请问一下,测量三棱镜顶角和最小偏向角有哪些方法?
收到求助三棱镜的作用是使光线色散。如果折射面不垂直于载物台调平螺丝,则会在竖直方向引入一个额外的光程差,从而导致测量最小偏向角的误差过大,最终影响到其顶角的测量。
顶角在60°左右(我弄出来是59°多点,属于正常范围),最小偏向角我弄出来是51°9′那样,属于正常范围(是50°左右)。
光从棱镜的一个侧面射入,从另一个侧面射出,出射光线将向底面(第三个侧面)偏折,偏折角的大小与棱镜的折射率,棱镜的顶角和入射角有关。
白光是由各种单色光组成的复色光;同一种介质对不同色光的折射率不同;不同色光在同一介质中传播的速度不同。
扩展资料:
因为同一种介质对各种单色光的折射率不同,所以通过三棱镜时,各单色光的偏折角不同。因此,白色光通过三棱镜会将各单色光分开。
用三棱镜将太阳白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的七色色带。据牛顿推论:太阳的白光是由七色光混合而成,白光通过三棱镜的分解叫做色散,彩虹就是许多小水滴为太阳白光的色散。
参考资料来源:百度百科--三棱镜
摘要:本实验通过应用_______法测三棱镜顶角,相对不确定度为_______
关键词:(同学们自己写)
THE MEASURMENT OF THE VERTEX ANGLE OF TRIPRISM
Abstract:The vertex angle of triprism is measured by______method,and the relatire indeterminace
degree is_______.
Keywords:
【测三棱镜顶角原理】
按照本实验课题一的要求调节好分光计,并且调节三棱镜的两个光学面的法线使之垂直于分光计的主轴以后,方可测定三棱镜顶角。(实验时以下两种方法任选其一)
1.自准法 B C T1 T2 A 180°-A 望远镜(位置1) 望远镜(位置2) 图8自准法测三棱镜顶角光路图
如图8所示,AB和AC是光学面,这两面的夹角为三棱镜的顶角。将三棱镜放在载物台上,若望远镜光轴分别垂直于AB和AC,根据几何原理,望远镜从位置1到2的转角为,则三棱镜的顶角AA−=o180θθ−=o180A
分别测出望远镜在两光学面法线方向(即位置1和2)时刻度盘上读数(用两个游标读数),重复测量三次。计算两光学面法线之间的夹角的平均值θ,算出三棱镜顶角并写出结果表达式。A
2.平行光法
如图9(a)所示。将三棱镜固定在载物台上,使顶角A正对平行光管且尽量靠近载物
中心(为什么?),则平行光管射出的平行光束将在两个光学面上发生反射。根据几何原理,两反射光的夹角A2=θ,则三棱镜的顶角2θ=A
a. 拧紧游标盘止动螺丝18和望远镜与刻度盘的连动螺丝12,旋转刻度盘及望远镜,分别从望远镜观察两光学面反射的狭缝像,使分划板的竖线对准狭缝像。
b. 分别测出望远镜在位置1和位置2时刻度盘上的读数(用两个游标读数),重复测量三次。计算两反射光之间的夹角的平均值θ,算出三棱镜顶角并写出结果表达式。A
平行光管 平行光管
T1 T2
望远镜(位置1) 望远镜(位置2)
望远镜(位置1) 望远镜(位置2)
图9(a)平行光管测三棱镜顶角光路图(b)三棱镜位置不合适
3.数据表格
自准法和平行光法均适合于此表。
1
2
3
测量序号
游标I
游标II
游标I
游标II
游标I
游标II
第一位置T1
第二位置T2 21TTi−=ϕ① ()IIIϕϕθ+=21 θ
顶角 A
注意:①在计算iϕ时,若望远镜由位置T1到T2经过了刻度盘零点,则应按下式计算: 21360TTi−−=ϕ(式中i=I,II)。
【预习思考题】
1. 实验中要求安全使用三棱镜应该注意哪些问题?
2. 测量数据前要检查分光计的哪几个螺丝是否锁紧?如未锁紧则测量结果_______。
3. 本实验如果操作正常,如测角度,可测几位有效数字?误差在哪一位上o60
4. 测量中望远镜经过了刻度盘的零点应如何计算iϕ。
5. 为什么分光计要用两个游标读数?
