分光计调节和使用实验报告

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　长安大学 ---- 分光计实验报告

　 7 7 系系 5 05 级

　孙明伟

　PB05007213

　 06.4.9.

　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 i 1 ＝i2" 时，δ为最小,此时21Ai  

　2 21 1 1minAi i i     

　) (21min 1A i   

　设棱镜材料折射率为 n，则 2sin sin sin1 1An i n i   

　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 。

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　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

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档对望远镜，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1 1    或2 2    ，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

　  2 2 1 1 min21          

　原始数据如下：

　 1．顶角的测量及处理：

　角度/ / 分组

　1 2 3 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′

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 1 1   

　 120°02′00″ 120°02′00″ 120°01′00″

　120°01′40″ 28″ 2 2   

　120°05′00″

　120°04′00″

　120°04′40″

　28″

　 2 2 1 121         120°03′30″

　120°03′30″

　120°02′30″

　120°03′10″

　28″

　综上观之,显然取  =  2 2 1 121         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nx xii

　经带入,解得:

　   28″.

　A 类不确定度

　 nu A  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

　 Bu 1′/  3 35″.

　且

　96 . 1 pk

　由于

　A=    ,

　可得:

　 A 59°56′50″.

　所以

　        2 2B p A Au k tu   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′

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　 2 2 1 1 min21           =51°19′00″

　 B 类不确定度

　 Bu 1′/  3 35″.

　即

　  =35″

　所以，根据合成公式

　 1sini =0.0003

　2sin A =0.0002

　则

　 n =0.0013

　 A 59°56′50″

　  2 2 1 1 min21           =51°19′00″

　 2sin2sin2sinsinmin1AAAin =1.6520

　综上

　 n=1.6520  0.0013

　p=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 。