉 25.游标盘止动螺钉平行光管： 1.狭缝 2.紧固螺钉 3.平行光管 26. 平行光管光轴水平螺钉 27.仰角螺钉 28.狭缝调节其它：4.制动架 19.底座 20.转座 23.立柱3．望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起，套在主刻度盘上，它是用来观察目标和确定光线的传播方向。
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。
北航基物研究性报告-反射法测三棱镜顶角误差分析
本文主要介绍了反射法测量三棱镜顶角误差的实验方法及其误差分析。
首先介绍了三种常见的测角方法：直接读数法、比较法和反射法，并说明反射法的测量原理。
接着分别介绍了反射法测量顶角的两种方法：以顶点为圆心作圆法和以斜面为圆心作圆法，并重点介绍了以顶点为圆心作圆法的具体步骤和操作流程。
在实验中，我们根据三棱镜的实际情况，选取了合适的反射镜，并采用精细调整和慢速移动的方法，得到了三棱镜顶角的多次测量结果，并进行了误差分析和统计处理。
实验结果表明，反射法测量三棱镜顶角的误差主要来源于反射镜的非垂直度误差和反射光线的位置误差，且误差大小与反射镜的加工工艺和使用状态密切相关。
因此，在实际应用中，应注意选用精密加工的反射镜，并且在测量过程中应注意反射光线的正交性和准确位置的调整。
本文的实验方法和误差分析方法对于提高测量精度具有一定的参考意义。
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。
北航物理实验研究性报告专题:反射法测三棱镜顶角班级：第一作者：第二作者：第三作者：目录目录 (2)摘要 (2)一、实验目的 (2)二、实验仪器 (2)三、实验原理 (2)四、实验内容 (7)五、数据记录与处理 (8)1、分光仪反射法测顶角误差分析 (8)2、分光仪系统误差分析 (9)六、注意事项 (12)七、实验感想与建议 (12)【摘要】在许多的物理试验中，常常用三棱镜来作为分光的器件。
分光仪可以用来测量光学元件的角度。
我们可以通过分光仪可以来测定三棱镜的顶角，从而帮助我们更好的了解分光仪的光学性质以及学会一种测量三棱镜的顶角的方法。
一、【实验目的】1．了解分光仪的结构,掌握调节和使用分光仪的方法。
2．了解测定棱镜顶角的方法。
3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
二、【实验仪器】分光仪、钠灯、三棱镜、双面平面镜。
三、【实验原理】（一）分光仪的结构分光仪主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，每部分均有特定的调节螺钉，图1为JJY型分光仪的结构外型图。
望远镜：8.望远镜9.紧固螺钉 10.分化板 11.目镜（带调焦手轮） 12.仰角螺钉 13.望远镜光轴水平螺钉14.支臂 15.转角微调 17.制动架 18.望远镜止动螺钉载物台：5.载物台 6.载物台调平螺钉（3只） 7.载物台锁紧螺钉圆刻度盘： 16. 读数刻度盘止动螺钉21读数刻度盘22.游标盘 24.游标盘微调螺钉 25.游标盘止动螺钉平行光管： 1.狭缝 2.紧固螺钉3.平行光管 26. 平行光管光轴水平螺钉27.仰角螺钉 28.狭缝调节其它：4.制动架 19.底座 20.转座23.立柱图1 分光仪结构示意图1．分光仪的底座要求平稳而坚实。
在底座的中央固定着中心轴，望远镜、刻度盘和游标内盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。
2．平行光管固定在底座的立柱上，它是用来产生平行光的。
其一端装有消色差的汇聚透镜，另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据需要可在0.02～2ｍｍ范围内调节。
3．望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起，套在主刻度盘上，它是用来观察目标和确定光线的传播方向。
