华中科技大学分光计的调节和使用实验报告

分光计的调整与应用实验报告

U201213225      江烈  同济

实验目的：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。

实验原理：1）分光计的调节原理。（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说明。）

          2）测折射率原理：

实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。当i＝i时，δ为最小,此时

设棱镜材料折射率为n，则

故            　　　　　　     　　　     　　

由此可知，要求得棱镜材料折射率n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角。

                    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调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。

                         ⑤狭缝宽度1mm左右为宜。

实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。

实验步骤：⒈调整分光计：

（1）调整望远镜：

       ａ目镜调焦：清楚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. 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互相垂直。

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

       3. 测量顶角A：转动游标盘，使棱镜AC正对望远镜记下游标１的读数和游标２的读数。再转动游标盘，再使AB面正对望远镜，记下游标１的读数和游标２的读数。同一游标两次读数误差或，即是载物台转过的角度，而是Ａ角的补角，

Ａ＝.

                      重复操作两次，记下数据。    

            4.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，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。

               （4）记下读数和转至（2），记下读数和，有

原始数据如下：

1．顶角的测量及处理：

         A类不确定度       16″.

         取置信概率为0.95时,查表得:    t=4.30.

因为用刻度盘及游标盘测量角度时,最大允差属于均匀分布, 所以

 B类不确定度         1′/35″.

          且          

        由于  A=,  可得:    59°56′50″.

        所以           1′37″

 2．最小偏向角的测量及处理：

测量次数为一次.

      B类不确定度       1′/35″.

      即           =35″

      所以，根据合成公式         =0.0003        =0.0002

      则           =0.0013

      59°56′50″           =51°19′00″

=1.6520

综上          n=1.65200.0013      p=0.95

实验结论：通过两次实验，对分光计有了一定的了解，掌握了一定的调整技术，对数据的处理更加熟练，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=1.65200.0013 ， p=0.95 。