三棱镜折射率的测量 龙岩学院 基础物理实验中心 光学实验室预习提示1、三棱镜顶角和最小偏向角分别是用什么方法测量的？2、测量时如何用正确的方法读双游标的数据？3、设计项角及最小偏向角测量的原始数据记录表？4、数据是如何处理计算的？实验目的Ø测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色 散现象； Ø测定玻璃三棱镜对各绿色光的折射率； Ø继续掌握分光计的调节方法； Ø学会测量结果不确定度的计算及表示方法仪器介绍 ——请参考分光计的调节实验汞光源：可发 出多条分立谱 线的复色光源可调狭缝：作 为发光物体平行光系统望远镜系统目镜系统载物平台游标尺：1‘主尺：0.5°变压器及照明 放大镜仪器介绍 ——三棱镜三棱镜如图1所示，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 物 图示意图实验原理 ——反射法测三棱镜的顶角 图2为反射法测量三棱镜顶角的示意 图将三棱镜放在载物台上，使平 行光管射出的光束投射到棱镜的两 个折射面上，从棱镜左面反射的光 可将望远镜转至Ⅰ处观察，使用望 远镜微调螺丝，使“╪”准线的中 心垂直线对准反射狭缝像，从两个 游标读出方位角读数j1和j2，再将 望远镜转至Ⅱ处观测从棱镜左面反 射的狭缝像，又可分别读得方位角 读数 j1′和j2′。
由图2可知， 三棱镜的顶角为（1）III实验原理 ——极值法测最小偏向角 （2）III如图所示，观察光线偏向情况，判断折 射光线的出射方向先用眼睛沿光线可 能的出射方向观察，微微转动刻度圆盘 ，带动载物台，当观察到出射的彩色谱 线时，认定一种单色谱线，再继续使刻 度圆盘转动，注意此单色谱线出射时所 对应的偏向角的变化情况，选择能使偏 向角减小的方向缓慢转动载物圆台，当 看到该谱线移至某一位置后反向移动， 说明在逆转处即为最小偏向角的位置 则最小偏向角出射光线与原光路（没有 放三棱镜时，望远镜直接对准入射光线 的位置）之间的夹角即为最小偏向角 设最小偏向位置时两游标的读数为、， 原光路的为、，则有原光路方向实验原理 ——三棱镜折射率的测量 III通过光的反射定律和折射定律可以求得棱镜折射率n（3）式中i1，i2，dmin分别为某一单色光的入射角、折射角和最小偏向角 ，a则为三棱镜的顶角 实验内容——将分光计调节为可工作状态 分光计计在测测量前，必须经过须经过 仔细调细调 整为为保 证证入射光与刻度盘盘、载载物平台相平行，使刻度盘盘上 的读读数能正确反映出光线线的偏转转角，调调整光学测测角 仪时仪时 要求达到：望远镜调远镜调 焦无穷远穷远 ，能接受平行光 ；望远镜远镜 和平行光管共轴轴，并均与光学测测角仪仪中心 轴轴相垂直；平行光管出射平行光。
具体的调节参考分光计的调节实验讲义或参考资 料 实验内容——三棱镜顶角的测量 （1）将三棱镜放在载物平台上，放置的位置 如图所示，非光学面（BC）对向操作者自己， 两光学面所夹的顶角对准平行光源 （2）旋转望远镜观察由AB和AC两个光学面 反射出的像，当两边都找到像时，方可开始测 量 （3）将望远镜的叉丝（竖线）对准左或右侧 的像，记录下两个游标的读数；再转动望远镜 对准另一侧的像，再次记录下两游标的读数， 代入公式（1）即可求出三棱镜的顶角要求重 复三次测量，学生自设数据记录表 实验内容——三棱镜最小偏向角的测量 按照最小偏向角的测量原理中说先将三棱镜放置 好（参考最小偏向角的测量原理图中所示），再按 照测量原理中的方法找到最小偏向角的位置，将望 远镜的叉丝对准绿色谱线，记录下两个游标的读数 ，重复三次；再将三棱镜拿下来，将望远镜直接对 准原光路的方向，记录下两游标的读数，代入公式 （2）计算出最小偏向角要求重复三次测量，学 生自设数据记录表将所测量得的角度代入公式（3）即可计算出三棱 镜的折射率测量结果要求用不确定度表示（具体 的数据处理方法参见数据处理参考资料） 思考题1、设计另外一种测量三棱镜顶角和最小偏向角的方法 。
2、三棱镜的最小偏向角与什么有关？THANKS!。