试验十四分光仪的调节与三棱镜顶角的测定

实验十四分光仪的调节与三棱镜顶角的测定

分光计是一种精确地测量光线偏转角度的光学仪器，可以用来观察光谱，测量光谱波长、偏转角、棱镜角等与角度有关的光学量。许多光学仪器的基本结构都是以分光计为基础的。现代的X 射线、 射线分光计已用于分析各种物质的成分和放射性剂量的测定。由于分光计比较精密，操作控制部件较多且复杂，使用时必须按一定的规则严格调整，方能获得较高精度的测量结果。

分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学习它的调节和使用方法，有助于掌握更为复杂的光学仪器的使用。

一、实验目的要求

1．了解分光仪的结构，掌握调节和使用分光仪的方法。

2．利用分光仪测定三棱镜的顶角。

二、仪器用具

JJY-2型分光仪、钠光灯及电源、三棱镜一块。

三、实验原理

（一）、分光计的构造与工作原理

分光计主要由底座、望远镜、载物平台、平行光管和读数装置等五个部分组成，物理实验常用的JJY 型分光计结构如图6-1所示。

（1）底座底座上安置着中心

轴（又称主轴），轴上装有可绕中心轴转动的望远镜、刻度圆盘、

角游标盘、载物台和与底座座脚

相连接的平行光管。

（2）望远镜望远镜采用的是

阿贝式自准直望远镜，结构如图

6-2所示。由目镜、管筒、分划板、小棱镜、小灯泡和物镜组成。望远镜可以绕分光计的中心轴

转动，并可以用制动螺钉固定在游标盘的某一位置上，其角度位置可

由游标盘的读数装置读得。载物平台平行光管自准直望远镜

底座刻度读数盘图6-1分光计实物图

图6-2阿贝式望远镜结构和分划板示意图

（3）载物平台载物平台是用来放置光学元件的平台，可绕分光计的中心轴转动；松开该平台固定螺钉，可使平台沿中心轴升降；台下有三个调节螺钉，用以调节平台的水平度。

（4）平行光管平行光管是用来出射平行光束的，它在分光计上的位置是固定的；他的狭缝调节可以使狭缝宽度发生变化；松开固定螺钉可使狭缝前后移动，以使狭缝位于平行光管物镜的焦平面上；当狭缝被照亮时，光线便以平行光形式射出平行光管。

图6-3JJY型分光计构造图

1-狭缝装置；2-狭缝装置锁紧螺丝；3-平行光管；4-止动架（二）；5-载物台；6-载物台调节螺丝（共3只）；7-载物台和游标盘间锁紧螺丝；8-望远镜；9-目镜筒锁紧螺丝；10-阿贝式自准目镜；11-目镜调焦手轮；12-望远镜光轴倾斜调节螺丝；13-望远镜光轴左右偏斜度调节螺丝；14-望远镜微动螺丝；15-望远镜和度盘间锁紧螺丝；16-望远镜止动螺丝（另侧）；17-止动架（一）；18-转座和刻度盘止动螺钉；19-底座；20-转座21-刻度盘；22-游标盘；23-平行光管立柱24-游标盘微动螺丝；25-游标盘止动螺丝；26-平行光管光轴左右偏斜度调节螺丝；27-平行光管光轴倾斜调节螺丝；28-狭缝宽度调节螺丝。

图6-4平行光管内部构造示意图

（5）刻度读数盘读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成，读数方法与游标卡尺相似。对于JJY型分光计，刻度盘上每一格的值为30’，游标盘上刻有30根小刻线，其最小分辨读数为1’，它即为JJY型分光计的误差限。示意图如图6-5所示。该图角度示值为116°12’。

图6-5刻度盘和游标盘示意图

为了消除刻度盘和分光计中心转轴之间的偏心差，在刻度圆盘同一直径的两端各装一个角游标。测量角度时，对一个角度的两个位置，两个游标都应读数，算出每个游标在两个位置上的读数差，再取它们的平均值作为望远镜或载物台转过的角度。

（二）、分光计调节方法及要求

分光计调节的基本要求是：

（1）调望远镜聚焦于无穷远处；（2）调望远镜的光轴与分光计的中心转轴相垂直；（3）调平行光管能产生平行光，平行光管的光轴应与分光计的中心转轴相垂直。

1、目测粗调

目测调整望远镜光轴（调倾仰调节螺钉12）、平行光管光轴（调倾仰调节螺钉25）、载物台平面（台下三螺钉等高），使三者大致垂直于分光计中心转轴。目测粗调是重要的一步，是进一步细调的基础，它可以缩短调整时间。

2、望远镜的调焦

开启望远镜照明灯，此时望远镜的目镜视场中叉丝可能不清晰，旋转目镜调节手轮，调整目镜与分划板相对位置，使叉丝与小十字变清晰为止。眼睛左右移动时，微调目镜系统，使小十字反射像与叉丝无相对位移，从而消除视差。

3、调节望远镜光轴和载物台平面与分光计中心轴相垂直。

1）转动载物台，使三棱镜反射的十字反射像在望远镜视场内。仔细调望远镜俯仰角，使之正对三棱镜都能看到十字反射像。设其中反射像与上十字叉丝距离为h（如图6-6(a)所示）,我们用“各半”调节法消除h。

