物理實驗報告范文
時間:2008-12-22 10:08:11
物理實驗報告范文
【實驗目的】利用分光計測定玻璃三棱鏡的折射率;
【實驗儀器】
分光計,玻璃三棱鏡,鈉光燈。
【實驗原理】
最小偏向角法是測定三棱鏡折射率的基本方法之一,如圖10所示,三角形 ABC 表示玻璃三棱鏡的橫截面,AB和 AC是透光的光學表面,又稱折射面,其夾角a稱為三棱鏡的頂角;BC 為毛玻璃面,稱為三棱鏡的底面。假設某一波長的光線 LD 入射到棱鏡的 AB 面上,經(jīng)過兩次折射后沿 ER 方向射出,則入射線 LD 與出射線 ER 的夾角 稱為偏向角。
圖10 三棱鏡的折射
由圖10中的幾何關系,可得偏向角
(3)
因為頂角a滿足 ,則
(4)
對于給定的三棱鏡來說,角a是固定的, 隨 和 而變化。其中 與 、 、 依次相關,因此 實際上是 的函數(shù),偏向角 也就僅隨 而變化。在實驗中可觀察到,當 變化時,偏向角 有一極小值,稱為最小偏向角。理論上可以證明,當 時, 具有最小值。顯然這時入射光和出射光的方向相對于三棱鏡是對稱的,如圖11所示。
圖11 最小偏向角
若用 表示最小偏向角,將 代入(4)式 得
(5)
或
(6)
因為 ,所以 ,又因為 ,則
(7)
根據(jù)折射定律 得,
(8)
將式(6)、(7)代入式(8)得:
(9)
由式(9)可知,只要測出入射光線的最小偏向角 及三棱鏡的頂角 ,即可求出該三棱鏡對該波長入射光的折射率n .
【實驗內(nèi)容與步驟】
1.調(diào)節(jié)分光計
按實驗24一1中的要求與步驟調(diào)整好分光計。
2.調(diào)整平行光管
(1)去掉雙面反射鏡,打開鈉光燈光源。
(2)打開狹縫,松開狹縫鎖緊螺絲3。從望遠鏡中觀察,同時前后移動狹縫裝置2,直至狹縫成像清晰為止。然后調(diào)整狹縫寬度為1毫米左右(用狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪 1 調(diào)節(jié))。
(3)調(diào)節(jié)平行光管的傾斜度。將狹縫轉(zhuǎn)至水平,調(diào)節(jié)平行光管光軸仰角調(diào)節(jié)螺絲29,使狹縫像與望遠鏡分劃板的中心橫線重合。然后將狹縫轉(zhuǎn)至豎直方向,使之與分劃板十字刻度線的豎線重合,并無視差。最后鎖緊狹縫裝置鎖緊螺絲3。此時平行光管出射平行光,并且平行光管光軸與望遠鏡光軸重合。至此分光計調(diào)整完畢。
3.測三棱鏡的折射率
(1)將三棱鏡置于載物臺上,并使玻璃三棱鏡折射面的法線與平行光管軸線夾角約為 60度。
(2)觀察偏向角的變化。用光源照亮狹縫,根據(jù)折射定律判斷折射光的出射方向。先用眼睛(不在望遠鏡內(nèi))在此方向觀察,可看到幾條平行的彩色譜線,然后慢慢轉(zhuǎn)動載物臺,同時注意譜線的移動情況,觀察偏向角的變化。順著偏向角減小的方向,緩慢轉(zhuǎn)動載物臺,使偏向角繼續(xù)減小,直至看到譜線移至某一位置后將反向移動。這說明偏向角存在一個最小值(逆轉(zhuǎn)點)。譜線移動方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)時的偏向角就是最小偏向角。
1 用望遠鏡觀察譜線。在細心轉(zhuǎn)動載物臺時,使望遠鏡一直跟蹤譜線,并注意觀察某一波長譜線的移動情況(各波長譜線的逆轉(zhuǎn)點不同)。在該譜線逆轉(zhuǎn)移動時,擰緊游標盤制動螺絲 27,調(diào)節(jié)游標盤微調(diào)螺絲 26,準確找到最小偏向角的位置。
2 測量最小偏向角位置。轉(zhuǎn)動望遠鏡支架 15 ,使譜線位于分劃板的中央,旋緊望遠鏡支架制動螺絲 21,調(diào)節(jié)望遠鏡微調(diào)螺絲 18,使望遠鏡內(nèi)的分劃板十字刻度線的中央豎線對準該譜線中央,從游標 1 和游標 2 讀出該譜線折射光線的角度 和 。
3 測定入射光方向。移去三棱鏡,松開望遠鏡制動螺絲 21 ,移動望遠鏡支架 15 ,將望遠鏡對準平行光管,微調(diào)望遠鏡,將狹縫像準確地位于分劃板的中央豎直刻度線上,從兩游標分別讀出入射光線的角度 和 。
4 按 計算最小偏向角 (取絕對值)。
5 重復步驟 1~6,可分別測出汞燈光譜中各譜線的最小偏向角 。
6 按式(9)計算出三棱鏡對各波長譜線的折射率。計算折射率 n 的數(shù)據(jù)表格3。
【數(shù)據(jù)記錄及處理】
表3 測量最小偏向角
鈉光波長(Å)
次數(shù) 游標1 游標2
推薦文章
- 研究課題實驗報告
- 語文合作學習實驗報告
- 科技實驗報告范文
- 單片機綜合實驗報告
- 高中物理實驗報告范文
- 測不規(guī)則物體的體積報告
- 物理實驗報告參考范文
- 初中物理實驗報告模板
- 物理實驗報告資料
- 初一物理實驗報告范文
- 物理實驗報告模板
- 物理實驗報告范文
- 化學實驗報告模板
- 化學實驗報告模板
- 事實表明:非計劃懷孕胎兒畸形比例高
- 所向披靡
- “自衛(wèi)”的背后
- 日記一則
- 戶外體育活動:快樂的小兔(公開課)小班
- 為何新生兒出生幾天后體重反而比出生時輕
- 大班語言教案《老鼠找房子》反思
- 中班音樂教案啤酒桶波爾卡反思
- 面條朋友圈文案35句
- 養(yǎng)生養(yǎng)老社區(qū)朋友圈文案39句
- 客戶會議朋友圈文案32句