1、实验二 最小偏向角法测量折射率一、实验目的（1）了解最小偏向角法测定光学玻璃折射率的原理和方法。（2）熟悉精密分光计的基本结构和使用方法。二、实验原理用精密分光计通过三棱镜的最小偏向角和顶角，求出棱镜的折射率。如下图所示。最小偏向角和折射率有以下关系：因此只要在分光计上将最小偏向角和棱镜顶角测量出来，就可由上式确定被测棱镜的折射率。三、实验仪器(1)钠灯及电源(2)反射镜(3)三棱镜(4)分光计1狭缝装置；2狭缝装置锁紧螺钉；3平行光管部件；4制动架；mins25载物台；6载物台条平螺钉；7载物台锁紧螺钉；8望远镜部件；9目镜锁紧螺钉；10阿贝式自准值目镜；11目镜视度调节手轮；12望远镜光轴
2、高低调节螺钉；13望远镜光轴水平调节锁钉；14支臂；15望远镜微调螺钉；16刻度盘止动螺钉；17底座；18望远镜止动螺钉；19平行光管准直镜；20压片； 21度盘；22游标盘；23立柱；24游标盘微调螺钉；25游标盘止动螺钉；26平行光管光轴水平调节螺钉；27 平行光管高低调节螺钉；28狭缝宽度调节手轮 四、实验步骤 测量前的调整:将仪器完全按照实验指导书中的“仪器调整”中所述的方法调整好。 测量顶角:(1) 取下平行平板，放上被测棱镜，适当调整工作台高度，用自准直法观察，使AB面和AC面都垂直于望远镜光轴；(2) 调好游标盘的位置，使游标盘在测量过程中不被平行光管或望远镜挡住，锁紧制动架（二
3、）和游标盘、载物台和游标盘的止动螺钉；(3) 使望远镜对准AB面，锁紧转座与度盘、制动架（一）和底座的止动螺钉；(4) 旋转制动架（一）末端上的调节螺钉，对望远镜进行微调（旋转），使亮十字与十字丝完全重合；(5) 记下对径方向上游标所指示的度盘的两个读数，取其平均值Am；(6) 放松制动架（一）与底座上的止动螺钉，旋转望远镜，使对准AC面，锁紧制动架（一）和底座上的止动螺钉；(7) 重复(4)和 (5)得到平均值 Bm；(8) 计算顶角：(9) 重复测量三次，求得平均值。 测量最小偏向角: (1) 用所要求光谱线的单色光(如钠灯)照明平行光管的狭缝，从平行光管发出的平行光束经过棱镜的折射面而偏
4、折一个角度。(2) 放松制动架（一）与底座上的止动螺钉，旋转望远镜，找到平行光管的狭缝象，放松制动架（二）与游标盘的止动螺钉，慢慢转动载物台，开头从望远镜看到狭缝沿某一方向移动，当转到这样一个位置，即看到狭缝象刚刚开始要反向移动，此时棱镜的位置，就是平行光束以最小偏向角射出的位置。(3) 锁紧制动架（二）与游标盘的止动螺钉。(4) 利用微调机构，精确调整，使分划板的十字线精确地对准狭缝（在狭缝中央）。(5) 记下对径方向上游标所指示的度盘的读数，取其平均值Cm。(6) 取下棱镜，放松制动架（一）与底座上的止动螺钉，旋转望远镜，使望远镜直接对准平行光管，然后旋紧制动架（一）与底座上的止动螺钉。对
5、望远镜进行微调，使分划板十字线精确地对准狭缝。(7) 记下对径方向上游标所指示的度盘的读数，取其平均值Dm。(8) 计算最小偏向角测量三次，求得平均值。五、数据处理与分析根据测量出的最小偏向角和三棱镜顶角可求出棱镜折射率：重火石实验数据：=(231.4+51.4)/2=141.4=(351.4+171.5)/2=261.45顶角 =180-( )=59.95 =(183.58+3.55)/2=93.565=(231.55+51.57)/2=141.56= =47.995最小偏向角 mins2计算得折射率n=1.618693铌酸锂实验数据：=(52.73+232.65)/2=142.69=(35
6、2.50+172.31)/2=262.50顶角 =180-( )=60.19 =(345.10+165.10)/2=255.1=(231.80+51.70)/2=255.1= =113.35最小偏向角 计算得折射率n=1.9911074实验图片思考题：(1) 测三棱镜折射率时，应把三棱镜如何放置在载物台上？为什么？(2) 何谓最小偏向角？实验中如何确定最小偏向角的位置？解：（1）三棱镜长边轴线应该与入射光束垂直,三棱镜的底面应该与入射光平行.（保证入射光和棱镜底面都水平）这样测得的折射角是准确的。（2）入射光线经两次折射后,传播方向总的变化可以用入射角与出射角的延长线之间的夹角表示. 最小偏向角：对于给定的棱镜,顶角a是固定的,故偏向角只随入射角变化,对于某个入射角,偏向角有一个最小值,称为最小偏向角. 慢慢移动游标盘,选择偏向角减小的方向,缓慢转动游标盘,使偏向角减小,继续沿次方向转,可以看到狭缝移至某个位置后将反向移动,那就是最小偏向角的位置.
