集美大学：物理实验教学指导（讲义）折射法测定棱镜折射率

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，一光线通过棱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：a+osin2=asin2式中a为顶角，6为最小偏向角

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。团折射光入射光把望远镜对准转折点测量出折射光的方向读数：左游标读数6，右游标读数再把望远镜对准入射光测量出入射光的方向读数：左游标读数。右游标读数6那么最小偏向角为：8 =1(0-6)+(0-)23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：12 +uu00Smin2V折射率的不确定度计算公式：8atoACOS122us2)2 +(。=singsi22

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？

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？