大学物理基础实验 分光计实验报告

分光计实验报告 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i＝i时，δ为最小,此时 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 设棱镜材料折射率为n，则 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。 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。 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： 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。 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互相垂直。 （2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，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。 3. 测量顶角A：转动游标盘，使棱镜AC正对望远镜记下游标１的读数和游标２的读数。再转动游标盘，再使AB面正对望远镜，记下游标１的读数和游标２的读数。同一游标两次读数误差或，即是载物台转过的角度，而是Ａ角的补角， Ａ＝. 重复操作两次，记下数据。 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）记下读数和转至（2），记下读数和，有 原始数据如下： 1．顶角的测量及处理： 角度/分组 1 2 3 平均值 标准差 0°42′ 18°02′ 19°29′ 120°44′ 138°04′ 139°30′ 180°40′ 198°00′ 199°27′ 300°45′ 318°05′ 319°31′ 120°02′00″ 120°02′00″ 120°01′00″ 120°01′40″ 28″ 120°05′00″ 120°05′00″ 120°04′00″ 120°04′40″ 28″ 120°03′30″ 120°03′30″ 120°02′30″ 120°03′10″ 28″ 综上观之,显然取=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 经带入,解得: 28″. A类不确定度 16″. 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 1′/35″. 且 由于 A=, 可得: 59°56′50″. 所以 1′37″ 2．最小偏向角的测量及处理： 测量次数为一次. 107°55′ 56°37′ 287°53′ 236°33′ =51°19′00″ B类不确定度 1′/35″. 即 =35″ 所以，根据合成公式 =0.0003 =0.0002 则 =0.0013 59°56′50″ =51°19′00″ =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 。