光譜儀實驗報告【實驗目的】學習用最小偏轉角法測量棱鏡材料的折射率【實驗設備】光譜儀、雙面平面鏡、汞燈光源、讀數放大鏡等【實驗原理】 1、調整光譜儀：調整望遠鏡光軸垂直軸：當鏡面與望遠鏡光軸垂直時，反射像落在上十字線的中心。 平面鏡旋轉180°后，另一個鏡面的反射圖像仍落在原來的位置。 調整準直器發出平行光并垂直于儀器主軸：將照明狹縫調整至準直器目鏡焦平面，目鏡發出平行光。 2、三棱鏡最小偏轉角原理 測量介質折射率的方法有很多種。 在光譜儀上采用最小偏轉角法測量玻璃的折射率，可以達到高精度。 這些方法需要將待測材料研磨成棱鏡。 如果要測量液體的折射率，可以用一塊表面平行的玻璃板制成空心棱鏡，并充滿待測液體，以類似的方式進行檢測。 當平行單色光入射到棱鏡AB面時，經折射從另一面AC射出，如圖7.1.2-8所示。 入射光LD與AB面法線的傾角i稱為入射ER，與AC面法線的傾角i'稱為出射角，入射光與出射光之間的角度為偏轉角角度。 可以證明，當光線對稱地通過棱鏡時，即入射角io大于出射角io'時，入射光與出射光的傾斜角最小，稱為最小偏轉角 Shin. 由圖7.1.2-8可見：棱鏡(ir)最小18個角的原理圖 (6-2) 7,1,2-8可得：棱鏡的內角A為固定，實驗中可觀察到8的函數當-0時，由式(6-4)求得di，再由式(6-3)求得(6-3)(6-4)'和折射定理會發生變化，出射角i'也會隨著入射角i的變化而變化，因此會偏向一個最小值，稱為最小偏向角。 di'di(6-5).sini'sinr'di'di'dr''cosi'didr'drdi(6-6)(6-7)'大于90，所以r=r'代入式中（5）。 因此，偏轉角實際上是，此時單色光對稱地通過棱鏡，由式（6-3）可知最小偏轉角$nin=2 根據折射定理公式（A=2r），由式(6-4)可得 (6-8): min(6-9) 可知，只要測量出棱鏡的內角，棱鏡玻璃對棱鏡的入射角可以計算波長。 光的折射率。
折射率是光波波長的函數。 對于棱鏡來說三棱鏡綠光折射率，隨著波長減小，折射率是由于棱鏡的作用而產生的。 入射光中不同顏色的光在出射時會向不同的方向傳播，根據公式（6-9）A可利用分光計測量該波長的入射光的最小偏轉角8min，從而測量出內角A和波長的最小偏轉角8min。 n減小，如果是入射多色光，這就是棱鏡的色散現象。 和光標讀數 2. 用同一光標讀取 min 兩次 (5) 按【實驗內容】調整棱鏡，使棱鏡光側與望遠鏡光軸垂直，且棱鏡光側與望遠鏡光軸垂直。棱鏡也是光的反射面。 調整載物臺上下臺面大致平行，將棱鏡放置在平臺上，使鏡面三邊與載物臺下三顆螺釘形成的三邊相互垂直。 打開物鏡照明光源三棱鏡綠光折射率，擋住準直器發出的光線，轉動載物臺，在望遠鏡中觀察從側面ACAB返回的十字像，只調節載物臺下的三個螺絲，使反射圖像落在頂部并檢測內角 A：轉動游標，使棱鏡 AC 面向望遠鏡，記錄光標 1 和光標 2 的讀數。轉動光標，然后使 AB 面向望遠鏡，記錄光標 1 的讀數，重復操作兩次，并記下數據。 4?檢測棱鏡的最小偏轉角。 （具體原理見實驗原理）數值偏差是載物臺轉動的角度，而是A角的補角。 圖7J.2-和得到的數據求出棱鏡材料的折射率 5.狹縫距離注意事項 1mm左右為宜，如果寬度太寬，檢測偏差會很大，如果太窄，光通量會很小。
狹縫很容易斷裂，所以盡量少調整。 調整時應邊觀察邊調整，動作要輕。 不要切得太多。 光學儀器螺釘的調節動作要輕，鎖緊螺釘只能鎖緊。 【數據處理】內角檢測與處理：角度/組平均標準差45'2002'2429'12047'14004'14430'18043'20000'20427'30048'32005'32431''00〃12002'00〃12001' 00?12001'40?28?12005'00??12005'00??12004'00??12004'40??28?12003'30?12003'30?12002'30??12003'10?28?由于 5956'50?? ?采用最小偏轉角法測量棱鏡材料的折射率為1次。 11055'5937'29743'24623' 總結 n=1.6520 【誤差分析】 1?本次測試使用的儀器為光譜儀，精度較高，讀數受到激勵會導致偏差較小，可按倍數減小檢查。 2? 實驗儀器本身存在系統偏差，此時可以通過選擇更準確的儀器來減小偏差。 【實驗總結】通過這次實驗，我對光譜儀有了一定的了解，掌握了一定的調節技巧，對數據處理也更加熟練了。 同時完成了數學量檢測和數據處理的任務，計算出折射率5956'50〃=5119'00〃.min