2）调节载物台下a或b两螺钉之一，使此h缩短为h/2（如图6-6（b）所示），再调望远镜俯仰角，使十字反射像与分划板上十字叉丝重合（如图6-6（c）所示）。

3）转动载物台，用“各半”调节法调节使另一三棱镜面的十字反射像与分划板上十字叉丝重合（如图6-6（c）所示）。

图6-6用“各半”调节法调反射十字像

4、调整平行光管，使之能发出平行光，并使其光轴与分光计中心轴相垂直

1）调平行光管产生平行光

点亮汞灯或钠灯，均匀照亮狭缝，以前面调好的望远镜为准来调节平行光管。改变狭缝与平行光管透镜间的距离，使狭缝在

望远镜视场中清晰成像，且像与分划板叉丝无

视差。平行光管发射的光即为平行光了。

2)调平行光管光轴与分光计中心轴垂直

调整狭缝宽度通过望远镜观察，使狭缝宽

约0.3mm.。转动狭缝体，使狭缝亮线呈水平

状，再调节平行光管下面的倾角螺丝，改变平行光管的俯仰，使狭缝亮线位于望远镜分划图6-7平行光管与分光计中心

板的中央，与叉丝线的水平线重合。这时平轴垂直调节示意图行光管的光轴与望远镜的光轴一致了，因而

也垂直分光计中心轴了。此调节过程可用图见图6-7的(a)、(b)两个图表示。

分光计完全调好后，望远镜、平行光管、载物台的状态不能再改变（否则整个调节要重新进行）。接下去可以进行各种实验测量了。

（三）、三棱镜顶角的测定

将待测棱镜放在已调整好的分光计载物台中央，选定被测顶角A ，转动望远镜到T l 位置，使其光轴垂直于棱镜的AB 反射面，记录此刻左右游标的读数值θ1、θ2。再将望远镜到T 2位置，使其光轴垂直于棱镜的AC 反射面，记录此刻左右游标的读数值θ/1、θ/2，则两次读数值之差即为三棱镜顶角的补角，即?-=0180A ，其中)]()[(2

12/21'1θθθθ?-+-=）、212(θθT 图6-8三棱镜顶角的测定

四、实验内容

1、分光计的调节

1）目测粗调（调节内容见前述）；2）调望远镜的焦距（调节方法见前述）；

3）调节望远镜光轴和载物台平面与分光计中心轴相垂直（调节方法见前述）；

4）调整平行光管，使之能发出平行光，并使其光轴与分光计中心轴相垂直（调节方法见前述）。

2．分别转动望远镜到T 1、T 2位置，使目镜视场中叉丝像与校准叉丝重合，记录左右游标的读数值。

3．多次测量后求取棱镜顶角的平均值。

次数123

度盘左右左右左右T1位置

T2位置

?

?

?

-=0180A 五、问题，思考题

A ?

1T (21θθ、)

分光计测量三棱镜顶角实验报告

分光计测量三棱镜顶角 实验报告 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

参考报告 分光计测量三棱镜顶角 一、实验目的： 1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用； 2、学习分光计调节的要求和调节方法； 3、测量三棱镜顶角； 二、仪器与用具： 1、分光计：（型号：JJY-Π型, '； 2、钠灯：（型号：GY-5, 3、三棱镜棱角:60o±5′（材料：重火石玻璃，nD= ）； 4、双面反射镜，变压器220V) 三、预习报告： 1、实验原理（力求简要）： （1）分光计调整 总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。 分要求：有三个如下： 〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法： ①对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线 ②对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到 绿“+”字像、且无视差。 ③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的 调 整用线（分划板上方的十字叉线）重合。

④在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进 行调整。 〈2〉载物台垂直仪器主轴 调整方法： 将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从 双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上 方的十字叉线）重合。 〈3〉平行光管出射平行光； 调整方法： 从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。 望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及 物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使 从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收 到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。 〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直 调整方法： 望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重 合。 在上一步的基础上，调节平行光管（或望远镜）的水平摆向调节螺丝，使狭缝细线像与十字竖线重合，然后转动狭缝90o，调节平行光管的仰角螺丝， 使狭缝细线像与中心水平线重合。这时平行光管光轴与望远镜光轴共线，也 就与分光计中心轴垂直 （2）三棱镜的顶角的测量 〈1〉方法：反射法测量。 〈2〉原理：如下图所示： 一束平行光由顶角方向射入，在两光学面上分成两束反射光。测出两束反射光线之间的夹角φ，则可得到顶角A为

实验练习一 用分光计测三棱镜的顶角

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》 【实验目的】 1．了解分光计的结构，学习分光计的调节和使用方法； 2．利用分光计测定三棱镜的顶角； 【实验仪器】 分光计，双面平面反射镜，玻璃三棱镜。 【实验原理】 如图6所示，设要测三棱镜AB面和AC面所夹的顶角a，只需求出j即可，则a＝1800－j。 图6 测三棱镜顶角 【实验内容与步骤】 一、分光计的调整 （一）调整要求： 1．望远镜聚焦平行光，且其光轴与分光计中心轴垂直。 2．载物台平面与分光计中心轴垂直。 （二）望远镜调节 1．目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝，调焦办法：接通仪器电源，把目镜调焦手轮12旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察，直到

分划板刻线成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。旋转目镜装置11，使分划板刻线水平或垂直。 2．望远镜调焦 望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上，也就是望远镜对无穷远聚焦。其方法如下：将双面反射镜紧贴望远镜镜筒，从目镜中观察，找到从双面反射镜反射回来的光斑，前后移动目镜装置11，对望远镜调焦，使绿十字叉丝成像清晰。往复移动目镜装置，使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差，最后锁紧目镜装置锁紧螺丝10 . （三）调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴（各调一半法） 调节如图7所示的载物台调平螺丝b和c以及望远镜光轴仰角调节螺丝13，使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合，如图8（a）所示。此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。具体调节方法如下： （1）将双面反射镜放在载物台上，使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面，如图7所示。 图7 用平面镜调整分光计 （2）目测粗调。用目测法调节载物台调平螺丝7及望远镜、平行光管光轴仰角调节螺丝13、29，使载物台平面及望远镜、平行光管光轴与分光计中心轴大致垂直。 由于望远镜视野很小，观察的范围有限，要从望远镜中观察到由双面反射镜反射的光线，应首先保证该反射光线能进入望远镜。因此，应先在望远镜外找到该反射光线。转动载物台，使望远镜光轴与双面反射镜的法线成一小角度，眼睛在望远镜外侧旁观察双面反射镜，找到由双面反射镜反射的绿十字叉丝像，并调节望远镜光轴仰角调节螺丝13及载物台调平螺丝b和c，使得从双面反射镜的两个镜面反射的绿十字叉丝像的位置应与望远镜处于同一水平状态。 （3）从望远镜中观察。转动载物台，使双面反射镜反射的光线进入望远镜内。此时在望远镜内出现清晰的绿十字叉丝像，但该像一般不在图8（a）所示的准确位置，而与分划板上方的十字刻度线有一定的高度差，如图8（b）所示。调节望远镜光轴仰角调节螺丝

