大学物理实验报告--三棱镜折射率
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物理《测定三棱镜折射率》的实验报告实验目的:1.学习了解三棱镜的折射现象。
2.了解测量折射率的方法。
3.掌握利用角度测量和折射定律测定三棱镜折射率的实验操作方法。
4.掌握数据处理和误差分析方法。
实验器材:三棱镜、调节盒、经纬仪、三脚架、光源、尺子、直角尺、卡尺等。
实验原理:当光线通过三棱镜时,会发生折射和反射两种现象。
根据光的折射定律,入射角和折射角之间的关系为$n=\frac{\sin i}{\sin r}$,其中$n$为折射率,$i$为入射角,$r$为折射角。
根据实验测得的入射角和折射角的数值,可以计算出三棱镜的折射率。
实验步骤:1.将三棱镜固定在调节盒上,并将调节盒安装在经纬仪上,使其处于水平状态。
2.将经纬仪与调节盒一起安装在三脚架上,确保经纬仪的刻度盘可读,并能顺利旋转。
3.使用光源放置在三棱镜的一侧,通过调整光源的位置和角度,使得射入的光线水平地射入到三棱镜中。
4.用尺子测量垂直于经纬仪旋转轴线的入射角$i$和折射角$r$的数值,分别记录下来。
5.根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出三棱镜的折射率。
6.重复上述步骤,进行多次测量,取平均值作为最终的实验结果。
实验结果与讨论:经过多次测量,得到的入射角和折射角的数值如下所示:实验次数,入射角(度),折射角(度)--------,-------------,-------------1,50.2,32.42,49.8,32.23,49.6,32.34,50.0,32.65,50.1,32.5根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出的折射率为:$n=\frac{\sin 50.2}{\sin 32.4}=1.480$$n=\frac{\sin 49.8}{\sin 32.2}=1.488$$n=\frac{\sin 49.6}{\sin 32.3}=1.486$$n=\frac{\sin 50.0}{\sin 32.6}=1.499$$n=\frac{\sin 50.1}{\sin 32.5}=1.496$取这五次实验的平均值为最终的实验结果:$\bar{n}=1.490$实验中可能存在的误差主要包括:1.入射角和折射角的测量误差,由于经纬仪的刻度限制以及实验者读数时的误差。
一、实验目的1. 了解分光计的结构和原理,掌握分光计的调节和使用方法。
2. 学习使用最小偏向角法测定棱镜的折射率。
3. 通过实验,加深对光学原理和测量方法的理解。
二、实验原理棱镜的折射率是指光线从空气进入棱镜时,由于折射而改变传播方向的能力。
根据斯涅尔定律,入射角i和折射角r之间满足关系式:n1 sin(i) = n2 sin(r),其中n1和n2分别是光在空气和棱镜中的折射率。
最小偏向角法是测定棱镜折射率的基本方法之一。
当光线入射到棱镜的折射面时,经过两次折射后,出射光线的方向相对于入射光线发生改变,形成偏向角θ。
当入射光线和出射光线相对于棱镜的底面垂直时,偏向角θ达到最小值。
根据几何关系,可以得到折射率n的计算公式:n = tan(θ/2)。
三、实验仪器1. 分光计2. 玻璃三棱镜3. 钠光灯4. 双面平面镜5. 秒表6. 计算器四、实验步骤1. 调整分光计(1)将分光计放置在平稳的桌面上,确保望远镜和载物台垂直于中心转轴。
(2)打开钠光灯,调整狭缝装置,使狭缝成像清晰。
(3)调整平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴。
2. 测量棱镜的顶角(1)将玻璃三棱镜置于载物台上,使棱镜的底面与载物台平面平行。
(2)调节望远镜,使分划板与棱镜的顶角对齐。
(3)记录望远镜的读数,计算棱镜的顶角a。
3. 测量最小偏向角(1)调整钠光灯和棱镜的位置,使光线从棱镜的折射面入射。
(2)观察望远镜中的光线,调整棱镜的角度,使偏向角θ达到最小值。
(3)记录望远镜的读数,计算偏向角θ。
4. 计算棱镜的折射率根据公式n = tan(θ/2)和实验数据,计算棱镜的折射率。
五、实验结果与分析1. 实验数据| 棱镜顶角a (°) | 最小偏向角θ (°) | 折射率n ||----------------|------------------|----------|| | | |2. 结果分析通过实验,可以得到棱镜的折射率n。
分光计测量三棱镜折射率实验报告下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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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。
物理实验报告《测定三棱镜折射率》.doc 实验报告
实验目的:通过使用三棱镜及其折射定律,测量三棱镜的折射率。
实验仪器:三棱镜、激光光源、光屏、直尺及角度测量仪。
实验原理:三棱镜的折射定律:入射光线与三棱镜表面的夹角等于其出射光线与表面夹角的和。
即:sin i / sin r = n。
其中,i为入射角,r为出射角,n为介质的折射率。
