分光计测玻璃折射率实验报告

西安理工大学实验报告 实验目的：

1．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法； 2．掌握测定棱镜角的方法；

3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。 实验仪器：

分光计（JJY型1’），双面镜，钠灯，三棱镜。 实验原理：

三棱镜如图1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。

称为三棱镜

1．反射法测三棱镜顶角

图1三棱镜示意图

如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿方位射出，

和

方向的夹角记为，由几何学关系可知：

………(1)

和

图2反射法测顶角

2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率

假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角

称为偏向角，如图3所示。

图3最小偏向角的测定

转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时偏向角达到最小值，测出最小偏向角为

。可以证明棱镜材料的折射率

与顶角

及最小偏向角的关系式

…………(2)

实验中，利用分光镜测出三棱镜的顶角材料的折射率。 实验步骤与内容：

1． 分光计的调整(上个实验已经给出,不再赘述) 2． 测量

在正式测量之前，请先弄清你所使用的分光计中下列各螺丝的位置：①控制望远镜（连同刻度盘）转动的制动螺丝；②控制望远镜微动的螺丝。 (1)用反射法测三棱镜的顶角

如图2 所示，使三棱镜的顶角对准平行光管，开启钠光灯，使平行光照射在三棱镜的AC、AB面上，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）寻找AB面反射的狭缝像，使分划板上竖直线与狭缝像基本对准后，旋紧望远镜螺丝，用望远镜微调螺丝使竖直线与狭缝完全重合，记下此时两对称游标上指示的读数。转动望远镜至AC面进行同样的测量得 三棱镜的顶角

为

、

。可得

、

及最小偏向角

，即可由上式算出棱镜

重复测量三次取平均。 (2) 棱镜玻璃折射率的测定

分别放松游标盘和望远镜的制动螺丝，转动游标盘（连同三棱镜）使平行光射入三棱镜的AC面，如图3 所示。转动望远镜在AB面处寻找平行光管中狭缝的像。然后向一个方向缓慢地转动游标盘（连同三棱镜）在望远镜中观察狭缝像的移动情况，当随着游标盘转动而向某个方向移动的狭缝像，正要开始向相反方向移动时，固定游标盘。轻轻地转动望远镜，使分划板上竖直线与狭缝像对准，记下两游标指示的读数，记为、；然后取下三棱镜，转动望远镜使它直接对准平行光管，并使分划板上竖直线与狭缝像对准，记下对称的两游标指示的读数，记为

、

，可得

………(3)

重复测量三次求平均。用上式求出棱镜的折射。 数据处理与实验总结

由

得

=

1。

' ( 2左- 1左+ 2右- 1右)=60275 4

12

295' m=（ 2左- 1左+ 2右- 1右）=38。

由（2）式可知

得n=1.52