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分光计实验体会【优秀范文】

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下面是小编为大家整理的分光计实验体会【优秀范文】,供大家参考。

分光计实验体会【优秀范文】

 

 试验一

 分光计的调整测三棱镜折射率 试验时间:

 2022.3.17

 篇二:分光计试验报告() 分光计试验报告 【试验目的】

 1、了解分光计的结构和工作原理 2、把握分光计的调整要求和调整方法,并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。

 3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率 【试验仪器】

 分光计,双面平面镜,汞灯光源、读数用放大镜等。

 【试验原理】

 1、调整分光计:

 (1)调整望远镜:

 a目镜调焦:清晰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、三棱镜最小偏向角原理 介质的折射率可以用许多方法测定,在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率,可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。假如测液体的折射率,可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜,充入待测的液体,可用类似的方法进行测量。

 当平行的单色光,入射到三棱镜的 ab 面,经折射后由另一面 ac 射出,如图所示。入射光线 ld 和 ab 面法线的夹角 i 称为入射角,出射光 er 和 ac 面法线的夹角 i’称为出射角,入射光和出射光的夹角 δ 称为偏向角。

 可以证明,当光线对称通过三棱镜,即入射角 i0 等于出射角 i0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角 δ min 。由图可知:

 δ=(i-r)+(i’-r’)

  (6-2)

 a=r+r’

  (6-3)

 可得:

 δ=(i+i’)-a

  (6-4)

 三棱镜顶角 a 是固定的,δ 随 i 和 i’而变化,此外出射角 i’也随入射角 i 而变化,所以偏向角 δ 仅是 i 的函数.在试验中可观看到,当 i 变化时,δ 有一微小值,称为最小偏向角.

 令 d?di ?0,由式(6-4)得 didi ??1

  (6-5)

 再采用式(6-3)和折射定律 sini?nsinr,

  sini?nsinr

 (6-6)

 得到 didi ?didr ? 2 drdr ? 22 drdi ? ncosrcosi ?(?1)? 2 2 cosincosr ?? cosr1?nsincosr1?nsin 22 rr ? csccsc 22 r?ntgrr?ntgr 2 2 ?? ?(1?n)tgr?(1?n)tgr 2 2 2 (6-7) 由式(6-5)可得:?(1?n)tgr?

 tgr?tgr 22 1?(1?n)tgr 22 由于 r 和 r’都小于 90°,所以有 r =r’ 代入式(5)可得 i =i。

 因此,偏向角 δ 取微小值极值的条件为:

 r =r’

  或

 i =i

 (6-8)

 明显,这时单色光线对称通过三棱镜,最小偏向角为 δ δ i? min=2i –a min

 ,这时由式(6-4)可得:

 12 (?min?a) 由式(6-3)可得:

  a=2r r? a2 由折射定律式(6-6),可得三棱镜对该单色光的折射率 n 为 sinisinr sin? 1(?min?a)sin a2 min,就可以计 n?

  (6-9)

 由式(6-9)可知,只要测出三棱镜顶角 a 和对该波长的入射光的最小偏向角 δ 算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。顶角 a 和对该波长的最小偏向角 δ min 用分光计测定。

 折射率是光波波长的函数,对棱镜来说,随着波长的增大,折射率 n 则削减,假如是复色光入射,由于三棱镜的作用,入射光中不同颜色的光射出时将沿不同的方向传播,这就是棱镜的色散现象。

 【试验内容】

 1、调整分光计(调整方法见原理部分)

 2. 调整三棱镜 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴,三棱镜光学侧面也是一个光的反射平面。

 (1)调整载物台的上下台面大致平行,将棱镜放到平台上,使镜三边与台下三螺钉的连线所成三边相互垂直。

 (2)接通目镜照明光源,遮住从平行光管来的光,转动载物台,在望远镜中观看从侧面ac 和 ab 返回的十字像,只调整台下三螺钉,使其反射像都落在上十子线处。

 3. 测量顶角 a:转动游标盘,使棱镜 ac 正对望远镜登记游标1的读数?1 和游标2的读数?2。再转动游标盘,再使 ab 面正对望远镜,登记游标1的读数?1 和游标2的读数?2。同一游标两次读数误差 1??1? ? ? 或 ?2??2 ,即是载物台转过的角度?,而?是a角的补角, a=???.

