实验练习---用分光计测三棱镜的顶角

实验练习一用分光计测三棱镜的顶角【实验目的】1、了解分光计的结构及其基本原理；2、学习分光计的调节方法；3、用自准直法或反射法测三棱镜的顶角。【实验仪器】JJY型分光计，汞灯或钠灯，平面反射镜，三棱镜【实验原理】玻璃三棱镜是光学基本元件如图1-1所示。AB和AC是两个透光的光学表面，称为“折射面”，其夹角a称为三棱镜的顶角；BC面一般为毛玻璃面，称为“三棱镜的底面”。CB图11-1-1玻璃三棱镜图11-1-2自准直法测三棱镜顶角1、自准直法测量三棱镜的顶角图1-2所示为自准直法测量三棱镜顶角的示意图。将三棱镜放到分光计载物台上，三棱镜放置方法如图1-3（a）所示。望远镜照明小灯发出的光线垂直入射于三棱镜AB面而沿原路反射回来，记下此时光线入射方位1T(）、21两角度值；然后转动望远镜使光线垂直入射于AC面，记下沿原路反射回来的方位2T(43、)两角度值，则望远镜转角，三棱镜顶角a分别为21314212TT0314211802a（11-1-1）图11-1-3（a）图11-1-3（b）2、反射法测三棱镜的顶角将三棱镜放置在载物台上并离平行光管远些，转动载物台，使三棱镜顶角对准平行光管，让平行光管射出的光束照在三棱镜两个折射面上（见图1-4（b））。将望远镜转至I处观测反射光，调节望远镜微调螺丝使望远镜竖直叉丝对准狭缝像中心线。再分别从两个游标（设左游标为A，右游标为B）读出反射光的方位角21、；然后将望远镜转至Ⅱ处观测反射光，相同方法读出反射光的方位角43、。由图1-4(a)光路图可以证明得到：ACBCA1T(21、)）、21abcB）、212(T21A21A21aA图11-1-4（a）反射法光路图3142124a（11-1-2）【实验内容及要求】1、分光计的调节1）目测粗调（调节内容见前述）；2）调望远镜的焦距（调节方法见前述）；3）调节望远镜光轴和载物台平面与分光计中心轴相垂直（调节方法见前述）；4）调整平行光管，使之能发出平行光，并使其光轴与分光计中心轴相垂直（调节方法见前述）。2、用自准直法测三棱镜的顶角1）点亮望远镜照明灯并正对三棱镜AC反射面，使反射小十字像与望远镜分划板上十字叉丝重合，若偏高或偏低，可调载物台下螺钉b,再使望远镜正对三棱镜AB反射面，若反射小十字像偏高或偏低，只调载物台下螺钉c，使小十字像与分划板上十字叉丝重合。2）记下望远镜两位置四个角度值（21、）和（43、），重复测量五次，列表记录数据，计算顶角的平均值和不确定度。3、用反射法测三棱镜的顶角1)开启汞灯或钠灯照亮平行光管狭缝,三棱镜顶角对准平行光管，使望远镜从三棱镜AB面找到狭缝像并对准分划板垂线，记下望远镜两角度值（21、），再将望远镜转到AC面，使狭缝像对准分划板垂线，记下此时望远镜两角度值（43、），重复测量五次，列表记录数据。2）根据计算式计算顶角平均值和不确定度。附顶角不确定度计算公式如下：)1()(51nnaauiiA仪31Bu22BAauuuA1122入射光线反射光线反射光线BC图11-1-4（b）反射法测棱镜顶角