分光仪调节及三棱镜折射率的测量实验PPT
实验目的本实验旨在让学生了解分光仪的调节方法,掌握三棱镜的折射率测量原理及操作过程,培养实验技能和数据分析能力。实验原理分光仪是用来精确测量光线偏转角度的...
实验目的本实验旨在让学生了解分光仪的调节方法,掌握三棱镜的折射率测量原理及操作过程,培养实验技能和数据分析能力。实验原理分光仪是用来精确测量光线偏转角度的仪器通过调节分光仪,使得光线经过三棱镜后发生折射,并聚焦在望远镜的十字交叉点上,从而测量出光线经过三棱镜后的折射角度根据折射原理光线经过三棱镜后,入射角和折射角满足斯涅尔折射定律,即:n1 * sinθ1 = n2 * sinθ2,其中n1和n2分别为三棱镜的入射介质和折射介质(空气)的折射率,θ1和θ2分别为入射角和折射角在本实验中入射角θ1已知,只需测量出折射角θ2,即可计算出三棱镜的折射率n2 = n1 * sinθ1 / sinθ2实验步骤分光仪调节将分光仪放置在稳定的平面上调整底座螺丝使仪器保持水平调节望远镜和分光仪的相对位置使得望远镜聚焦在分光仪的十字交叉点上转动分光仪的调节螺丝使光线入射到三棱镜的一个面上,并观察望远镜中的光线变化继续转动调节螺丝使光线入射到三棱镜的另一个面上,并观察望远镜中的光线变化重复步骤4直到望远镜中的光线不再发生变化,此时说明光线已经聚焦在望远镜的十字交叉点上三棱镜折射率测量将三棱镜放置在分光仪上使其与分光仪的平面平行转动三棱镜的调节螺丝使光线入射到三棱镜的一个面上,并观察望远镜中的光线变化继续转动调节螺丝使光线入射到三棱镜的另一个面上,并观察望远镜中的光线变化重复步骤3直到望远镜中的光线聚焦在望远镜的十字交叉点上读取望远镜中十字交叉点的读数(即折射角θ2)以及三棱镜的入射角θ1(一般为45°或60°)根据折射原理计算三棱镜的折射率n2 = n1 * sinθ1 / sinθ2。其中n1为已知的入射介质折射率(例如空气的折射率为约1.0003),θ1为已知的入射角重复以上步骤测量不同角度下的折射率,取平均值作为最终结果实验结果与分析在实验过程中,需要注意以下几点:在调节分光仪时要轻缓地转动调节螺丝,避免用力过猛导致仪器损坏在测量折射角时要保证望远镜中的十字交叉点清晰可见,避免读数误差在计算折射率时要注意使用正确的入射介质折射率(例如空气的折射率为约1.0003),以及准确的入射角和折射角读数为了获得更准确的结果可以重复测量多个角度下的折射率,取平均值作为最终结果