分光计的调节和使用实验报告

长安大学----分光计实验报告7系05级孙明伟PB0500721306.4.9.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i1＝i2'时，δ为最小,此时21Ai22111minAiii)(21min1Ai设棱镜材料折射率为n，则2sinsinsin11Anini故2sin2sin2sinsinmin1AAAin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min。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：（1）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。（2）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1和游标２的读数2。再转动游标盘，再使AB面正对望远镜，记下游标１的读数1和游标２的读数2。同一游标两次读数误差11或22，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1和2转至（2），记下读数1和2，有2211min21原始数据如下：1．顶角的测量及处理：角度/分组123平均值标准差10°42′18°02′19°29′1120°44′138°04′139°30′2180°40′198°00′199°27′2300°45′318°05′319°31′11120°02′00″120°02′00″120°01′00″120°01′40″28″22120°05′00″120°05′00″120°04′00″120°04′40″28″221121120°03′30″120°03′30″120°02′30″120°03′10″28″综上观之,显然取=221121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1312nxxii经带入,解得:28″.A类不确定度nuA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Bu1′/335″.且96.1pk由于A=,可得:A59°56′50″.所以22BpAAuktu1′37″2．最小偏向角的测量及处理：测量次数为一次.1122107°55′56°37′287°53′236°33′2211min21=51°19′00″B类不确定度Bu1′/335″.即=35″所以，根据合成公式1sini=0.00032sinA=0.0002则n=0.0013A59°56′50″2211min21=51°19′00″2sin2sin2sinsinmin1AAAin=1.6520综上n=1.65200.0013p=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=1.65200.0013，p=0.95。