 重复操作两次,登记数据。

 4.测量三棱镜的最小偏向角。(具体原理看试验原理)

 (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,直到谱线开头逆转为止,固定载物台。谱线对准分划板。

 (4)登记读数?1 和?2 转至(2),登记读数?1?和?2?,有 ?min? 12 ?1 ?? ??1??2??2 ?min?a sin a2 n? sini1sin a2 sin? (5)依据以及所得数据 求出棱镜材料的折射率 5、留意事项 ①转动载物台,都是指转动游标盘带动载物台一起转动。

 ②狭缝宽度 1mm 左右为宜,宽了测量误差大,太窄光通量小。狭缝易损坏,尽量少调。调整时要 边看边调,动作要轻,切忌两缝太近。

 ③光学仪器螺钉的调整动作要轻柔,锁紧螺钉也是指锁住即可,不行用力,以免损坏器件。

 【数据处理】

 1.顶角的测量及处理:

 由于

 a=???,

 可得:

 a?59°56′50″. 2.用最小偏向角法测棱镜材料折射率

  测量次数为一次. 由 a?59°56′50″

  ?min? 得:

 12 ?1 ???1??2??2 ?=51°19′00″ n? sini1sin a2 sin? ?min?a sin a2 =1.6520 综上

 n=1.6520 【误差分析】

 1. 本试验的仪器为分光计精确度高,但是读数存在认为因素,会造成微小误差,可由多次测量减小误差。

 2. 试验仪器本身存在系统误差,这时可通过选取更精确的仪器来减小误差。

 【试验总结

 通过本次试验,对分光计有了肯定的了解,把握了肯定的调整技术,对数据的处理更加娴熟,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 。篇三:分光计的调整和使用试验报告 长安高校----分光计试验报告 7 系 05 级

  孙明伟

  pb05007213

  06.4.9. 试验目的: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。

 试验原理:1)分光计的调整原理。(此项在试验的步骤中,针对每一步具体说明。)

  2)测折射率原理:

 试验要求:调整要求:①平行光管发出平行光。当 i1=i2 时,δ 为 最小,此时 i1?? a2 ?min 2 ?i1?i1??i1? 12 a2 i1? (?min?a) 设棱镜材料折射率为 n,则 sini1?nsini1??nsin a2 故 n? sini1sin a2 sin? ?min?a sin 2 a2 由此可知,要求得棱镜材料折射率 n,必需测出其顶角a和最小偏向角?min。

 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调整动作要轻柔,锁紧螺钉锁住即可。

 ⑤狭缝宽度 1mm 左右为宜。

 试验器材:分光计,三棱镜,水银灯光源,双面平行面镜。

 试验步骤:⒈调整分光计:

 (1)

 调整望远镜:

 a目镜调焦:清晰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。

 3. 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相互垂直。

 (2)接通目镜照明光源,遮住从平行光管来的光,转动载物台, 在望远镜中观看从侧面 ac 和 ab 返回的十字象,只调整台下三螺钉,使其反射象都落在上十子线处。

 4. 测量顶角 a:转动游标盘,使棱镜 ac 正对望远镜登记游标1的 读数?1 和游标2的读数?2。再转动游标盘,再使 ab 面正对望远镜,登记游标1的读数?1?和游标2的读数?2? 。同 一游标两次读数误差 1??1?或 2??2?,即是载物台转过的角度?,而?是a角的补角, a=???. 重复操作两次,登记数据。

 5. 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,直到谱线开头逆转为止,固定载物台。谱线对准分划板。

 (4)登记读数?1 和?2 转至(2),登记读数?1?和?2?,有 ?min? 12 ?1 ???1??2??2 ? 原始数据如下:

 1.顶角的测量及处理:

 综上观之,明显取?= 12 ?1 ???1??2??2 ?时,其在平均值两侧波动较小,? ?x?x?

 i 3 2 取得的?更符合“真值”.且其标准差

 ?? ??28″. i?1 n?1 经带入,解得: a 类不确定度

  ua? ?n ?16″. 取置信概率为 0.95 时,查表得:

 t=4.30. 由于用刻度盘及游标盘测量角度时,最大允差属于匀称分布, 所以

 b 类不确定度

  ub?1′/3?35″.

  且

 kp?1.96 由于

 a=???,

 可得:

 a?59°56′50″.

