长安大学----分光计实验报告
时间:2021.03.04
创作:欧阳地 7系05级 孙明伟 PB0500721306.4.9.
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i1=i'2时,δ为最小,此时
i1A2
设棱镜材料折射率为n,则
sini1Asin2sinminA2Asin2n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调节动作要轻柔,锁紧螺钉锁住即可。
欧阳地创编
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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
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互相垂直。
(2)接通目镜照明光源,遮住从平行
3.
据。
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。
A:转动游标盘,使棱镜AC正
对望远镜记下游标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,记下游标1的读数1和游标2的读数2。同一游标两次读数误差11或
22,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
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测量顶角欧阳地创编
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1和2转至(2),记下
读数1和2,有
原始数据如下:
1.顶角的测量及处理:
角度/分组 1 0°42′ 120°44′ 180°40′ 300°45′ 120°02′00″ 2 18°02′ 138°04′ 198°00′ 318°05′ 120°02′00″ 3 19°29′ 139°30′ 199°27′ 319°31′ 120°01′00″ 平均值 120°01′40″ 标准差 28″ 1 1 2 21122 120°05′00″ 120°05′00″ 120°04′00″ 120°04′40″ 28″ 欧阳地创编
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111222120°03′30″ 120°03′30″ 120°02′30″ 120°03′10″ 28″ 11122 综上观之,显然取=2时,其在平均值
两侧波动较小,取得的更符合“真值”.且其标准差
xxii132n1 经带入,解得:
28″.
uAn16″.
A类不确定度
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 uB1′/ 且 kp1.96335″.
由于 A=, 可得: A59°56′50″. 所以 37″
2.最小偏向角的测量及处理: 测量次数为一次.
1 107°55′ AtuA2kpuB21′
1 56°37′ 2 287°53′ 2236°33′ min111222=51°19′00″
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B类不确定度
uB1′/335″.
即 =35″
所以,根据合成公式
sinA2sini1=0.0003
=0.0002
则 n=0.0013
A59°56′50″
min111222=51°19′00″ sinnsini1Asin2minA2Asin2=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 。
时间:2021.03.04
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