用分光计测三棱镜顶角实验报告

一、名称：用分光计测三棱镜顶角 二、目的： 采用自准法测量三棱镜的顶角。 三、器材： 1、分光计 （1）望远镜（2）载物台（3）平行光管（4）读数装置（5）底座 四、原理 图1是自准法测量三棱镜顶角的 示意图，图中所示三棱镜是横截面为等 边三角形的柱体。AB和AC是透光的光 学表面，又称折射面，其夹角A称为三 棱角的顶角；BC为毛玻璃面，称为三 棱角的底面。 实验中利用望远镜自身产生平行 光，固定载物台（或固定望远镜），转 动望远镜光轴（或转动载物台），先使 棱镜AB面反射的十字像落在分划板上双十字叉丝上部的交点上（即望远镜光轴

与三棱镜AB 垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数I I ??'和。然后再转动望远镜（或载物台）使AC 面反射的十字像与双十字叉丝的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数??II II '和（注意?I 与?II 分别为同一游标窗口上读得的望远镜在位置I 和位置II 的方位角，而和则为另一游标窗口上读得的方位角），两次读数相减即得顶角A 的补角?。 ()()() 1211 22???????II I II I ??''= +=-+-? ??? 则三棱镜的顶角 ()() 1 1801802A ?????II I II I ??''=-=--+-??? ? 五、 步骤： （一）分光计的调节 为了精确测量角度，必须使待测角平面平行于读数盘平面，所以测量前须对分光 计进行调节。调节分光计的要求是： （1） 平行光管出射平行光； （2） 望远镜接收平行光（即望远镜聚焦于无穷远）； （3） 经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直，即平行光管和望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直，载物台中轴线与中心转轴重合。 调节前，应对照实物和图1的结构熟悉仪器，了解各个调节螺钉的作用。调节时要先粗调再细调。 1、目测粗调 根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的高低调节螺钉14和29，使它们的光轴大致与中心转轴垂直；调节载物台下的三个水平调节螺钉，使其大致处于水平状态。粗调是细调的前提，也是细调成功的保证。 2、细调 采用自准调整法进行细调，这是以在物面上成一个与物对称的像为依据来调整光路的方法，也是光学实验中常用的一个方法。具体调整方法是： （1） 接上电源，打开开光，调节目镜，直到能够清楚地看到分划板上的双十字叉丝为止。旋转目镜装置11，使分划板刻线水平或垂直。

实验练习--用分光计测三棱镜的顶角

实验练习一 用分光计测三棱镜的顶角 【实验目的】 1、了解分光计的结构及其基本原理； 2、学习分光计的调节方法； 3、用自准直法或反射法测三棱镜的顶角。 【实验仪器】JJY 型分光计，汞灯或钠灯，平面反射镜，三棱镜 【实验原理】 玻璃三棱镜是光学基本元件如图1-1所示。AB 和AC 是两个透光的光学表面，称为“折射面”，其夹角a 称为三棱镜的顶角；BC 面一般为毛玻璃面，称为“三棱镜的底面”。 C B 图11-1-1 玻璃三棱镜 图11-1-2 自准直法测三棱镜顶角 1、自准直法测量三棱镜的顶角 图1-2所示为自准直法测量三棱镜顶角的示意图。将三棱镜放到分光计载物台上，三棱镜放置方法如图1-3（a ）所示。望远镜照明小灯发出的光线垂直入射于三棱镜AB 面而沿原路反射回来，记下此时光线入射方位1T (）、21θθ两角度值；然后转动望远镜使光线垂直入射于AC 面，记下沿原路反射回来的方位2T (43θθ、)两角度值，则望远镜转角?，三棱镜顶角a 分别为 ()21314212T T ?θθθθ=-= -+- ()0314211802a θθθθ=--+-（11-1-1） A C B C A ? 1T (21θθ、) a b B ）、212(θθT

图 11-1-3（a ） 图 11-1-3（b ） 2、反射法测三棱镜的顶角 将三棱镜放置在载物台上并离平行光管远些，转动载物台，使三棱镜顶角对准平行光管，让平行光管射出的光束照在三棱镜两个折射面上（见图1-4（b ））。将望远镜转至I 处观测反射光，调节望远镜微调螺丝使望远镜竖直叉丝对准狭缝像中心线。再分别从两个游标（设左游标为A ，右游标为B ）读出反射光的方位角21θθ、；然后将望远镜转至Ⅱ处观测反射光，相同方法读出反射光的方位角43θθ、。由图1-4(a)光路图可以证明得到： 21∠+∠+∠=A ? 21∠+∠=∠A ?21==∠a A 图11-1-4（a ） 反射法光路图 ()3142124 a ? θθθθ==-+- （11-1-2） 【实验内容及要求】 1、分光计的调节 1）目测粗调（调节内容见前述）；2）调望远镜的焦距（调节方法见前述）； 3）调节望远镜光轴和载物台平面与分光计中心轴相垂直（调节方法见前述）； 4）调整平行光管，使之能发出平行光，并使其光轴与分光计中心轴相垂直（调节方法见前述）。 2、用自准直法测三棱镜的顶角 1）点亮望远镜照明灯并正对三棱镜AC 反射面，使反射小十字像与望远镜分划板上十字叉丝重合，若偏高或偏低，可调载物台下螺钉b,再使望远镜正对三棱镜AB 反射面，若反射小十字像偏高或偏低，只调载物台下螺钉c ，使小十字像与分划板上十字叉丝重合。 A ?1 1 2 2 入射光线 反射光线 反射光线 c B C 图11-1-4（b ）反射法测棱镜顶