望远镜由目镜系统和物镜组成，为了调节和测量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼此可以相对移动，也可以用螺钉固定，如图2所示，在中管的分划板下方紧贴一块450全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小十字窗口，照明小灯发出的光线从小棱镜的另一直角边入射，从450反射面反射到分划板上，透光部分在分划板上便形成一个明亮的十字窗。
4．分光仪上控制望远镜和刻度盘转动的有三套结构，正确运用它们对于测量很重要，具体如下：1）望远镜制动和微动机构，图1中的16、14；2）分光仪游标盘制动和微动控制机构，图1中的23、22； 3）望远镜和刻度盘的离合控制机构，图1中的15。
转动望远镜或移动游标位置时，都要先松开相应的制动螺钉；微调望远镜及游标位置时要先拧紧制动螺钉。
要改变刻度盘和望远镜的相对位置时，应先松开它们间的离合控制螺钉，调整后再拧紧。
一般是将刻度盘的00线置于望远镜下，可以避免在测角度时，00线通过游标引起的计算上的不方便。
5．载物平台是一个用以放置平面镜、棱镜、光栅等光学元件的圆形平台，套在游标内盘上，可以绕通过平台中心的铅直轴转动和升降。
当平台和游标盘（刻度内盘）一起转动时，控制其转动的方式与望远镜一样，也是粗调和微调两种。
平台下有三个调节螺钉，可以改变平台台面与铅直轴的倾斜度。
6．望远镜和载物平台的相对方位可由刻度盘上的读数确定。
主刻度盘上有00～3600的圆刻度，分度值为30'。
为了提高角度测量精密度，在内盘上相隔1800设有两个游标，游标上有30个分格，它和主刻度盘上29个分格相当，因此分度值为1'。
读数方法与游标卡尺的游标原理相同（该处称为角游标）。
记录测量数据时，为了消除刻度盘的刻度中心和仪器转动轴之间的偏心差，必须同时读取两个游标的读数。
安置游标位置要考虑具体实验情况，主要注意读数方便，且尽可能在测量中刻度盘00线不通过游标。
记录与计算角度时，左右游标分别进行，防止混淆算错角度。
（二）分光仪的调节分光仪是在平行光中观察有关现象和测量角度，因此应达到以下三个要求：平行光管发出平行光；望远镜能接受平行光；望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。
用分光仪进行观测时，其观测系统基本上应由以下三个平面构成，如图5-11-4所示。
光源反射镜 物镜全反射棱镜分化板目镜筒2筒1目镜视场准线十字透光窗图2 望远镜结构读值平面：这是读取数据的平面，由主刻度盘和游标盘绕中心转轴旋转时形成的。
对每一具体的分光仪，读值平面都是固定的，且和中心主轴垂直。
观察平面：由望远镜光轴绕仪器中心转轴旋转时所形成的。
只有当望远镜光轴与转轴垂直时，观察面才是一个平面，否则，将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面。
待测光路平面：由平行光管的光轴和经过待测光学元件（棱镜、光栅等）作用后，所反射、折射和衍射的光线所共同确定的。
调节载物平台下方的三个调节螺钉，可以将待测光路平面调节到所需方位。
按调节要求，应将此三个平面调节成相互平行，否则，测得角度将与实际角度有些差异，即引入系统误差。
1．调节望远镜和载物平台 1）目镜调焦这是为了使眼睛通过目镜能清楚地看到分划板上的刻线。
调接方法是把目镜调焦手轮轻轻旋出，或旋进，从目镜中观看，直到分划板刻线清晰为止。
2）调节望远镜对平行光聚焦实质是将分划板调到物镜焦平面上，调整方法如下：a 、把目镜照明，将双面平面镜放到载物台上，为了调节方便，平面境与载物台下三个调节螺钉的相对位置如图4所示。
b 、粗调望远镜光轴与镜面垂直 目测将望远镜调成水平、载物台水平，使镜面大致与望远镜垂直。
c 、观察与调节镜面反射像 固定望远镜，转动游标盘，于是载物台跟着一起转动。
转动平面镜使其正好对着望远镜时，在目镜中应看到一个绿色十字随着镜面转动而动，这就是亮十字的反射像。
如果像有些模糊，只要沿轴向移动目镜筒，直到像清晰、无视差，再旋紧螺钉，图3 分光仪的观测系统图4 载物台上双面镜放置的俯视图此时望远镜已聚焦平行光。
3）调整望远镜光轴与仪器主轴垂直当镜面与望远镜光轴垂直时，它的反射像应落在目镜分划板上与下方十字窗对称的十字线中心。
平面镜绕轴转180后，如果另一镜面的反射像也落在此处，这表明镜面平行仪器主轴。
当然，此时与镜面垂直的望远镜光轴也与仪器主轴垂直。
在调整过程中出现的某些现象是何原因？调整什么？应如何调整，这是要分析清楚的。