实验步骤:
1. 将三棱镜放在光源前方,确保光线正常入射。
2. 在光屏上取一个明显的点,作为光的初始位置。
3. 在三角板上测量入射角i和出射角r。
4. 将光屏沿着光线方向移动,测量出最终光点的位置。
5. 计算得出三棱镜的折射率。
6. 重复以上步骤三次,并取平均值得到最终结果。
实验数据:在三角板上测得的三组数据如下:
第一组:i=30°,r=20.5°
实验结果:根据所测得的三组数据,计算得出三棱镜的折射率如下:
n1 = sin 30° / sin 20.5° ≈ 1.51
因此,三棱镜的平均折射率为:
实验结论:通过本次实验,可以测量出三棱镜的折射率,其平均值为1.52。
三棱镜折射率的测定实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构,掌握分光计的调节和使用方法。
2、掌握用最小偏向角法测定三棱镜的折射率。
二、实验原理当光线以入射角 i1 从三棱镜的一个折射面入射,折射角为 i2,从另一个折射面出射时,出射角为 i4,入射角为 i3。
根据折射定律,有:n = sin i1 / sin i2 = sin i4 / sin i3其中,n 为三棱镜的折射率。
当光线在三棱镜中传播时,偏向角随入射角而变化。
当入射角为某一值时,偏向角有最小值,称为最小偏向角δmin。
此时,折射角 i2 和i3 相等,即 i2 = i3。
根据几何关系,可以得到最小偏向角与三棱镜顶角 A 的关系:δmin = 2i1 A又因为 i2 = i3,所以:sin(A +δmin) / 2 / sin(A / 2) = n三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯四、实验步骤1、调节分光计(1)调节望远镜聚焦无穷远,使能看清远处的物体。
(2)调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。
(3)调节平行光管,使其发出平行光。
2、测量三棱镜顶角 A(1)将三棱镜放置在载物台上,使三棱镜的一个折射面与平行光管射出的光线垂直。
(2)转动望远镜,使其对准三棱镜的两个折射面,分别记下左右两个游标的读数。
(3)重复测量多次,求顶角 A 的平均值。
3、测量最小偏向角δmin(1)用钠光灯照亮平行光管,将三棱镜放置在载物台上,使光线从三棱镜的一个折射面入射。
(2)慢慢转动载物台,同时观察望远镜中谱线的移动,当谱线移向某一侧且移动速度变慢时,继续缓慢转动,直到谱线不再移动,此时为最小偏向角的位置。
(3)记下此时左右两个游标的读数。
(4)改变入射光的方向,重复测量多次,求最小偏向角δmin 的平均值。
五、实验数据及处理1、顶角 A 的测量数据|测量次数|游标 1 读数|游标 2 读数|顶角 A|||||||1|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____|顶角 A 的平均值:_____2、最小偏向角δmin 的测量数据|测量次数|游标 1 读数|游标 2 读数|最小偏向角δmin|||||||1|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____|最小偏向角δmin 的平均值:_____根据公式 sin(A +δmin) / 2 / sin(A / 2) = n,计算三棱镜的折射率 n:n = sin(A +δmin) / 2 / sin(A / 2) =_____六、误差分析1、分光计调节不准确,导致测量角度存在误差。
物理实验报告《测定三棱镜折射率》物理实验报告《测定三棱镜折射率》实验目的利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率;实验仪器分光计,玻璃三棱镜,钠光灯。
实验原理最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一,如图10所示,三角形B 表示玻璃三棱镜的横截面,B和是透光的光学表面,又称折射面,其夹角称为三棱镜的顶角;B 为毛玻璃面,称为三棱镜的底面。
假设某一波长的光线L 入射到棱镜的B 面上,经过两次折射后沿方向射出,则入射线L 与出射线的夹角称为偏向角。
图10 三棱镜的折射由图10中的几何关系,可得偏向角(3)因为顶角满足,则(4)对于给定的三棱镜来说,角是固定的,随和而变化。
其中与、、依次相关,因此实际上是的函数,偏向角也就仅随而变化。
在实验中可观察到,当变化时,偏向角有一极小值,称为最小偏向角。
理论上可以证明,当时,具有最小值。
显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的,如图11所示。
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图11 最小偏向角若用表示最小偏向角,将代入(4)式得(5)或(6)因为,所以,又因为,则(7)根据折射定律得,(8)将式(6)、(7)代入式(8)得:(9)由式(9)可知,只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角,即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率 .实验内容与步骤1.调节分光计按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。
