教学章节： 实验24 用分光计测定三棱镜的折射率
教学章节: 实验24 用分光计测定三棱镜的折射率
教学内容:1、用分光计测定三棱镜的折射率
2、分光计的调节要领
3、指导学生进行实验操作、观察实验现象、测量并记录实验数据。 教学学时:3学时
教学目的:1、了解分光计的结构，明确分光计的调整要求，掌握调整方法。
2、掌握测量正三棱镜的顶角和最小偏向角，计算棱镜的折射率。 教学重点、难点:
1、 分光计的调节
2、 最小偏向角的确定
教学方法、方式:讲解、演示、学生操作教师指导。
教学过程:
一.、引入
折射率是物质重要的光学特性常数，测定折射率的方法很多，这里介绍“棱镜法”，并以此作为分光计调整和使用的练习。
二、 实验仪器介绍
?分光计;?双面反射镜;?低压汞灯(共用);?三棱镜。
分光计是光学实验中最基本的测角仪器，它精度高、结构比较复杂。在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理等各项实验中作角度测量。
三、实验原理讲解
1、讲解折射率计算公式各量的含义:
，A，，,，，minsin,,2，，n, 棱Asin2
只要测出顶角A和对不同谱线的最小偏向角，即可按工式求出棱镜对汞灯不同波长,min
谱线的折射率n。
透明材料的折射率是光波波长的函数，同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。所以当复色光经棱镜折射后，不同波长的光将产生不同的偏向角而被分散开来。通常在不考虑
-7，色散的情况下，棱镜的折射率是对钠光波长5.89310m而言。
本实验所用的光源为低压汞灯，它们的波长分别是:
1
-7-76.2344×10m 橙 5.7907×10m 黄
-7-75.7696×10m 黄 5.4607×10m 绿
-7-74.9160×10m 绿蓝 4.3583×10m 蓝
-7-74.0778×10m 蓝紫 4.0466×10m 紫
-7-7-7-7 其中:5.7907×10m(黄)、5.7696×10m(黄)、 5.4607×10m(绿)、4.3583×10m(蓝)等为普通低压汞灯的四条特征谱线。
2、数据处理
,设三棱镜顶角，让最小偏向角用暂代。 ,A,60:,2,min
由公式(24-1)及不确定度的传递与合成公式得折射率n的不确定度为:
22,n,n,,,,U,U，U,,,,,An ,,,A,,,,
22,,,,,,A，,,,,cossin22,,,,UU,， (24-4) ,AAA,,,,22,sin2sin,,,,22,,,,
n1,,,又最小偏向角平均值: ,,iminni,1
22U,U，U最小偏向角的不确定度: (24-5) ,,,,minAB
其中
n,2，，,,,,,i,i,1U,t, (24-6) ,,An(n,1),
,,U,,,2b,仪,
222,同理可计算出顶角A的不确定度。 UUU02,，,，,,A顶A顶B仪
把有关量代入(24-1)式和(24-4)式分别求三棱镜对某种光的折射率的平均值n及其不确U定度，再由公式: n
UnU,，100% (24-7) rn
U求得相对不确定度。最后写出测量结果的表达式: r
,n,n,U,n (24-8) (P,99%),,U,r,
四、实验操作要领讲解
1(调整分光计
2
分光计是本实验的主要测量仪器，它精度高、结构复杂。关于分光计的调整和使用，在后面附录中均有详细的介绍，同学们在实验之前必须认真阅读。
目镜调焦?粗调平台水平?平台上放置双面反向镜?望远镜对无限远聚集?采用减半逼近法调水平?平行光管的调整
(边演示边讲解)
2(最小偏向角的测量，要特别介绍最小偏向角的确定方法 ,min
1,, ，，,,,,,,,，,min21212
3、要求学生对蓝、绿光进行三组数据测量，并列表记录数据。
五、巡回指导，签字
六、布置作业]
1. 完成本次实验
报告
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。实验数据处理完后，要对该实验进行
总结
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和误差分析。
2. 预习下次实验并完成预习报告。
3
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