Question

用分光计如何测量三棱镜的折射率 三棱镜测激光折射率

Answer 1

用分光计测定三棱镜的折射率 一、 概念理解 折射率是光学玻璃的重要特性参数,可以衡量物质的折光性能.它与入射光的波长有关,一般折射率常对钠黄光（波长589.3nm）而言.测三棱镜的折射率可用最小偏向角法,也可用折射极限法.图1 光通过三棱镜后偏折的光路二、理论知识准备 等边三角形ABC表示三棱镜的横截面,单色光束沿SD方向射在三棱镜的AB面上,经两次折射从ER方向射出.入射光线与出射光线之间的夹角δ叫偏向角.如果调节三棱镜,使i1=i4（相应的有i2=i3）,此时δ最小称为最小偏向角.证明如下：δ=（i1-i2）+（i4-i3）=（i1+i4）-（i2+i3）而A=i2+i3 所以δ=（i1+i4）-A （1）将（1）式对i1求导得 的必要条件是 于是 依折射定率} （2） 可知 所以 即 由（2）式可知 即 可见 时偏向角最小.当 为最小偏向角 时,（或 ） 即 此时,入射线、出射线对于三棱镜对称.又因为 于是有 由折射定律 (其中 )即 （3）因此,只要测出顶角A和对不同谱线的最小偏向角 ,即可按式（3）求出棱镜对汞灯不同波长谱线的折射率n.三、仪器⑴JJY型 分光计（含变压器、双面反射镜、三棱镜）；⑵低压汞灯（共用）；（见下图）四、操作要领1． 调整分光计,使从平行光管射出的平行光最强而均匀.2． 放置三棱镜在载物台中央处,转动载物台,使入射光与三棱镜AC面法线的夹角即入射角尽量大些.先用眼睛直接判断折射光的大致方向.3． 用望远镜找出出射光束,然后转动载物台改变入射角,使偏向角逐渐减小,即谱线向平行光管光轴的方向移动.4． 转动望远镜跟踪该谱线的过程中会发现载物台转到某一位置,若再继续转动,视场里的谱线不再沿原方向移动而开始向相反的方向移动.这个转折位置就是最小偏向角的位置.5． 把望远镜的叉丝对准着个转折处的谱线,记录左右两游标的读数,然后取下三棱镜,转动望远镜再对准狭缝中心读取左右两游标的读数.注意事项1.若入射角太小,入射光第一次折射时会被折射到三棱镜的底部毛面,找不到出射光谱.2.转动望远镜跟踪谱线,直到谱线消失也未发现谱线回头,这是因为载物台的转动方向错了.3.如果谱线移出望远镜视场,必须转动望远镜以跟踪该谱线.