1、分光計(jì)的調(diào)整與使用【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?）了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)以及雙游標(biāo)讀數(shù)消除誤差的原理。（2）掌握分光計(jì)的調(diào)整要求、使用方法與技巧。（3）學(xué)會(huì)測(cè)量三棱鏡的頂角。（4）推導(dǎo)分光束法，自準(zhǔn)直法測(cè)量三棱鏡頂角的公式?！緦?shí)驗(yàn)原理】1. 分光束法測(cè)三棱鏡的頂角a如圖3.11.10所示，此時(shí)光束同時(shí)照在棱鏡的兩個(gè)側(cè)面上，分別測(cè)出光線左向反射線角位置 乳及右向反射線角位置 ,則由圖3.11.10可證1,圖 3.11.10-|lo|為了消除分光計(jì)刻度盤的偏心誤差（見“附消除偏心差的原理”），測(cè)量每個(gè)角度時(shí)，在刻度盤的兩個(gè)角游標(biāo)I , II上都要讀數(shù)，然后取平均值，于是aI回+陽 一琳（3.11.2）42. 自準(zhǔn)直法

2、測(cè)三棱鏡的頂角a如圖3.11.11所示,A 千80o 隨 I + -Qr,i I（ 3.11.3）=180 一 "3. 最小偏向角 e的測(cè)定及折射率計(jì)算圖4.11.12所示為一束單色平行光入射三棱鏡時(shí)的主截面圖。光線通過棱鏡時(shí)，將連續(xù)發(fā)生兩次折射，出射光線和入射光線之間的交角°稱為偏向角。h為入射角，h%岀射角，a為棱鏡的頂角。當(dāng)h改變時(shí)，0隨之改變?？梢宰C明，當(dāng)ii= ii時(shí)，偏向角8有最小值min,此時(shí)入射角h =（% + W2,折射角 12=2,由折射定律 nsini2=sinii,可得三棱鏡的折射率為sip噸2_ si啟2因此，對(duì)于具有棱柱形的透明物體,圖 3.11

3、.11（3.11.4）只要測(cè)出最小偏向角Qmin及入射面出射面之間的夾角U ,就可由式（4.11.4）計(jì)算出棱鏡對(duì)該種光的折射率。應(yīng)當(dāng)注意，通常所說的某物質(zhì)折射率n,是對(duì)鈉黃光（波長(zhǎng) A為5 893 ?）而言。用分光計(jì)可以精確地測(cè)得棱鏡的和8從而求得該棱鏡的折射率。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1. 用分光束法測(cè)三棱鏡的頂角a將三棱鏡待測(cè)頂角 a的頂點(diǎn)置于載物臺(tái)中心（為什么？不妨自己試試其他位置），并對(duì)準(zhǔn)平行光管（見圖3.11.13 ）,每個(gè)角度測(cè)5次，每次I （左），II （右）角游標(biāo)都需同時(shí)讀數(shù)，數(shù)據(jù)記 錄到表3.11.1中，并按公式（3.11.2）計(jì)算角度。 a(a)(b)圖 3.11.13表 3.11.

4、1次數(shù)12345平均III%I112. 自準(zhǔn)直法測(cè)三棱鏡的頂角a測(cè)頂角a的另一個(gè)方法是自準(zhǔn)直法，即轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡分別使其與棱鏡的光學(xué)面垂直，記其在這兩個(gè)位置之間的轉(zhuǎn)角為包3. 測(cè)三棱鏡的最小偏向角a.將三棱鏡置于載物臺(tái)上（見圖3.11.14）,應(yīng)注意調(diào)整載物臺(tái)使高度適 當(dāng)。轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，尋找最小偏向角?？梢韵扔媚繙y(cè)找到出射光線，然圖 3.11.14后轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，使偏向角變小，直至載物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，偏向角卻開 始變大為止。這時(shí)再用望遠(yuǎn)鏡精確地測(cè)定這個(gè)光線偏折方向發(fā)生改變時(shí)的臨界角度9此角度與光線無偏折（無棱鏡）時(shí)的角位置&之差即為棱鏡的最小偏向角Snino為了消除偏心誤差，測(cè)量每個(gè)角度時(shí)，在

5、刻度盤的兩個(gè)角游標(biāo)I、II上都要讀數(shù)，然后取 平均值，即3in =4 I （01 001）（中 6 0）11 ） |28與都要測(cè)5次。數(shù)據(jù)記錄表如表3.11.2所示。表 3.11.2次數(shù)12345平均01II6oIII4. 測(cè)量結(jié)果三棱鏡的折射率為8min +&-沖二一sin 2式中Shin = | (0I 0OI)+(©Qoil)|21Omin Il ®LI 為 | +| Qll 為 |4【思考題】（1）分光束法測(cè)時(shí) 狹縫寬度對(duì)結(jié)果是否有影響？試分析之。 若被測(cè)頂角不放于載物臺(tái)中心又會(huì)如何？（2） 測(cè)頂角a的另一個(gè)方法是自準(zhǔn)直法，即轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡分別使其與棱鏡的光學(xué)面

6、垂直，記其在這兩個(gè)位置之間的轉(zhuǎn)角為 巴問： 如何判斷望遠(yuǎn)鏡與光學(xué)面垂直？ 推導(dǎo)出由轉(zhuǎn)角3計(jì)算頂角ct的公式。 三棱鏡應(yīng)如何放置于分光計(jì)載物臺(tái)上？（3） 請(qǐng)證明由棱鏡最小偏向角求折射率n的公式。（4） 分光計(jì)調(diào)整的基本要求是： 、和都垂直于o（5）在分光計(jì)的調(diào)整中，轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)時(shí)，反射回來的亮十字總在中間十字絲（橫絲）附近移動(dòng)，說明光軸與主軸不O（6）用自準(zhǔn)直法調(diào)整望遠(yuǎn)鏡時(shí)，若亮十字的反射像正好位于分劃板中心，則必定是由于： 分劃板中心正好和物鏡焦點(diǎn)重合； 分劃板中心正好在物鏡焦平而上； 望遠(yuǎn)鏡光軸垂直于反射平面； 以上，都不對(duì)。（7） 分光計(jì)調(diào)整時(shí)，調(diào)節(jié) 垂直于 可用漸近法。（8）簡(jiǎn)述漸近法調(diào)整時(shí)的步驟。（9）能否用三棱鏡代替平面鏡進(jìn)行分光計(jì)的調(diào)節(jié)？為什么？能否調(diào)節(jié)到棱鏡的三個(gè)折射面均垂直于