分光计的调节和三棱镜顶角的测定实验报告评分标准

一实验预习（20分） 学生进入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括：①实验目的，②实验原理，③实验仪器，④实验步骤⑤实验数据记录表等五部分。以各项表述是否清楚、完整，版面 验前还应预习实验）。 二实验操作过程（20分） 学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步，第一步分光计调节，包括①目测粗调，②望远镜调焦到无穷远，适合观察平行光，③调节望远镜的光轴和仪器转轴垂直三部分；第二步实验数据记录；第三步实验仪器整理。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成，数据记录是否准确、正确分三段给分。 三实验纪律（10分） 学生进入实验室，按照学生是否按规定进入实验室，是否按照操作要求使用仪器，是否在实验结束后将仪器整理整齐，是否有大声喧哗、打闹现象。分三段给分。 课后完成一份完整的实验报告。 四、数据记录及处理（35分） 1 2 学生在数据处理过程中，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数，分三段给分。 五、思考题（10分） 学生在实验结束后，在三道思考题中选择两道，抄写题目并回答。按照问题回答是否准确，有 按照学生实验报告书写是否整洁，分三段给分。

学生进入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟之后将书收起来，开始进行实验测试。测试期间禁止看书。评分标准如下： 一实验操作部分（70分） 第一步：分光计调节。 1目测粗调。尽量使望远镜的光轴与刻度盘平行，并调节载物台下方的三个小螺钉，尽量使载物台与刻度盘平行。分四步给分。 2望远镜调焦到无穷远，适合观察平行光。 ①接上照明小灯电源，打开开关，在目镜视场中观察，是否能够看到“准线”和带有绿色小十字的窗口。分四步给分。 ②将双面镜放置在载物台上（注意放置位置），分四步给分。 ③由透明十字发出的光经过物镜后，再经平面镜反射，由物镜再次聚焦，在分划板上形成亮十字像斑，分四步给分。 ④通过调节望远镜物镜焦距，和目镜调焦手轮，看清亮十字的反射像，此时，望远镜已聚焦于无穷远，分四步给分。 ⑤调节望远镜的光轴和仪器转轴垂直。当平面镜旋转到任意一向，从望远镜目镜观察亮十字线像与黑准线是否仍然重合。分四步给分。 ⑦仪器整理。是否能够将仪器归位，反射镜和三棱镜等小件物品放回仪器盒，分四步给分。

分光镜测三棱镜顶角实验报告

实验名称： 用分光镜测三棱镜顶角 一、实验目的 采用自准法测量三棱镜的顶角。 二、实验器材 1、分光计 （1）望远镜（2）载物台（3）平行光管（4）读数装置（5）底座 2、双面反射镜 3、三棱镜 三、实验原理 图1是自准法测量三棱镜 顶角的示意图，图中所示三 棱镜是横截面为等边三角形 的柱体。AB和AC是透光的 光学表面，又称折射面，其

夹角A 称为三棱角的顶角；BC 为毛玻璃面，称为三棱角的底面。 实验中利用望远镜自身产生平行光，固定载物台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或转动载物台），先使棱镜AB 面反射的十字像落在分划板上双十字叉丝上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB 垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读数I I ??'和。然后再转动望远镜（或载物台）使AC 面反射的十字像与双十字叉丝的上交点重合（即望远镜光轴与AC 面垂直），记下读数 ??II II '和（注意?I 与?II 分别为同一游标窗口上读得的望远镜在位置I 和位置II 的方位角，而和则为另一游标窗口上读得的方位角），两次读数相减即得顶角A 的补角?。 ()()() 121122???????II I II I ? ?''= +=-+-? ??? 则三棱镜的顶角 ()() 1 1801802A ?????II I II I ??''=-=--+-? ???o o 四、 实验步骤 （一）分光计的调节 为了精确测量角度，必须使待测角平面平行于读数盘平面，所以测量前须对分光计进行调节。调节分光计的要求是： （1） 平行光管出射平行光； （2） 望远镜接收平行光（即望远镜聚焦于无穷远）； （3） 经过光学元件的光线构成的平面应与仪器的中心转轴垂直，即平行光管和 望远镜的光轴与分光计的中心转轴垂直，载物台中轴线与中心转轴重合。 调节前，应对照实物和图1的结构熟悉仪器，了解各个调节螺钉的作用。调节时要先粗调再细调。 1、目测粗调 根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的高低调节螺钉14和29，使它们的光轴大致与中心转轴垂直；调节载物台下的三个水平调节螺钉，使其大致

介绍三种测三棱镜顶角的方法

介绍三种测三棱镜顶角 的方法 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

2介绍三种测三棱镜顶角的方法 要想用这三种方法准确的测出三棱镜的顶角，实验中必须让分光计达到以下三点要求：⑴望远镜达到自准。⑵望远镜、平行光管的光轴与分光计的中心轴达到垂直。1⑶三棱镜的反射面与分光计的中心轴平行。 自准法 采用自准法测量的前提条件是：用双面反射镜将望远镜调节达到自准；调节待测三棱镜使其达到自准，在调节三棱镜时不能再调节望远镜，因为望远镜已经达到自准此时再调节它就会破坏它的自准条件。此时可以开始测量棱镜的顶角。 （a） (b) 图1 图2光路图 测三棱镜顶角A的步骤：图2是自准法测量时的光路。①给刻度盘上的两个游标标上记号1和2，合上小灯开关，使望远镜目镜中的叉丝被灯光照亮。②将三棱镜如图1（a）所示放在载物台上，锁紧望远镜支架与刻度盘联接螺丝及 C b a c