3 用最小偏向角测折射率和色散曲线(应用篇)
摘要:本实验通过观测三棱镜对汞灯各种谱线的最小偏向角,发现不同波长光线的折射规律,
并绘制出了三棱镜的色散曲线。
关键词:(同学们自己写)
THE MEASUREMENT OF REFRACTIVE INDEX
AND CHROMATIC DISPERSION CURVE THROUGH MINIMUM DEVIATION ANGLE
Abstract:By observing the minimum deviation angle of the spectral lines which are produced when
the light of mercury lamp was refracted by triprism,the refractipn regularity of light with different wavelength is found,and the chromatic dispersion curve of triprism is drawm.
Keywords:
【偏向角及色散曲线原理】
1. 折射率
A
光线以入射角投射到三棱镜的AB 1i
面上,经两次折射后沿ER方向射出,则入射线LD与出射线ER之间和夹角δ称为偏向角,如图10所示。理论证明,当时偏向角为最小值(参看附录B),用41ii=minδ表示。则三棱镜折射率可用下式表示
D δ
i1 E
L i2 i3 i4
B C
图10 单色光经三棱镜折射 R
()2sin21sinsinsinmin21AAiin+==δ
若测出三棱镜的最小偏向角minδ和顶角,则可计算出三棱镜的折射率n A
2. 色散曲线
当入射光不是单色光时,虽然入射角对各种波长的光都相同,但出射角并不相同,表明折射率也不相同。对于一般的透明材料来说折射率随波长的减小而增大;如紫光波长短,折射率大,光线偏折也大,而红光波长长,折射率小,光线偏折小。折射率n随波长λ而变的现象称为色散。对同一种玻璃材料所作出的折射率和波长的关系曲线称为色散曲线。
平行光管
各种不同的光学仪器对色散的要求也是不同的。例如照相机、显微镜等的镜头要求色散小,即色差小。而摄谱仪和单色仪中的棱镜则要求色散大,使各种波长的光分得较开,以提高仪器的分辨本领。
【实验内容】
1.参照课题1要求调节望远镜聚焦于无穷远,适合观察平行光,分别调节望远镜、载物台、平行光管垂直于转动轴,并使平行光管产生平行光,狭缝宽度约0.5mm。
2.观察谱线并对照汞光谱图认谱。参考图11将三棱镜放置在载物台上先直接用眼睛判断并寻找折射光的出射方向,然后将望远镜转到眼睛所看到的方位,就能从望远镜里看到谱线。一般能看到5条谱线。(问:如果这时直接进行测量的偏向角是最小的吗?如果不是出射谱线应向何方移动?)
3.测定最小偏向角,先将水平台连同所载棱镜稍稍转动即改变入射光的角度,同时观察谱线移动的方向,注意此时偏向角是增大还是减小,然后再转动平台使谱线向偏向角减小的方向移动,同时让望远镜跟踪谱线移动,当棱镜转到某个位置时,谱线不再移动,继续使棱镜沿原方向转动时,谱线反而向相反方向移动。即偏向角反而增大,这个转折位置就是最小偏向角位置。此时将望远镜叉丝对准一条谱线中心再检查一次,确认它已处在最小偏向角位置,即可测出此时该谱线出射光的方位,用同样的方法分别测出各条谱线。
【数据记录】
三棱镜顶角=____________ A仪Δ=_____________
入射光方位(望远镜位置1)=10ϕ____________,=20ϕ____________
T2
δmin
T1
望远镜(位置2)
望远镜(位置1)
图11 观察最小偏向角示意图
A 图12 汞灯光谱图4047 4358 5461 5791 62344108 4916 5770 6073 6907
详细的在参考资料里面 希望能够帮助到你哦
对于三棱镜测量时,为什么要调节三棱镜
因为在三棱镜实验中,有时候需要观测三棱镜两个光学面对入射光的反射光位置和折射光谱的位置,如果三棱镜的主截面不能够垂直于分光计中心轴,那么三棱镜就会有一定的倾斜角,反射光和折射光就会不平行于望远镜的光轴方向,不能被望远镜观察到,无法进行测量。所以首先就需要调节三棱镜主截面垂直于分光计中心轴...
