测量用反射法测三棱镜顶角角和最小偏向角有哪些方法

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-09-22 10:31 标签： 用反射法测三棱镜顶角
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分光仪的调节和三棱镜顶角的测定
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实验名称：分光仪的调节和三棱镜顶角的测定
三棱镜玻璃折射率的测定
一、实验目的
了解分光仪的结构，掌握分光仪的调节和使用方法；
测量三棱镜的顶角；
测定三棱镜玻璃的折射率。
二、实验仪器及器件
分光仪，汞灯，平行平面反射镜，三棱镜。
三、实验原理
用自准法测量三棱镜的顶角
利用望远镜自身产生平行光，固定平台，转动望远镜，先使棱镜AB面反射的十字像与叉丝重合（即望远镜光轴与三棱镜AB面垂直），记下刻度盘两边的方位角读数、。然后再转动望远镜使AC面反射的十字像与叉丝重合（即望远镜光轴与AC面垂直），记下读数'和'（注意与不能颠倒），两次读数相减即得∠A的补角( 。故∠A=180(－(，即
∠A = 180(－((1 + (2)
用平行光法（又叫反射法、分裂光束法）测量三棱镜顶角
平行光管射出的光束照射在三棱镜的两个光学面上。将望远镜转到一侧（如左边）的反射方向上观察，把望远镜叉丝对准狭缝像，此时读出两个窗口的方位角读数与；再将望远镜转到另一侧，把叉丝对准狭缝像后读出'和'，则三棱镜的顶角为：
测定三棱镜玻璃的折射率
光线以入射角i1投射到三棱镜的AB面上，以i2角从AC出射，出射光线和入射光线的夹角δ称为偏向角。δ的大小随入射角i1而改变。当i1= i2时，偏向角取极小值( ，称为最小偏向角。它与三棱镜的顶角A和折射率n之间有如下的关系：
只要测出三棱镜的顶角A和最小偏向角( ，就可按上式求出三棱镜材料（玻璃）的折射率。
四、实验内容
1．分光仪的调节
调节时，首先应该进行目测粗调，使望远镜、平行光管大致垂直于仪器主轴，使载物平台下的三个调节螺丝支撑平台高度基本一致。
在粗调的基础上进行细调，调节时按如下三个步骤进行：
（1）使望远镜对无穷远聚焦 。
调节望远镜的物镜（注意此时不能再调节目镜），使十字像清晰，并且要求像与叉丝二者间没有视差（轻轻晃动眼睛，看到的十字像与叉丝无相对位移即无视差，否则说明有视差）。这时望远镜已聚焦于无穷远，即能够接收平行光。
（2）调整望远镜光轴与仪器主轴垂直。
在望远镜中已经看到从平面镜的一个平面反射回来的十字像，现在把平台（连同平面镜）转过180(，从它的另一个平面找反射回来的十字像。如果两面反射回来的十字像都与叉丝重合，则说明望远镜与仪器主轴垂直，这也是判断“垂直”的标准。这里所说的“重合”，是指十字像与叉丝的横线等高，即微微转动平台时，十字像恰好能沿着叉丝的横线走。
（3）调整平行光管，使其光轴与仪器主轴垂直并且能够发出平行光。
A．调整平行光管光轴与仪器主轴垂直。
调节平行光管下面的螺丝达到要求。
B．使平行光管发出平行光。
改变狭缝与平行光管透镜间的距离（拉进拉出狭缝体），使望远镜中看到清晰的狭缝像，并且没有视差，这时平行光管即已能够发出平行光。
2． 测量三棱镜的顶角
（1）调节三棱镜：要求三棱镜的待测顶角A的两个侧面都与仪器主轴平行。
把三棱镜放在平台上，为了便于调节，应将棱镜三边分别垂直于平台下三个螺丝的连线。调节使反射回来的十字像与叉丝横线重合。
（3）用平行光法测三棱镜顶角：按实验原理测量两次取平均值。
3．测定三棱镜玻璃的折射率
（1）三棱镜在平台上不要拿下来,接着往下做。
（2）转动载物平台，使三棱镜顶角A两个侧面（光线入射面和光线出射面）中的光线出射面大致垂直于平行光管。
（3）先用眼睛观察，找到折射光线狭缝像。然后分别向顺时针方向和逆时针方向轻轻转动载物平台（即改变入射角），注意观察狭缝像移动方向。找到最小偏向角的位置。
（4）找到最小偏向角的位置，使望远镜的十字叉丝与折射光线的狭缝像重合，记下两窗口的读数和。
（5）转动平台，交换入射、出射面重复以上步骤（从另一个方向找最小偏向位置），重复步骤（2）、（3）、（4）记下两窗口的读数'和'。
（6）重复上述步骤，共测量三组数据。
（7）用上述方法测出的角度是二倍的最小偏向角，所以计算最小偏向角的公式应该是
( = [('-)+('-)]
五、数据记录与处理
测量三棱镜顶角记录
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