载物台锁紧螺丝，慢慢旋转内游标带着载物台一起，使三棱镜的AB 面与由望远镜射出的光线垂直，2此时从目镜里观察到的绿色“十”字像位于调整叉丝中心C 位置[如图1（b ）所示]。然后在刻度盘上分别读出游标1的度数1?和游标2的度数2?，并记录在表1中。③继续旋转载物台，直至AC 面与由望远镜射出的光线垂直，这时从目镜里观察到的绿色“十”字像同样位于调整叉丝的中心位置C 处。分别记下游标1和2的读数'1?和'2?，并记录在表1中。为了消除偏心差棱镜的AB 面和AC 面的法线的夹角 ()()11221''2?????=-+-???? 如果','2211????<<，则取它们差的绝对值。如果游标在转动的过程中经过零点，则该游标的度数应加上?360。例如游标2在三棱镜由AB 面转到AC 使AC 面对准望远镜的过程中经过了零点，则'2?的度数加上?360。由几何关系的望远镜的顶角： ()()11221180180''2A α?????∠=∠=-=--+-???? ⑴ 这样测量5组数据，把数据填到表1里，再计算出每组三棱镜顶角A 的值，最后计算A 的加权平均值。 反射法 用反射 法测量的前提条件是：调节平行光管的狭缝宽度使它发射出来的光是平行的，并且经三棱镜反射面反射后在望远镜目镜里的狭缝的像是清晰的。 反射法实验步骤：①接通汞灯光源，转动望远镜使其与平行光管构成一个θ角，θ角小于?90。此时将望远镜固定不动，且保持两者的位置不变。②移动载物台，带着刻度盘一起转，使狭缝射出的光经过AB 面反射后反射光线能够进入望远镜，此时从目镜里观察到的经过AB 面反射过来的狭缝的像应与望远镜的十字线的竖直线无视差。从度盘上读出两个游标1的度数1?和游标2的度数2?，并记录在表2中。这两个度数表示AB 光学面法线1n 的位置。③继续旋转载物台，使由狭缝射出的光经过AC 面反射后反射光线能够进入望远镜，并

分光计测量三棱镜顶角实验报告书写

参考报告 分光计测量三棱镜顶角 一、实验目的： 1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用； 2、学习分光计调节的要求和调节方法； 3、测量三棱镜顶角； 二、仪器与用具： 1、分光计：（型号：JJY-Π型, 编号：99056400），最小刻度1'； 2、钠灯：（型号：GY-5, 编号：20020072）； 3、三棱镜棱角:60o±5′（材料：重火石玻璃，nD= 1.6475）； 4、双面反射镜，变压器(6.3V/220V) 三、预习报告： 1、实验原理（力求简要）： （1）分光计调整 总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。 分要求：有三个如下： 〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直 调整方法： ①对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线 ②对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、 且无视差。 ③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调 整用线（分划板上方的十字叉线）重合。 ④在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。 〈2〉载物台垂直仪器主轴 调整方法： 将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的 十字叉线）重合。 〈3〉平行光管出射平行光； 调整方法： 从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。 望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜 和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜 清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收到的是平行光， 也就是说，平行光管出射的是平行光。 〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直 调整方法： 望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。 在上一步的基础上，调节平行光管（或望远镜）的水平摆向调节螺丝，使狭缝细线像与十字竖线重合，然后转动狭缝90o，调节平行光管的仰角螺丝，使狭缝细线像与中心水平线重合。这时平行光管光轴与望远镜光轴共线，也就与分光计中心轴垂直 （2）三棱镜的顶角的测量

介绍三种测三棱镜顶角的方法

2介绍三种测三棱镜顶角的方法 要想用这三种方法准确的测出三棱镜的顶角，实验中必须让分光计达到以下三点要求：⑴望远镜达到自准。⑵望远镜、平行光管的光轴与分光计的中心轴达到垂直。1⑶三棱镜的反射面与分光计的中心轴平行。 自准法 采用自准法测量的前提条件是：用双面反射镜将望远镜调节达到自准；调节待测三棱镜使其达到自准，在调节三棱镜时不能再调节望远镜，因为望远镜已经达到自准此时再调节它就会破坏它的自准条件。此时可以开始测量棱镜的顶角。 （a） (b) 图1 图2光路图 测三棱镜顶角A的步骤：图2是自准法测量时的光路。①给刻度盘上的两个游标标上记号1和2，合上小灯开关，使望远镜目镜中的叉丝被灯光照亮。②将三棱镜如图1（a）所示放在载物台上，锁紧望远镜支架与刻度盘联接螺丝及载物台锁紧螺丝，慢慢旋转内游标带着载物台一起，使三棱镜的AB面与由望远镜 1江兴方.大学物理实验[M].科学出版社，—183. C b a c

