1 实 验 七 最小偏向角法测棱镜的折射率 实验目的: (1) 了解分光计的结构、作用和工作原理; (2) 掌握分光计的调节要求和调节方法; (3) 在分光计上用最小偏向角法测定三棱镜的折射率. 实验仪器: 分光计,玻璃三棱镜,平面反射镜,钠光灯源. 实验原理: 将待测的光学玻璃制成三棱镜,可用最小偏向角法测其折射率n.测量原理见图1,光线α 代表一束单色平行光,以入射角i1投射到棱镜的AB 面上,经棱镜两次折射后以 i4角从另一面AC 射出来,成为光线t .经棱镜两次折射,光线传播方向总的变化可用入射光线α 和出射光线t 延长线的夹角δ来表示,δ称为偏向角.由图1 可知 δ=(i1-i2)+(i4-i3)=i1+i4-A.此式表明,对于给定棱镜,其顶角A 和折射率n 已定,则偏向角δ随入射角i1而变,δ是 i1的函数. 用微商计算可以证明,当 i1=i4或 i2=i3时,即入射光线a 和出射光线t 对 称地“站在”棱镜两旁时,偏向角有最 小值,称为最小偏向角,用δm表示. 此时,有i2=A/2, i1=(A+δm)/2, 故 22mAAnsinsin 用分光计测出棱镜的顶角A 和最小偏 向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n. 图 1 实验装置:分光计是用来准确测量角度的仪器 一、分光计的结构 利用分光计测量光线的偏折角,实际上是确定光线的传播方向.只有平行光才具有确定的方向,调焦于无穷远的望远镜可以判定平行光的传播方向.因此,分光计由平行光管、望远镜、载物台、角度刻度盘和三脚底座五 个 主 要部 分构成.图2 是它 的全 貌 . 2 图 2 1–狭缝装置;2–狭缝装置锁紧螺钉;3–平行光管部件;4–制动架(二);5–载物台;6–载物台条平螺钉;7–载物台锁紧螺钉;8–望远镜部件;9–目镜锁紧螺钉;10–阿贝式自准值目镜;11–目镜视度调节手轮;12–望远镜光轴高低调节螺钉;13–望远镜光轴水平调节锁钉;14–支臂;15–望远镜微调螺钉;16–刻度盘止动螺钉;17–底座;18–望远镜止动螺钉;19–平行光管准直镜;20–压片; 21–度盘;22–游标盘;23–立柱;24–游标盘微调螺钉;25–游标盘止动螺钉;26–平行光管光轴水平调节螺钉;27–平行光管高低调节螺钉;28–狭缝宽度调节手轮. ⑴ 三脚底座.它是整个分光计的底座,底座中心有沿铅直方向的转轴套,望远镜和刻度盘可绕该轴转动. ⑵ 平行光管.它的作用是产生平行光.平行光管通过立柱固定在仪器底座上.管的一端装有一个消色差的复合透镜(物镜),另一...