  所以

  ????a? 2.最小偏向角的测量及处理:

 测量次数为一次. ?tua?2 ?kpub 2 ? 1′37″ ?min? 12 ?1 ???1??2??2 ?=51°19′00″ b 类不确定度

  ub

 即

  ??=35″ 1′/3?35″. 所以,依据合成公式

  ?sini=0.0003

 ?sina=0.0002 1 2 则

  ?n=0.0013 a?59°56′50″

  ?min? sini1sin a2 sin? sin 12 ?1 ???1??2??2 ?=51°19′00″ ?min?a 2a2 n? =1.6520 综上

 试验结论:通过两次试验,对分光计有了肯定的了解,把握了肯定的调整技术,对数据的处理更加娴熟,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 。

 n=1.6520?0.0013

 p=0.95 篇四:高校物理试验分光计试验报告 分光计法测光栅常数 3.7

 分光计的调整及光栅常数的测定 分光计又称光学测角仪,是一种分光测角光学试验仪器。它常用来测量折射率、色散率、光波波长、光栅常数和观测光谱等。分光计是一种具有代表性的基本光学仪器,学好分光计的调整和使用,可为今后使用其他精密光学仪器打下良好基础。

 3.7.1

 分光计的调整 【试验目的】

 了解分光计的结构和基本原理,学习调整和使用方法。

 【分光计的结构和原理】

 分光计主要由五个部分构成:底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。不同型号分光计的光学原理基本相同。jjy 型分光计如图 3-7-1 所示。

 图 3-7-1

 jjy 型分光计 1.狭缝装置

 2.狭缝装置锁紧螺钉 3.平行光管

 4.元件夹

 5.望远镜

 6.目镜锁紧螺钉

 7.阿贝式自准直目镜

 8.狭缝宽度调整旋钮

 9.平行光管光轴凹凸调整螺钉

 10.平行光管光轴水平调整螺钉

 11.游标盘止动螺钉

 12.游标盘微调螺钉

 13.载物台调平螺钉(3 只)

 14.度盘

 15.游标盘

 16.度盘止动螺钉

 17.底座

 18.望远镜止动螺钉

 19.载物台止动螺钉

 20.望远镜微调螺钉

 21.望远镜光轴水平调整螺钉

 22.望远镜光轴凹凸调整螺钉

 23.目镜视度调整手轮 1.底座 分光计底座(17)中心固定有一中心轴,望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上,可绕中心轴旋转。

 2.平行光管 平行光管安装在固定立柱上,它的作用是产生平行光。平行光管由狭缝和透镜组成,如图 3-7-2。狭缝宽度可调(范围 0.02~2mm),透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调整。当狭缝位于透镜焦平面上时,由狭缝经过透镜出射的光为平行光。

 图 3-7-2

 平行光管 3.自准直望远镜 阿贝式自准直望远镜安装在支臂上,支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。它用来观看和确定光线行进方向。自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成(如图 3-7-3),三者 间距可调。其中,分划板上刻有“ ”形叉丝;分划板下方与一块 45o 全反射小棱镜的直

 角面相贴,直角面上涂有不透亮

  薄膜,薄膜上划有一个“十”形透光的窗口,当小电珠光从管侧经另始终角面入射到棱镜上,即照亮“十”字窗口。调整目镜,使目镜视场中消失清晰的“ ”形叉丝。在物镜前方放置一平面镜,然后调整物镜,使分划板位于物境焦平 ”形叉丝和绿色“十”字 面上,那么从棱镜“十”字口发出的绿光经物镜后成为平行光射向前方平面境,其反射光 又经物镜成像于分划板上。这时,从目镜中可以看到清晰的“向全都,则绿色“十”字像位于分划板“ 像。此时望远镜已调焦至无穷远,适合观看平行光了。假如平面境的法线与望远镜光轴方 ”形叉丝的上横线上,如图 3-7-3 中的视场。

 图 3-7-3

 阿贝式自准直望远镜的构造 1.平面镜

 2.物镜

 3.分化板 4.小电珠

 5.小棱镜

 6.目镜 7.目镜视场

 8.绿十字反射镜

 4.载物台 载物台套装在游标盘上,可以绕中心轴转动,它用来放置光学元件。载物台的凹凸、水平状态可调。

 5.读数装置 读数装置由度盘和游标盘组成。度盘圆周被分为 720 份,分度值为 30′,30′以下需用游标来读数。游标盘采纳相隔 180o 的双窗口读数;游标上的 30 格与度盘上的 29 格角度相等,故游标的最小分度值为 1′,图 3-7-4 所示的位置应读作 113o 45′。

 图 3-7-4

 角游标的读法 采纳双游标读数,是为了消退度盘中心与仪器中心轴不重合而引起的偏心差。测量时纪录下两个窗口读数然后取平均值即可。如图 3-7-5 所示,当度盘中心 o′与分光计中心轴 o不重合时,转过角度?所对应游标数 p?o?和 pq 均不等于 oo′重合时转过?角所对应正 ??n?和 m?n(m??n??m?n),但依据平面几何学问很简单证明:确读数 m 1??q)?m??n??m?n,采纳双游标可使偏心差得以消退。

 (p?q??p2 图 3-7-5

 偏心差图示 【试验步骤】

 在进行分光计...

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