射出的光线垂直，2此时从目镜里观察到的绿色“十”字像位于调整叉丝中心C 位置[如图1（b ）所示]。然后在刻度盘上分别读出游标1的度数1?和游标2的度数2?，并记录在表1中。③继续旋转载物台，直至AC 面与由望远镜射出的光线垂直，这时从目镜里观察到的绿色“十”字像同样位于调整叉丝的中心位置C 处。分别记下游标1和2的读数'1?和'2?，并记录在表1中。为了消除偏心差棱 镜的AB 面和AC 面的法线的夹角 ()()11221''2?????=-+-???? 如果','2211????<<，则取它们差的绝对值。如果游标在转动的过程中经过零点，则该游标的度数应加上?360。例如游标2在三棱镜由AB 面转到AC 使AC 面对准望远镜的过程中经过了零点，则'2?的度数加上?360。由几何关系的望远镜的顶角： ()()11221180180''2A α?????∠=∠=-=--+-???? ⑴ 这样测量5组数据，把数据填到表1里，再计算出每组三棱镜顶角A 的值，最后计算A 的加权平均值。 反射法 用反射 法测量的前提条件是：调节平行光管的狭缝宽度使它发射出来的光 是平行的，并且经三棱镜反射面反射后在望远镜目镜里的狭缝的像是清晰的。 反射法实验步骤：①接通汞灯光源，转动望远镜使其与平行光管构成一个θ角，θ角小于?90。此时将望远镜固定不动，且保持两者的位置不变。②移动载物台，带着刻度盘一起转，使狭缝射出的光经过AB 面反射后反射光线能够进入望远镜，此时从目镜里观察到的经过AB 面反射过来的狭缝的像应与望远镜的十字线的竖直线无视差。从度盘上读出两个游标1的度数1?和游标2的度数2?，并记录在表2中。这两个度数表示AB 光学面法线1n 的位置。③继续旋转载物台，使由狭缝射出的光经过AC 面反射后反射光线能够进入望远镜，并且从目镜里观察到狭缝的像应与望远镜的十字线的竖直线无视差。从度盘上读出两游标1和2对应的度数'1?和'2?，并记录在表2中。此度数表示AC 面法线 2n 的位置。 2江兴方.大学物理实验[M].科学出版社，—183.

分光计调节及三棱镜顶角测量数据处理范例

分光计调节及三棱镜顶角测量数据处理范例 1、 表1、实验数据记录表 次序 1? ' 1? 2? ' 2? 1 279°5’ 99°6’ 399°12’ 219°9’ 2 279°5’ 99°5’ 399°12’ 219°8’ 3 279°6’ 99°7’ 399°12’ 219°7’ 4 279°6’ 99°6’ 399°12’ 219°8’ 5 279°6’ 99°6’ 399°12’ 219°8’ 6 279°5’ 99°6’ 399°10’ 219°8’ 7 279°6’ 99°6’ 399°11’ 219°8’ 8 279°4’ 99°4’ 399°11’ 219°9’ 注：极限误差0.017m ?=? 2、实验数据处理 A 、对 1 ?进行数据处理: 根据肖维涅准则，对以 1 ?测量量进行检查，无坏值出现。 8 111 1 279.098 i i ??== =? ∑ 1 0.0044S ?= =? v p t =1.08 1 0.0047 A vp u t S ?= = 0.017 0.0098 B u = = 10.011u ==? B 、对 1' ?进行数据处理: 根据肖维涅准则，对以 1' ?测量量进行检查, 发现第8组数据为坏值,剔除其值后无再 发现其它坏值。 7 111 1'99.107 i i ?? == =? ∑ 1 ' 0.0037S ? = =? v p t =1.09 1 '0.0040 A vp u t S ?= = 0.0098 B u = = 1'0.010u ==?

C 、对 2 ?进行数据处理: 根据肖维涅准则，对以2 ?测量量进行检查，发现第6组数据为坏值,剔除其值后无再发 现其它坏值。 7 2 21 1399.207 i i ? ? == =? ∑ 2 0.0031S ?= =? v p t =1.09 2 0.0034 A vp u t S ?== 0.017 0.0098 B u = = 20.010u ==? D 、对 2' ?进行数据处理: 根据肖维涅准则，对以 2' ?测量量进行检查,无坏值出现。 8 221 1 '219.148 i i ??== =? ∑ 2 ' 0.0038S ? = =? v p t =1.08 2 '0.0041 A vp u t S ?== 0.017 0.0098 B u = = 2'0.010u ==? 总结： 顶角平均值： ' ' 12121[]60.044 A ????= -+-=? 不确定度： 0.01k A u = ≈? 三棱镜顶角： 60.040.01A =?±? (p=0.683) 相对不确定度： 0.0160.04A E ? = ?=0.017% 3、讨论： A 、谈谈你对本实验的理解。 B 、为什么三棱镜的顶点应放在靠近载物台中心？（选作） C 、证明 2? = A ？（选作） 答：（略） 注：数据处理软件里的“实验项目->分光计”可以把分自动转化为度

分光计的调整与三棱镜顶角的测量示范报告

分光计的调整与三棱镜顶角的测量示范报告【实验目的】 1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用； 2、学习分光计调节的要求和调节方法； 3、测量三棱镜顶角 【实验仪器】 1、分光计：（型号：JJY-Π型），最小刻度1'； 2、钠灯：（型号：GY-5）； 3、三棱镜棱角:60o±5′（材料：重火石玻璃，nD = 1.6475）； 4、双面反射镜，变压器(6.3V/220V) 【实验原理】 （1）分光计调整 总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。 分要求：有三个如下： 〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法： ①对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线

②对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。 ③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。 ④在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。〈2〉载物台垂直仪器主轴 调整方法： 将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看 到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分 划板上方的十字叉线）重合。 〈3〉平行光管出射平行光； 调整方法： 从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。 望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。 〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直

北航基物研究性报告 反射法测三棱镜顶角误差分析

北航物理实验研究性报告 专题:反射法测三棱镜顶角 班级： 第一作者： 第二作者： 第三作者：

目录 目录 (2) 摘要 (2) 一、实验目的 (2) 二、实验仪器 (2) 三、实验原理 (2) 四、实验内容 (7) 五、数据记录与处理 (8) 1、分光仪反射法测顶角误差分析 (8) 2、分光仪系统误差分析 (9) 六、注意事项 (12) 七、实验感想与建议 (12)

