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实验 20 分光计的调节及其应用
分光计是一种比较典型的精密光学仪器，可用于精密测量平行光线偏转角度，从而测定 许多物理量如折射率、波长、色散率、衍射角等。
分光计的调节
实验目的
了解分光计的构造，学会正确调节分光计。
实验仪器调整完毕。
3．平行光管产生平行光，光轴垂直于仪器转轴
该步操作完全以调好的望远镜为标准。具体操作为，松开狭缝锁紧螺钉，前后移动狭缝 装置，使望远镜中狭缝的像清晰。将狭 平，调节平行光管俯仰螺钉，使得狭缝 板中心水平准线重合，如图 20-9( b) 后旋转狭缝至竖直方向并与竖直准线重 20-9 (a)所示，锁紧螺钉，最后适当调 度。
图 20-9 望远镜中观察狭缝像位置
分光计结构
1目镜调焦手轮2小灯
3望远镜筒4双面反射镜
5载物台平台调节螺钉
6平行光管7狭缝装置
8望远镜俯仰螺钉
9望远镜微调螺钉
10平行光管俯仰螺钉
11度盘微调螺钉
12望远镜锁定螺钉
13游标盘
三棱镜折射率的测定
实验目的
1．熟悉分光计的构造，熟练掌握分光计的使用方法
2．掌握最小偏向角法测定玻璃三棱镜的折射率。 实验仪器
JJY1'型分光计、Hg灯光源、双面反射镜、三棱镜等
实验原理
最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基
法之一，如图20-11所示，三角形ABC表示玻 棱镜的横截面， AB 和 AC 是透光的光学表面， 折射面，其夹角A称为三棱镜的顶角；BC为 璃面，称为三棱镜的底面。假设某一波长的光 入射到棱镜的 AB 面上，经过两次折射后沿 ER 射出，则入射线LD与出射线ER的夹角5称 向角。
本方
璃三
又称 毛玻 线 LD 方向 为偏
对于给定的三棱镜来说，角a是固定的，5
随 i 和 i 而变化。其中 i 与 i 、
1 4 4 3
i 、 i 依次
21
相关，因此i实际上是i的函数，偏向角5也就仅随i而变化。在实验中可观察到，当i变
4 1 1 1
化时，偏向角5有一极小值，称为最小偏向角。理论上可以证明，当i = i时，5具有最小
14 值。显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的。
由图中的几何关系，可得偏向角
5 = Z FDE + Z FED = (i — i ) + (i — i )
1 2 4 3
因为顶角A满足A = i + i，则5 = (i + i ) — A。若用5 表示最小偏向角，贝U
2 3 1 4 m in
5 = 2i — A，或i = — (5 + A)，因为 i = i ，所以 i = i ， 乂因为 a = i + i = 2i ，
m in 1 1 2 mni 1 4 2 3 2 3 2
则 i = A. 2。
2
根据折射定律sin i = n sin i，得
12
5 + A
sin mm
2
A
sin
2
)
只要测出入射光线的最小偏向角5 及三棱镜的顶角A，即可求出该三棱镜对该波长入
min
射光的折射率 n。
实验内容与步骤
熟悉分光计，并将分光计调节到正常工作状态。
最小偏向角的测量
望远镜和 入射到 AC 线。由于望 看到从 AB
入射光线 谱线反方 位置。
找到出射的彩色谱线
将三棱镜按图20-12位置放