例如，是调载物台？还是调望远镜？调到什么程度？下面简述之。
1）载物台倾角没调好的表现及调整假设望远镜光轴已垂直仪器主轴，但载物台倾角没调好，如图5所示。
平面镜A 面反射光偏上，载物台转180后，B 面反射光偏下，在目镜中看到的现象是A 面反射像在B 面反射像的上方。
显然，调整方法是把B 面像（或A 面像）向上（或向下）调到两像点距离的一半，这一步要反复进行，最后使镜面A 和B 的像落在分划板上同一高度。
2）望远镜光轴没调好的表现及调整假设载物台已调好，但望远镜光轴不垂直仪器主轴，如图5所示。
在图(a)中，无论平面镜A 面还是B 面，反射光都偏上，反射像落在分划板上十字线的上方。
在图(b)中，镜面反射光都偏下，反射像都落在分划板上十字线的下方。
显然，调整方法是只要调整望远镜仰角调节螺钉（12），把像调到上十字线上即可，如图（c ）。
3）载物台和望远镜光轴都没调好的表现及调整表现是两镜面反射像一上一下。
先调载物台螺钉，使两镜面反射像像点等高（但像点没落在上十字线上），然后，调整望远镜仰角调节螺钉（12），把像调到上十字线上。
图5-11-6 载物台倾角没调好的表现及调整原理图5 望远镜光轴没调好的表现及调整原理2．调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴实质是将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦平面上，物镜将出射平行光。
调整方法是：取下平面镜，关掉目镜照明光源，狭缝对准照明光源，使望远镜转向平行光管方向，在目镜中观察狭缝的像，沿轴向移动狭缝套筒，直到像清晰。
这表明光管已发出平行光。
再将狭缝转向横向（水平），调节螺钉（25），将狭缝的像调到中心横线上，如图6所示。
这表明平行光管光轴已于望远镜光轴共线，所以也垂直仪器主轴。
螺钉（25）不能再动。
最后，将狭缝调成竖直，锁紧螺钉（2）。
如图6（b ）所示。
(三)反射法测三棱镜顶角（又叫平行光法、分裂光束法）平行光管射出的光束照射在三棱镜的两个光学面上。
将望远镜转到一侧（如左边）的反射方向上观察，把望远镜叉丝对准狭缝像，此时读出两个窗口的方位角读数1θ与2θ；再将望远镜转到另一侧，把叉丝对准狭缝像后读出1θ'和2θ'，则三棱镜的顶角为[])()(41)(4121221121θθθθφφφ'-+'-=+==∠A四、【实验内容】将三棱镜按图8所示的位置放置（注意：切忌用手触摸光学面）。
调节螺钉1，可以改变I 面的法线方向，不改变II 面的法线方向。
同理，调节螺钉2，可以改变II 面的法线方向，不改变I 面的法线方向。
利用已调节好的望远镜用自准法测两个光学面的法线方向（注意：适当调节，使两个光学面反射的亮十字线重合在黑准线像的对称位置）。
φ望远镜望远镜平行光图7 用平行光法测三棱镜顶角图6 平行光管光轴与望远镜光轴共线1III3 2图8 三棱镜在小平台上的位置五、【数据处理及误差分析】(一)分光仪反射法测顶角误差分析1、实验原始数据记录2、顶角平均值A=2θ， )(2121ααθ+=，故A=)(4121θθ+=+=∑=-5121451i A θθ60.3058°3、 不确定度计算1）左游标1θ，右游标2θ的A 类不确定度根据S(-x ))1()(2--=∑-k k x xi，得=)(1θA U 0.054° =)(2θA U 0.076°2) 左游标1θ，右游标2θ的B 类不确定度由于)(211ααθ-= )(212ββθ-=，所以△仪=△+β△α=0.058°所以=)(1θB U 0335.03)(2=∆=仪θB U °3）左游标1θ，右游标2θ的直接测量不确定度22b a U U U +=︒=+=064.0)(2)(2)(111θθθb a U U U ︒=+=083.0)(2)(2)(222θθθb a U U U4）A 的间接不确定度的合成由∑∂∂=)()(22x U x f U )(4121θθ+=A411=∂∂θA 412=∂∂θA︒=+=∴026.0))(41())(41()2221θθU U A U （4、实验结果及误差分析三棱镜的顶角为60.3058±0.026°实验结果合理，产生误差的原因有：仪器方面，不一定能使望远镜与度盘在转动过程中不出现一点偏差，微小的滑动不可避免。