【摘要】 在许多的物理试验中，常常用三棱镜来作为分光的器件。分光仪可以用来测量光学元件的角度。我们可以通过分光仪可以来测定三棱镜的顶角，从而帮助我们更好的了解分光仪的光学性质以及学会一种测量三棱镜的顶角的方法。 一、【实验目的】 1．了解分光仪的结构,掌握调节和使用分光仪的方法。 2．了解测定棱镜顶角的方法。 3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。 二、【实验仪器】 分光仪、钠灯、三棱镜、双面平面镜。 三、【实验原理】 （一）分光仪的结构 分光仪主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，每部分均有特定的调节螺钉，图1为JJY 型分光仪的结构外型图。 1．分光仪的底座要求平稳而坚实。在底座的中央固定着中心轴，望远镜、刻度盘和游标内盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。 2．平行光管固定在底座的立柱上，它是用来产生平行光的。其一端装有消色差的汇聚透镜，另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据需要可在0.02～2ｍｍ范围内调节。 图1 分光仪结构示意图 望远镜：8.望远镜9.紧固螺钉 10.分 化板 11.目镜（带调焦手轮） 12.仰角螺钉 13.望远镜光轴水平螺钉14.支臂 15.转角微调 17.制动架 18.望远镜止动螺钉 载物台：5.载物台 6.载物台调平螺钉（3只） 7.载物台锁紧螺钉 圆刻度盘： 16. 读数刻度盘止动螺钉 21读数刻度盘22.游标盘 24.游标盘微调螺钉 25.游标盘止动螺钉 平行光管： 1.狭缝 2.紧固螺钉 3.平行光管 26. 平行光管光轴水平螺钉 27.仰角螺钉 28.狭缝调节 其它：4.制动架 19.底座 20.转座 23.立柱

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测

物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 【实验目的】 1．了解分光计的结构，学习分光计的调节和使用方法； 2．利用分光计测定三棱镜的顶角； 【实验仪器】 分光计，双面平面反射镜，玻璃三棱镜。 【实验原理】 如图6所示，设要测三棱镜AB面和AC面所夹的顶角a，只需求出j即可，则a＝1800－j。 图6 测三棱镜顶角 【实验内容与步骤】 一、分光计的调整 （一）调整要求：

1．望远镜聚焦平行光，且其光轴与分光计中心轴垂直。 2．载物台平面与分光计中心轴垂直。 （二）望远镜调节 1．目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝，调焦办法：接通仪器电源，把目镜调焦手轮12旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察，直到分划板刻线成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。旋转目镜装置11，使分划板刻线水平或垂直。 2．望远镜调焦 望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上，也就是望远镜对无穷远聚焦。其方法如下：将双面反射镜紧贴望远镜镜筒，从目镜中观察，找到从双面反射镜反射回来的光斑，前后移动目镜装置11，对望远镜调焦，使

绿十字叉丝成像清晰。往复移动目镜装置，使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差，最后锁紧目镜装置锁紧螺丝?10 . （三）调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴（各调一半法） 调节如图7?所示的载物台调平螺丝?b?和?c?以及望远镜光轴仰角调节螺丝13，使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合，如图8（a）所示。此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。具体调节方法如下： （1）将双面反射镜放在载物台上，使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面，如图7所示。 图7 用平面镜调整分光计 （2）目测粗调。用目测法调节载物台调平螺丝7及望远镜、平行光管光轴仰角调节螺丝13、29，使载物台平面及望远镜、平行光管光轴与分光计中心轴大致垂直。

用分光计测定三棱镜的顶角和折射率

用分光计测定三棱镜的顶角和折射率 在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v ，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c 。 c 与v 的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n 表示，即：v c n 。同一介质对不同波长的光折射率是不同的。因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm 的折射率。本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm 的光的折射率。 1、实验目的 （1）进一步学习分光计的正确使用 （2）学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率。 2．实验仪器 分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。 3．实验原理 介质的折射率可以用很多方法测定，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。如果测液体的折射率，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 图6-13 光线偏向角示意图

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6-13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i 0等于出射角i 0’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6-13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．在实验中可观察到，当i 变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角． 令 0=di d δ ，由式(6-4)得 1' -=di di （6-5） 再利用式（6-3）和折射定律 ,sin sin r n i = 'sin 'sin r n i = （6-6） 得到

