用分光计测定棱镜的折射率.doc

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梧州学院学生实验报告

专业班级：学号：姓名：成绩：

实验课程：光学实验实验名称：用分光计测定棱镜的折射率

实验组号：同组成员：

实验地点：光热实验室实验时间：2014.3.18指导教师：王先龙

实验目的：1、继续熟悉分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；2、加深对光的衍射以及分光的基本原理的理解；3、学会用透射光栅测定光的波长、光栅常数以及角色散的方法。

实验仪器：分光计、三棱镜、平面透射光栅、汞灯

实验原理：

载物台是用来放置平面镜、棱镜、光栅等光学元件的。它下面有三个调节螺丝，用来调节载物台的倾斜，使载物台上的元件达到测量状态的要求。载物台和游标盘一起可绕仪器轴旋转。载物台还可沿轴向升降，以适应不同高度的待测元件。

读数装置有内外两层盘，外盘为刻度盘（简称度盘），它通过螺丝15锁紧后，可和望远镜相连，并能随望远镜一起绕轴转动。度盘上有把圆周等分为720份的刻线，格值为30′。内层为游标盘，游标上刻有30等份刻线，角宽为14.5°，格值为28′，因此精度为1′。圆游标的读数规则与游标卡尺的读数规则相同，如图26-6所示，读数为116°13′。

为了消除分光计的度盘中心与仪器转轴不重合而产生的偏心差，在游标盘某一直径的两端对称地设置了两个读数游标。

为了测定望远镜转过的角度，应在望远镜的初始位置记下两游标读数和，再记下望远镜在末位置时两游标的读数和，则望远镜转过的角度为

?（26-4）

若转动时游标零线越过了度盘上0°刻线，则应在或上加360°。

为了满足测量要求和减小测量误差，必须将分光计的观察平面、光路面和读数平面调到相互平行，而且共轴。

实验内容与步骤：

1．分光计的调整

?（1）在进行调整前，应先熟悉所使用的分光计中各调节螺丝的位置：

?(2)目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调成水平，并与中心轴垂直。

(3)用自准法调整望远镜，使其聚焦于无穷远。

?(4)调整望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。

?（5）调整平行光管

2.光栅位置的调节及光谱观察

（1）将光栅按图26-11所示置于载物台上，旋转载物台，并调节平台倾斜螺丝，使望远镜筒中从光栅面反射回来的绿色亮十字像与分划板上方的十字叉丝重合且无视差。再将载物台连同光栅转过180o，重复以上步骤，如此反复数次，使绿色亮十字像始终和分划板上方十字叉丝重合。

图26-11光栅的位置（2）点燃汞灯，将平行光管的竖直狭缝均匀照亮，调节平行光管的狭缝宽度，使望远镜中分划板上的中央竖直准线对准狭缝象。转动望远镜筒，在光栅法线两侧观察各级衍射光谱，调节平台的三个支撑螺螺钉、和，使各级光谱线等高。这时，光栅的刻纹即平行于仪器的主轴。固定载物平台，在整个测量过程中载物平台及其上面的光栅位置不可再变动。

图26-11光栅的位置

（3）左右转动望远镜仔细观察谱线的分布规律。在谱线中，中央为白亮线（的狭缝像），其两旁各有两级紫、蓝、绿、黄的谱线。

3.测定衍射角

（1）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），从光栅的法线（零级光谱亮条纹）起沿一方向转动望远镜筒，使望远镜中叉丝依次与第一级衍射光谱中的各级谱线重合，记下此时与每一谱线对应的两对称游标上指示的读数和。再反向转动望远镜，越过法线，至另一各级谱线进行同样的测量得和。对应同一级谱线的两次角坐标之差，即为该谱线衍射角的2倍。可得

??????????（26-5）

（2）重复上述步骤三次，由（26-5）式，求出平均值。

列表记录所有的数据。

实验数据记录与处理：

测顶角A：调节0°刻度线在望远镜正下方时，有数据

位置

左游标读数

右游标读数

差值

I

II

测最小偏向角：调节0°刻度线在望远镜正下方时，有数据

位置

左游标读数

右游标读数

差值

ICm

IIDm

实验误差分析：

实验总结和思考：