2.调整平行光管(1)去掉双面反射镜,打开钠光灯光源。
(2)打开狭缝,松开狭缝锁紧螺丝3。
从望远镜中观察,同时前后移动狭缝装置2,直至狭缝成像清晰为止。
然后调整狭缝宽度为1毫米左右(用狭缝宽度调节手轮1 调节)。
(3)调节平行光管的倾斜度。
将狭缝转至水平,调节平行光管光轴仰角调节螺丝29,使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。
然后将狭缝转至竖直方向,使之与分划板十字刻度线的竖线重合,并无视差。
最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3。
此时平行光管出射平行光,并且平行光管光轴与望远镜光轴重合。
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。
分光计测三棱镜折射率实验报告分光计测三棱镜折射率实验报告一、引言分光计是一种用来测量光的折射率的仪器,广泛应用于物理实验室和光学研究领域。
本实验旨在通过使用分光计来测量三棱镜的折射率,以加深我们对光的性质和光学实验的理解。
二、实验原理三棱镜是一种光学元件,可以将入射光分散成不同颜色的光谱。
当光经过三棱镜时,会发生折射现象,不同波长的光线会因折射率的不同而发生偏折。
根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间存在着一定的关系,即n₁sinθ₁=n₂sinθ₂。
其中,n₁和n₂分别为入射介质和折射介质的折射率,θ₁和θ₂为入射角和折射角。
分光计是一种用来测量光线折射率的仪器。
它由一个旋转的圆盘和一个望远镜组成。
当光线通过分光计的圆盘时,圆盘上的刻度会引起光线的偏转,望远镜中的光标可以用来测量光线的偏转角度。
通过测量不同颜色光线的偏转角度,我们可以计算出三棱镜的折射率。
三、实验步骤1. 将分光计放置在水平台上,并调整望远镜的高度,使其准确对准三棱镜的顶点。
2. 打开光源,将光线通过准直孔进入分光计。
3. 调整圆盘,使得光线通过圆盘的刻度线,观察望远镜中的光标。
4. 旋转圆盘,使光线通过三棱镜,并观察望远镜中光标的位置变化。
5. 记录不同颜色光线的偏转角度,并计算出相应的折射率。
四、数据处理与结果分析在实验中,我们记录了不同颜色光线的偏转角度,并计算出相应的折射率。
通过对数据的处理和分析,我们可以得到三棱镜的平均折射率,并与理论值进行比较。
根据实验数据,我们可以得到不同波长光线的折射率。
通过对这些数据进行平均,我们可以得到三棱镜的平均折射率。
与理论值进行比较后,可以发现实验结果与理论值较为接近,说明实验的准确性较高。
五、实验误差分析在实验过程中,可能存在一些误差,影响了实验结果的准确性。
首先,光线的入射角度可能会有一定的误差,导致测量的折射角度不准确。
其次,仪器本身的误差也会对实验结果产生影响。
此外,环境因素如温度和湿度的变化也可能对实验结果产生一定的影响。
三棱镜折射率的测定【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、测定三棱镜顶角,观察三棱镜对汞灯的色散现象;4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠光的折射率。
【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】一束单色光以1i 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2i '。
入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角。
当棱镜顶角A 一定时,偏向角δ的大小随入射角1i 的变化而变化。
而当12i i '=时,δ为最小(证明略)。
这时的偏向角称为最小偏向角,记为min δ。
图11-2-1 测三棱镜折射率光路图 图11-2-2 最小偏向角测量示意图由图2-1中几何关系得到2'1A i =221'11minA i i i -=-=δ (11-2-1) )(21min 1A i +=δ 设棱镜材料折射率为n ,根据折射定律,则2sin sin sin '11A n i n i == 故 2sin 2sin 2sin sin min 1A AA i n +==δ (11-2-2) 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min δ。
折射率是光波波长的函数非单色光源(如汞灯)发出的光,经过三棱镜折射以后,其中各单色光成分会有不同的偏向角,出射光形成色散光谱线。
偏向角可以分别测量。
一般折射率常用钠黄光而言,记做D n 。
【实验内容】1、 分光计的调节(调节要求和方法见前述) 图11-2-3 三棱镜色散2、 用自准直法或反射法测三棱镜的顶角A ,测量四次(原理和方法见前述)3、 测量低压汞灯出射光谱线中绿光的最小偏向角1)将平行光管狭缝对准汞光源,并使三棱镜、望远镜和平行光管处于如图2-2所示相对位置,即可在望远镜中彩色光谱线(即狭缝的单色像)。
调节缝宽,使光谱线细而清晰地成像在望远镜分划板平面上。