三棱角顶角的测量原理

（1）三棱镜的调整 1）调整要求 欲测三棱镜顶角，必须使望远镜的光轴旋转平面垂直于待测顶角A的两光学平 面AB和AC面（见图4.10..6），及望远镜分别对准AB面和AC面时均应有绿十 字与上叉丝重合。 2）三棱镜的放置 如图4.10.6所示，按逆时针方向称三棱镜的顶角为A、B、C，AB、AC构成待 测顶角A的光学面，BC为磨砂面。放置时令三棱镜的AB（BC、AC）边平行于 载物平台上的Oa（Ob、Oc）。这样一来，在调节Oa（Oc）线下的调平螺钉a(c) 时，整个棱镜将以bc(ba)垂直，由于AB（AC）面与bc（ba）垂直，故不会影 响AB（AC）面与仪器主轴的相对关系。 3）调整三棱镜的AB面和AC面与望远镜光轴垂直 此调整在已调好望远镜的基础上进行。先用自准直法调AB面与望远镜光轴垂 直（即AB面与仪器主轴平行），如不垂直，可调节调平螺钉b或c；再转动载 物平台将AC面转向望远镜，此时可且只可调节调平螺钉a，使AC面与望远镜 光轴垂直，因为调a不会破坏已调好的AB面与望远镜光轴的垂直关系。 从以上叙述中可体会到，三棱镜的放置与调平螺钉的调节，要遵循调整第二面 的方位时不致改变第一面的方位的原则。按照此原则，并掌握当某调平螺钉到 平台中心的的连线与三棱镜的一棱面平行时，调节此螺钉不会改变该棱面的方 位的规律，调整就会得心应手，否则会给调整带来麻烦。 在调整三棱镜的过程中，可以看到应保证望远镜光轴的旋转平面与主轴的垂直 关系不变，否则将会造成测量角度的误差，损失分光仪测角的准确度。（2）三棱镜顶角的测量原理 1）反射法 反射法测顶角需使入射平行光经AB、AC面反射后能通过望远镜，而望远镜是 绕主轴旋转的，所以AB和AC面的反射平行光必须通过主轴才能进入望远镜。 在图4.10.7（a）中，主轴中心O远离顶角A，AB、AC面的反射光不能通过主 轴，从而也就不通过望远镜；只有如图4.10.7（b）所示，顶角A处于主轴中心 O附近时，AB、AC面的反射光才能进入望远镜。所以测量顶角时，应尽量将顶 角A平移靠近主轴中心处。 测量原理：旋转载物台至三棱镜顶角A对准平行光管，使部分平行光由AB面 反射；另一部分平行光由AC面反射。当望远镜在Ⅰ位置观察到AB面反射的狭 缝像，在Ⅱ位置观察到AC面反射的狭缝像时，望远镜转过了角度θ，右图 4.10.8可知θ=A+ 2）自准直法 测量原理：在前面调三棱镜的AB面和AC面与望远镜光轴垂直的过程中，当 分别看到绿十字与上叉丝重合时，望远镜所转过的角度为θ，则由图 4.10.9 易得A=180°-θ

实验名称分光仪的调节和三棱镜顶角的测定

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 、实验目的 1. 了解分光仪的结构，掌握分光仪的调节和使用方法; 2. 测量三棱镜的顶角； 3. 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 1. 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 1、 2 。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1 和2、（注意1与 2 不能颠倒），两次读数相减即得/ A 的补角。故 / A=180 —，即 卩 1 / A = 180— 1 （1 + 2） 2 ' 2 =11 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 — 望远镜转到另一侧，把叉丝 对准狭缝像后读出1'和2',则三棱镜的顶角为： 3. 测定三棱镜玻璃的折射率 姓名 学号 实验时间 2 0 年 月 日

光线以入射角i i 投射到三棱镜的AB 面上，以i 2角从AC 出射，出 射光线和入 射光线的夹角S 称为偏向角。S 的大小随入射角i i 而改 变。当i l = i 2时，偏向角取极小值 min ，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： sin -^A n —A sin — 2 棱镜的顶角A 和最小偏向角 的折射率。 1.分光仪的调 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。 像与叉丝无相对位移 焦于无穷远，即能够 （2）调整望远镜 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 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。 只要测出三 ,就可按上式求出三棱镜材料（玻璃） 四、实验内容 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 多即无视差，否则说明有视差） 。这时望远镜已聚 多接收平行光。 光轴与仪器主轴垂直。 “重 min

分光计测量三棱镜顶角实验报告

分光计测量三棱镜顶角实 验报告 This manuscript was revised on November 28, 2020

参考报告 分光计测量三棱镜顶角 一、实验目的： 1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用； 2、学习分光计调节的要求和调节方法； 3、测量三棱镜顶角； 二、仪器与用具： 1、分光计：（型号：JJY-Π型, '； 2、钠灯：（型号：GY-5, 3、三棱镜棱角:60o±5′（材料：重火石玻璃，nD = ）； 4、双面反射镜，变压器220V) 三、预习报告： 1、实验原理（力求简要）： （1）分光计调整 总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。 分要求：有三个如下： 〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法： ①对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线 ②对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看 到绿“+”字像、且无视差。 ③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的 调 整用线（分划板上方的十字叉线）重合。 ④在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法” 进行调整。 〈2〉载物台垂直仪器主轴 调整方法： 将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从 双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上 方的十字叉线）重合。 〈3〉平行光管出射平行光； 调整方法： 从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。 望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及 物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使 从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收 到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。 〈4〉平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直 调整方法： 望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重 合。

用分光计测三棱镜顶角

实验数据及处理： ()()()()()()'' 12''111= +=221 =20II I II I II I II I II I ? ? ??? ΦΦΦΦ-Φ+Φ-Φ? ???ΦΦ-Φ+Φ-Φ? ?Φ-Φ实验数据处理： 1.计算三棱镜顶角A 的大小,及测量不确 定度A 求三棱镜顶角A 公式：望远镜转过的角度（） 三棱镜的顶角A=180-180- 其中需考虑实际转过的角度。转动望远镜时，如果越过了刻度点，则计算上式中望远镜转过的角度应为第一360360II I -Φ-Φ 个较小的数据加上再减去第二个数据，即应按下式计算望远镜转过的角度()()123123 21=60.10 =59.72=60.00 =59.94 3 - ++= 根据表中1,2,3序号的数据，代人上述中公式可计算出三棱镜顶角A 的三组数据： A A A A A A 则三棱镜顶角A 的平均值A

()r 36005-59.94-60 = 100%= 100%=0.1%60 0.1%E - ±?? ，参 参 查资料，得三棱镜顶角参考值:： A 三棱镜顶角的百分差：A 故测量结果在随机误差的范围内相符，精确度较高。 A ( )0.1969 48σ = = 标准差 (5)计算不确定度 A 类不确定度 n u A σ = ≈ 0.113678° 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, 故 B 类不确定度 =B u 1′/≈ 335″. 且 96 .1=p k 所以合成标准不确定度 ()() ≈ += =Φ2 2 B p A A u k tu 0.12°