教学章节：实验24用分光计测定三棱镜的折射率

教学章节：实验24用分光计测定三棱镜的折射率

教学章节：实验24用分光计测定三棱镜的折射率 篇1

教学章节：实验24用分光计测定三棱镜的折射率

教学内容：

1、用分光计测定三棱镜的折射率

2、分光计的调节要领

3、指导学生进行实验操作、观察实验现象、测量并记录实验数据。教学学时：3学时

教学目的：

1、了解分光计的结构，明确分光计的调整要求，掌握调整方法。

2、掌握测量正三棱镜的顶角和最小偏向角，计算棱镜的折射率。

教学重点、难点：

1、分光计的调节

2、最小偏向角的确定

教学方法、方式：讲解、演示、学生操作教师指导。

教学过程：

一.、引入

折射率是物质重要的光学特性常数，测定折射率的方法很多，这里介绍“棱镜法”，并以此作为分光计调整和使用的练习。

二、实验仪器介绍

⑴分光计；⑵双面反射镜；⑶低压汞灯（共用）；⑷三棱镜。

分光计是光学实验中最基本的测角仪器，它精度高、结构比较复杂。在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理等各项实验中作角度测量。

三、实验原理讲解

1、讲解折射率计算公式各量的含义：

Asinmin2 n棱Asin2

只要测出顶角A和对不同谱线的最小偏向角min，即可按工式求出棱镜对汞灯不同波长

谱线的折射率n。

透明材料的折射率是光波波长的函数，同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。所以当复色光经棱镜折射后，不同波长的光将产生不同的偏向角而被分散开来。通常在不考虑色散的情况下，棱镜的折射率是对钠光波长5.89310-7m而言。

本实验所用的光源为低压汞灯，它们的波长分别是：

6.2344×10-7m橙5.7907×10-7m黄

5.7696×10-7m黄5.4607×10-7m绿

4.9160×10-7m绿蓝4.3583×10-7m蓝4.0778×10-7m蓝紫4.0466×10-7m紫

其中：5.7907×10-7m（黄）、5.7696×10-7m（黄）、5.4607×10-7m（绿）、4.3583×10-7 m（蓝）等为普通低压汞灯的四条特征谱线。

2、数据处理

设三棱镜顶角A602，让最小偏向角min用暂代。

由公式（24-1）及不确定度的传递与合成公式得折射率n的不确定度为：

nnUnUUAA

2222AcossinUU(24-4)AA2A2sin2sin22

1n

又最小偏向角min平均值：i ni1

最小偏向角min的不确定度：UAUB(24-5)其中

nii1UAtn(n1)Ub仪2222(24-6)同理可计算出顶角A的不确定度UA顶AU顶B

定度Un，再由公式：

Ur2202仪2。把有关量代入（24-1）式和（24-4）式分别求三棱镜对某种光的折射率的平均值n及其不确Un

n100%（24-7）

求得相对不确定度Ur。最后写出测量结果的表达式：

nnUn(P99%)（24-8）Ur

四、实验操作要领讲解

1．调整分光计

分光计是本实验的主要测量仪器，它精度高、结构复杂。关于分光计的调整和使用，在后面附录中均有详细的介绍，同学们在实验之前必须认真阅读。

目镜调焦→粗调平台水平→平台上放置双面反向镜→望远镜对无限远聚集→采用减半逼近法调水平→平行光管的调整

（边演示边讲解）

2．最小偏向角min的测量，要特别介绍最小偏向角的确定方法

min12121 23、要求学生对蓝、绿光进行三组数据测量，并列表记录数据。

五、巡回指导，签字

六、布置作业]

1.完成本次实验报告。实验数据处理完后，要对该实验进行总结和误差分析。2.预习下次实验并完成预习报告。