实验二、分光计得调节及棱镜折射率得测定[实验名称]分光计得调节及棱镜折射率得测定[实验目得]1、了解分光计得结构及各组成部件得作用。2、学会调节分光计。3、掌握棱镜顶角、最小偏向角得测量方法,测定棱镜得折射率。[实验仪器］分光计(包括电源变压器及放大镜)、钠光灯、汞灯、三棱镜、双平面镜等。［实验原理］一束平行得单色光,入射到三棱镜得面,经折射后由另一面射出,入射光与面法线得夹角称为入射角,出射光与面法线得夹角称为出射角,入射光与出射光得夹角Δ称为偏向角。可以证明,当入射角等于出射角时,入射光与出射光之间得夹角最小,称为最小偏向角。如左图所示:图4－2-1测最小偏向角得原理图由于Δ＝(-ｒ)+(－r/),当=时,由折射定律有r＝r/。用代替Δ得:=2(－ｒ）(4-２-1)又因：ｒ＋ｒ/=２r＝π－(π－Ａ)＝Ａ，所以,r=A／2,故:=(A＋)／2(4-2－2)由折射定律有：(４-２-3)因此,只要测出三棱镜顶角Ａ与最小偏向角δmin,就可以计算出棱镜玻璃对该波长单色光得折射率。［实验内容及步骤]测量三棱镜得顶角首先调节好分光计(按分光计得调节步骤顺序进行）。２、固定好载物平台，将三棱镜按下面得图示放置在棱镜台上,并用钠光灯照亮狭缝,使准直管射出平行光束。转动望远镜至位置,观察由棱镜得一个折射面AB反射得狭缝像,使之与望远镜得双十字叉丝得竖直线重合,将左、右游标得读数与记录于表(1)中。图４-2-2测量三棱镜顶角示意图3、将望远镜转至位置,观察由棱镜另一折射面AＣ反射得狭缝像,使之与望远镜得双十字叉丝得竖直线重合,此时将左、右游标得读数与记录于表（１)中。望远镜由位置转至位置时得角度为:(4-2－4)可以证明，角度就是棱镜顶角得两倍，即:(4-2-５)(二)测量最小偏向角δmin将三棱镜按下面得图示放置在棱镜台上,并用钠光灯照亮狭缝，使准直管射出平行光束。转动内圆盘及望远镜至位置,使它能清晰地瞧到钠光经三棱镜折射后形成得黄色谱线（狭缝像)。2、将刻度内盘(游标盘)螺丝松开，双手慢慢转动内盘(即棱镜台),改变入射角,使谱线往偏向角减小得方向移动,同时转动望远镜跟踪该谱线。3、当棱镜台左、右转动到某一位置时,该谱线不再移动,这时无论棱镜台向何方向转动,该谱线均向相反方向移动,即偏向角都变大。这个谱线反向移动得极限位置就就是棱镜对该谱线得最小偏向角得位置。4、此时固定内圆盘，同时转动望远镜至位置并使望远镜中得双十字叉丝得竖直线对准黄色谱线得极限位置(中心）,记录望远镜在位置时得刻度盘左、右游标读数与于表(2)中。5、移去三棱镜,固定棱镜台,再转动望远镜,使双十字叉丝得竖直线对准准直管黄色谱线得狭缝像,记录与入射光方位相应得左、右游标读数、于表(2)中。则最小偏向角δ为:(４-2-6)图４-2－３测量最小偏向角示意图计算误差得公式:＝；=;==;=;=＝=［数据记录与处理]表(1)测量顶角Ａ得数据名称次数左游标右游标顶角Aα1β1α2β２12345平均值/表(2)测量最小偏向角δ得数据名称次数左游标右游标最小偏向角δminα1β1α2β２1２345平均值/计算:棱镜玻璃折射率:=(2）三棱镜玻璃折射率得表达式：=[思考题］1、总结分光计精细调节应满足哪几点要求?怎样判断就是否调节好？2、测角时,望远镜由位置转至位置,同一游标上得两次读数分别为经转到;问:望远镜由位置转至位置时实际所转角度就是多少？写出计算角得通用式。附录JJ－Y型分光计得结构及使用:一、分光计得结构分光计由底座、载物平台、望远镜、平行光管与读数圆盘五部分组成。详细结构如图4－２-4所示：图4-２－4分光计得结构1、狭缝装置,2、狭缝锁紧螺钉,3、平行光管,4、制动架,5、载物台，6载物台调平螺钉（3只)，７、载物台锁紧螺钉,８、望远镜部件,9、望远镜套筒锁紧螺钉,１0、阿贝式自准直目镜,11、望远镜目镜焦距调节鼓轮,12、望远镜光轴高低调节螺钉，1３、望远镜光轴水平调节螺钉,14、支臂,１5、望远镜微调螺钉,16、主刻度盘度盘制动螺钉,17、、望远镜制动螺钉,18、制动架,１9、底座,２０、转座，２１、游标盘,２2、主刻度盘，２3、立柱,24、游标盘微调螺钉，２5、游标盘制动螺钉,２6、平行光管光轴水平调节螺钉,２7、平行光管光轴高低调节螺钉,28、狭缝宽窄调节螺钉底座(19）:就是整个分光计得支座，底座中心有铅直方向得转轴,称为仪器得中心轴。载物平台(5):能上下移动又能绕中心转轴水平转动,载物平台上可放置平面镜、三棱镜或其它光学元件,其下面有三个水平调节螺钉(6），可以调节载物平台水平。读数圆盘:能绕中心转轴旋转得水平刻度圆盘。就是由