折射法测定棱镜折射率

1  教学内容与要求

1）调节分光计；

  按照调节步骤调节好分光计，调节好须经指导教师检查。

2）测定三棱镜对汞光谱中绿色光谱线的折射率。

重复测量实验数据8次以上。待测样品顶角数据：

1号三棱镜，顶角60度，不确定度2分；

2号三棱镜，顶角45度，不确定度2分；

3号三棱镜，顶角50度，不确定度2分。

2 实验原理与方法

原理：根据光的折射定律，一光线通过掕镜后光的传播方向会发生变化，方向的变化量称偏向角。偏向角与入射角有关，而入射角为一个特定的数值时，偏向角为最小值。而且有：

  方法：把三棱镜放在分光计的载物台上并调节到望远镜可以观察到折射光。再把望远镜对准折射光，同时转动载物台观察偏向角的变化情况，并使偏向角朝着变小的方向变化，一直到变小改为变大的转折点。

把望远镜对准转折点测量出折射光的方向读数： 再把望远镜对准入射光测量出入射光的方向读数：

那么最小偏向角为：

3 实验操作步骤

（一）分光计粗调

 1）望远镜调平；2）平行光管调平；3）载物台调平。

 （二）望远镜调节

 1）目镜分划板清晰度调节；2）用自准法调节使望远镜适合观察平行光；3）用各半调节法调节望远镜与仪器主轴垂直。

（三）平行光管调节

 1）调节平行光管出射平行光；2）调节平行光管与望远镜共轴；3）调节缝宽。

（四）测定最小偏向角

1）放置好三棱镜并调节到能够观察到折射光；

2）调节载物台使折射光与入射光等高；

3）转动载物台寻找最小偏向角；

4）测量折射光方向读数。

5）测量入射光方向读数。

4 不确定度计算公式

  最小偏向角的不确定度计算公式：

  折射率的不确定度计算公式：

式中顶角的不确定度和最小偏向角的不确定度的以弧度值代入。

5  教学重点与难点

重点：1）分光计的调节方法；2）最小偏向角测量方法。

难点：1）望远镜光轴与仪器主轴垂直调节；2）找到折射光；

3）找到处于最小偏向角的折射光方向。

6  预习提问题

1）望远镜调节的三个要求是什么？

2）平行光管调节的三个要求？

3）分光计调节的主要步骤是什么？

4）折射率与哪些物理量相关？

5）什么是最小偏向角？

6）如何测定最小偏向角？

7）折射率和光波长有关系吗？