【2017年整理】【2017年整理】14周 用分光计测定三棱镜的折射率
用分光计测定三棱镜的折射率
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一、 一、 概念理解
折射率是光学玻璃的重要特性参数，可以衡量物质的折光性能。它与入射光的波长有
关，一般折射率常对钠黄光(波长589.3nm)而言.测三棱镜的折射率可用最小偏向角法,也
可用折射极限法.
等边三角形ABC表示三棱镜的横截面,单色光束沿SD方向射在三棱镜的AB面上,经
两次折射从ER方向射出.入射光线与出射光线之间
的夹角δ叫偏向角.如果调节三棱镜,使i=i(相应的14
有i=i)，此时δ最小称为最小偏向角。证明如下:23
δ=(i-i)+(i-i)=(i+i)-(i+i) 12431423
而A=i+i所以δ=(i+i)-A (1) 23 14
did,4,1，didi11
将(1)式对i求导得1
ddi,4,0,,1图1 光通过三棱镜后偏折的光路 didi,11min 的必要条件是 于是 二、理论知识准备 依折射定率
sini,nsini12
sini,nsini43} (2)
可知
222221,nsiniseci,ntgidincosicosidididicosi2224432313,,,,,,,22222didididicosincosicosi1,nsiniseci,ntgi1321422333
221，(1,n)tgi2,,,,1221，(1,n)tgi3
tgi,tgii,isini,sinii,i23231414所以 即 由(2)式可知即
i,i14可见时偏向角最小。
,i,ii,i,min1423当为最小偏向角时，(或)
,,2i,A,2i,Amin14？
,，Amini,12即
此时，入射线、出射线对于三棱镜对称。又因为
A,i，i,2i,2i2323
于是有
Ai,i,232
由折射定律
nsini,nsinin,1112棱1 (其中)
，，，,AA，，minsinsin,n棱,,22，，即
，，,，A，，minsin,,2，，n,棱Asin2 ？ (3)
,min因此，只要测出顶角A和对不同谱线的最小偏向角，即可按式(3)求出棱镜对汞灯不同波长谱线的折射率n。
,三、仪器?JJY型分光计(含变压器、双面反射镜、三棱镜);?低压汞灯(共用);(见1
下图)
四、操作要领
1( 1( 调整分光计，使从平行光管射出的平行光最强而均匀。
2( 2( 放置三棱镜在载物台中央处，转动载物台，使入射光与三棱镜AC面法线的夹角即入射角尽量大些。先用眼睛直接判断折射光的大致方向。
3( 3( 用望远镜找出出射光束，然后转动载物台改变入射角，使偏向角逐渐减小，即谱线向平行光管光轴的方向移动。
4( 4( 转动望远镜跟踪该谱线的过程中会发现载物台转到某一位置，若再继续转动，视场里的谱线不再沿原方向移动而开始向相反的方向移动。这个转折位置就是最小偏向角的位置。
5( 5( 把望远镜的叉丝对准着个转折处的谱线，记录左右两游标的读数，然后取下三棱镜，转动望远镜再对准狭缝中心读取左右两游标的读数。
注意事项
1. 1. 若入射角太小，入射光第一次折射时会被折射到三棱镜的底部毛面，找不到出射光谱。
2. 2. 转动望远镜跟踪谱线，直到谱线消失也未发现谱线回头，这是因为载物台的转动方向错了。
3. 3. 如果谱线移出望远镜视场，必须转动望远镜以跟踪该谱线。
五、数据处理要点
注意过零读数的处理，请参阅附录。
复习思考题
1. 1. 本实验是如何找出最小偏向角的,
2. 2. 三棱镜对绿光，蓝光等的最小偏向角是否一样,
3. 3. 三棱镜在载物台上的位置为什么不能任意放置,
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