折射法测定三棱镜折射率
折射法测定三棱镜折射率步骤如下:对分光计的出行调节 (1)粗调 调节载物台下方的三个小螺钉,尽量使载物台与刻度盘平行,调节望远镜和平行光管各白的仰角 调节螺钉使它们的光轴与刻度盘平行。经过粗调,使得调整的范围大大缩小,提高实验的效率。(2)细调 A.为了使眼晴通过目镜能够清楚地看到分划板上...
若测三棱镜时数据时,第一组数据差值是正的,第二组数据是负的_百度知...
测三棱镜时数据时,如果算出来第一组数据差值是正的,第二组数据是负的,这是由于分光计的游标盘是一个圆盘,每经过360度又会回到0点。所以在测量时,如果已经过了360度,就必须额外的加上360度,而不能仅仅直接记录游标盘度数。否则,在计算时,就会出现这种测量值突然就变小了现象,前后相减就会变成...
三棱镜需要瞳距测量吗
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一字排列的 直接照准中间棱镜中心。通常 在利用三棱镜测量的时候 是在距离非常远的、或全站仪单棱镜测距不够的情况下才会使用。目前大部分全站仪都用的第三代测距头,单棱镜就能达3000米 已基本淘汰:3棱镜 6棱镜 9棱镜。三棱镜的用法和单棱镜是一样的,不过三棱镜的好处就是为了在测量距离特别长的...
用反射法测三棱镜顶角时,为什么要使三棱镜顶角至于载物平台中心附近_百 ...
因为三棱镜顶角偏离中心或左或又都会导致平行光不会照到三棱镜的两面上。三棱镜顶角偏离中心靠近太近,刚从狭缝里透出的光平行度不够,没达到平行就射入三棱镜,会使得结果不准确,再者观察时望远镜转动的角度太大,不易观察。偏离中心离狭缝太远则会导致平面镜防止不稳,影响观察。
如何使用分光计测量三棱镜的顶角
平行光线分别垂直入射到三棱镜的AB,AC两个反射面,由原路返回的两反射线的方位为T1,T2则:ф=|T2-T1| 或 ф=360°-|T2-T1| 顶角α=180°-ф
分光计测量三棱镜的折射率
望远镜由物镜和目镜组成,物镜和目镜之间有分划板。分划板紧贴一个直角三棱镜,在棱镜的直角面上有一个被光源照亮的小绿十字,其中心位置与分划板刻线的上交点对称。平行光管 它的作用是产生平行光。管的一端装有一个消色差的复合正透镜, 另一端是装有狭缝的套管。载物台 载物台是用来放置待测...
用分光仪测定一块折射率未知的三棱镜的顶角 需要原理,计算公式等
反射法测:将三棱镜放在载物台上,使三棱镜顶对准准直管,则准直管射出的光照在棱镜的两个折射面上,将望远镜转至左面,用望远镜微调螺丝使竖线平分狭缝宽,得到游标读数角1 和角1’.在右边得到读数角2和角2’,则顶角=1\/4[(角2-角1)+(角2’-角1’)]
用棱脊分束法测量顶角时,三棱镜顶角放置位置可以随意吗?为什么
用棱脊分束法测量顶角时,三棱镜顶角放置位置不可以随意。在不用高斯目镜测量三棱镜顶角的实验中,光源经平行光管平行射出以后,要被放置在分光仪的棱镜台上的三抢镜的顶角分成两部分,且由组成这个顶角的两个光学而把分碍的光反射出来.我们所测量的三棱镜的顶角是通过测量这两条反射出来的光线形成的夹角...
龚仇盐酸:[答案] 测三棱镜顶角(应用篇)摘要:本实验通过应用_______法测三棱镜顶角,相对不确定度为_______关键词:(同学们自己写)THE MEASURMENT OF THE VERTEX ANGLE OF TRIPRISMAbstract:The vertex angle of triprism is mea...
隰县13519192613: 分光计测三棱镜顶角和折射率结果分析怎么弄啊 - ?
