●. 实 验 题 目麦克风门
●实验要求
●实验方案:1:
⏹物理模型的比较
网络学习系统⏹实验方法的比较
⏹仪器的选择与配套(系统误差分析)
◆1)误差公式的推导 2)仪器的选择
⏹测量条件与最佳参数的设定
◆1)测量条件 2)测量参数
●实验步骤(简略)
●实验注意事项
●参考文献
实验方案一
用分光计测定三棱镜折射率
在介质中,不同波长的光有着不同的传播速度v,不同波长的光在真空中传播速度相同都为c。 c与v的比值称为该介质对这一波长的光的折射率,用n表示,即:。同一介质对不同波长的光折射率是不同的。因此,给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率,即对波长为589.3nm的折射率。本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率,即对波长为546.07nm的光的折射率。 1.实验仪器
分光计,平面反射镜,三棱镜,汞灯及其电源。
2.实验原理
介质的折射率可以用很多方法测定,在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率,可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体的折射率,可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜,充入待测的液体,可用类似的方法进行测量。
当平行的单光,入射到三棱镜的AB面,经折射后由另一面AC射出,如图6-13所示。入射光线LD和AB面法线的夹角i称为入射角,出射光ER和AC面法线的夹角i’称为出射角,入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。 可以证明,当光线对称通过三棱镜,即入射角i0等于出射角i0’时,入射光和出射光之间的
夹角最小,称为最小偏向角δmin 。由图6-13可知:
δ=(i-r)+(i’-r’) (6-2)
A=r+r’ (6-3)
可得: δ=(i+i’)-A (6-4)
三棱镜顶角A是固定的,δ随i和i’而变化,此外出射角i’也随入射角i而变化,所以偏向角δ仅是i的函数.在实验中可观察到,当i变化时,δ有一极小值,称为最小偏向角.
令 ,由式(6-4)得
(6-5)
再利用式(6-3)和折射定律
(6-6)
得到
(6-7)
由式(6-5)可得:
因为r和r’都小于90°,所以有r =r’ 代入式(5)可得i =i'。
因此,偏向角δ取极小值极值的条件为:
r =r’ 或 i =i' (6-8)
显然,这时单光线对称通过三棱镜,最小偏向角为δmin ,这时由式(6-4)可得: 包围盒
δmin=2i –A
由式(6-3)可得: A=2r
对数收益率
由折射定律式(6-6),可得三棱镜对该单光的折射率n为
(6-9)女奴
由式(6-9)可知,只要测出三棱镜顶角A和对该波长的入射光的最小偏向角δmin,就可以计算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。顶角A和对该波长的最小偏向角δmin用分光计测定。
折射率是光波波长的函数,对棱镜来说,随着波长的增大,折射率n则减少,如果是复光
入射,由于三棱镜的作用,入射光中不同颜的光射出时将沿不同的方向传播,这就是棱镜的散现象。