长安大学----分光计实验报告
7系05级 孙明伟 PB05007213 06.4.9.
实验目的：着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最
小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。
实验原理：1）分光计的调节原理。（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说明。） 2）测折射率原理：
实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。当i 1＝i 2'时，δ为
最小,此时2
1
A
i =' 2
2
11
1min
A
i i i -='-=δ )(2
1
min 1A i +=
δ 设棱镜材料折射率为n ，则
2sin sin sin 1
1A
n i n i ='= 故
2
sin
2sin 2sin sin min
1A A A i n +==δ 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 δ。
②望远镜对平行光聚焦。
③望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 ④调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。
⑤狭缝宽度1mm 左右为宜。
实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。 实验步骤：⒈调整分光计：
（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。
（2） 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. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。
（1）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。
（2）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。
3. 测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的
读数1θ和游标２的读数2θ。再转动游标盘，再使AB 面正
对望远镜，记下游标１的读数1θ'和游标２的读数2
θ'。同一游标两次读数误差11θθ'-或22θθ'-，即是载物台转过的角度Φ，而Φ是Ａ角的补角，
Ａ＝Φ-π.
重复操作两次，记下数据。
4.测量三棱镜的最小偏向角。
（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。
（4）记下读数1θ和2θ转至（2），记下读数1θ'和2
θ'，有 []2211min 2
1
θθθθδ'-+'-=
原始数据如下：
1．顶角的测量及处理： 角度/分组
1 2 3 平均值
标准差 1θ
0°42′ 18°02′ 19°29′ 1θ'
120°44′ 138°04′ 139°30′ 2θ
180°40′ 198°00′ 199°27′ 2
θ' 300°45′
318°05′
319°31′
综上观之,显然取Φ=
[]22112
1
θθθθ'-+'-时,其在平均值两侧波动较小,取得的Φ更符合“真值”.且其标准差 ()
1
3
1
2
--=
∑
=n x x i i
σ 经带入,解得:
=σ28″.
A 类不确定度 n
u A σ
=
≈16″.
取置信概率为0.95时,查表得: t=4.30.
因为用刻度盘及游标盘测量角度时,最大允差属于均匀分布, 所以 B 类不确定度 =B u 1′/≈335″. 且 96.1=p k
由于 A=Φ-π, 可得: =A 59°56′50″. 所以 ()()≈+==Φ2
2B p A A u k tu 1′37″
2．最小偏向角的测量及处理：
测量次数为一次.
[]2211min 2
1
θθθθδ'-+'-=
=51°19′00″ B 类不确定度 =B u 1′/≈335″. 即 δ =35″
所以，根据合成公式 1sin i =0.0003 2
sin A =0.0002
则 n =0.0013
=A 59°56′50″ []2211min 2
1
θθθθδ'-+'-==51°19′00″
2
sin
2sin
2
sin
sin min 1
A A
A i n +==
δ=1.6520
综上 n=1.6520±0.0013 p=0.95
实验结论：通过两次实验，对分光计有了一定的了解，掌握了一定的调整技术，对数据的处理更加熟练，同时完成了物理量的测量与数据处理任务，并求出三棱镜的折射率 n=1.6520±0.0013 ，p=0.95 。