龚仇盐酸:[答案] 测出顶角后还要测三棱镜最小偏向角,在运用公式n={sin[(q+a)]/2}/[(sina)/2]计算即可算出折射率,q为最小偏向角,a为顶角
隰县13519192613: 如何用自准直法测量三棱镜顶角 - ?
龚仇盐酸: ф=1/2(ф′+ф〃) ф′=| T2′-T1′| 或 ф′=360°-| T2′-T1′| ф〃=| T2〃-T1〃| 或 ф〃=360°-| T2〃-T1〃| 则α=180°-ф 上式T1′,T1〃是望远镜在T1处两个读数窗口的读数; T2′,T2〃是望远镜在T2处两个读数窗口的读数. *T下标榜1,2为方位;"′"代表左窗,"〃"代表右窗.
隰县13519192613: 用分光计测三棱镜顶角和折射率实验中,折射率公式是怎么推导的? ?
龚仇盐酸: 测出顶角后还要测三棱镜最小偏向角,在运用公式n={sin[(q+a)]/2}/[(sina)/2]计算即可算出折射率,q为最小偏向角,a为顶角!
隰县13519192613: 扼要说明用自准法测定三棱镜顶角的基本原理和测量步骤 - ?
龚仇盐酸:[答案] 步骤:先用三棱镜的一个面与望远镜产生自准直,再固定望远镜转动平台从而使三棱镜转动直至三棱镜的另一个面再次与望远镜产生自准直,记下平台转过的角度,它的补角即是三棱镜顶角大小.
隰县13519192613: 测三棱镜的折射率怎样寻找最小偏向角 - ?
龚仇盐酸:[答案] 不知道你用的是什么光源,和测量仪器. 如果用的钠灯,分光计.先调好分光计,转动中间放棱镜的平台,用肉眼看到两条黄线,再转动平台,这是黄线也会向跟着转动,太靠近中间会消失,这个 从有到无的角度就是最小偏向角
隰县13519192613: 分光计测三棱镜折射率 测量最小偏向角 为什么要先确定折射光位置 在确定入射光位置? - ?
龚仇盐酸: 测量最小偏向角是为了计算三棱镜的顶角及其折射率,而又把最小偏向角的测量转化为对角度Q1、Q1'、Q2、Q2'的测量:α=(|Q1-Q2|+|Q1'-Q2'|)/4. 可见,α的相对误差是Q1-Q2、Q1'-Q2'的四分之一倍(折射率也是一样的道理).假使Q1、Q...
隰县13519192613: 三棱镜对红光的最小偏向角? - ?
龚仇盐酸: 临界角是三棱镜色散的最小偏向角. 光学上将横截面为三角形的透明体叫做三棱镜,它是由透明材料作成的截面呈三角形的光学仪器,属于色散棱镜的一种,能够使复色光在通过棱镜时发生色散. 光从棱镜的一个侧面射入,从另一个侧面射出,出射光线将向底面(第三个侧面)偏折,偏折角的大小与棱镜的折射率,棱镜的顶角和入射角有关. 白光是由各种单色光组成的复色光;同一种介质对不同色光的折射率不同;不同色光在同一介质中传播的速度不同. 所以,因为同一种介质对各种单色光的折射率不同,所以通过三棱镜时,各单色光的偏折角不同.因此,白色光通过三棱镜会将各单色光分开,形成红.橙.黄.绿.蓝.靛.紫七种色光即色散.
隰县13519192613: 证明用自准法测三棱镜顶角的计算公式 - ?
龚仇盐酸:[答案] 自准直法测三棱镜顶角α原理: 平行光线分别垂直入射到三棱镜的AB,AC两个反射面,由原路返回的两反射线的方位为T1,T2则: ф=|T2-T1| 或 ф=360°-|T2-T1| 顶角α=180°-ф 实际自准直法测三棱镜顶角α方法: (为消除偏心误差)使用双游标法测...
隰县13519192613: 三棱镜对绿光的最小偏向角是多少? ?
龚仇盐酸: 三棱镜对绿光的最小偏向角是30度.三棱镜原理:当光线自空气经三棱镜射出后,由于折射的关系,光线将发生偏转,出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角.用δ表...