分光仪调节及三棱镜折射率测量
时间：
实验目的
掌握分光仪调节和使用
测量三棱镜顶角
测量最小偏向角&玻璃折射率
实验仪器
JJY型分光仪、双平面反射镜、玻璃三棱镜、汞灯
实验原理
分光仪
主要组成部分：自由准直望远镜、平行光管、载物台、刻度盘、游标盘
自准直望远镜：观察和确定平行光方向。
平行光管：产生平行光束。
刻度盘/游标盘：29：30，精细到1’
调节要求：
狭缝必须处于平行光管透镜的焦平面上，由平行光管射出的光是平行光束
望远镜必须聚焦于平行光束，使射入望远镜的平行光会聚焦在望远镜的分划板十字线平面上，即成为共焦光学系统。
望远镜光轴和平行光管光轴都严格垂直于仪器主轴，转动望远镜时，其光轴扫过的平面精确地平行于刻度盘表面
分光仪测量三棱镜材料折射率
一束平行单色光从折射率n1介质入射到n2介质时，光会发生反射和折射。入射角θ1、折射角θ2和反射角θ3之间的关系满足光的折射定律（斯涅耳定律）：
θ1=θ3,n2sinθ2=n1sinθ1
三棱镜模型：
S1为入射光线，δ称为偏向角，满足：
δ=θi1-θt1+θt2-θi2=(θi1+θt2)-(θt1+θi2)
随入射角θi1变化，δ变化，δ存在最小值——最小偏向角δmin，此时有：
θi1=θt2,θt1=θi2
n2/n1=(sin 1/2(A+δmin))/(sin 1/2 A)
当棱镜置于空气中时，有n1=1，从而有：
n2=(sin (A+δmin)/2)/(sin A/2)
通过分光仪可以测得δmin和顶角A，从而计算得到棱镜对该单色光的折射率n2
自准法测量三棱镜顶角A
所谓自准法就是利用具有自准目镜的望远镜自身的平行光，射出望远镜的物镜后被平面镜(或三棱镜的反射面)反射回来。用自准法测量三棱镜顶角的方法如图4.17-11所示。将分光仪调节好后，打开目镜照明系统，将三棱镜放置在载物台上，用望远镜对准三棱镜的一个光学平面，使反射回来的绿十字像垂直线与分划板十字线的垂直线重合，记下望远镜的角位置(P1，P1’)。再将望远镜转到与另一光学面垂直的位置，使反射回来的绿十字像垂直线与分划板十字线的垂直线重合，记下望远镜的角位置(P2，P2’)。望远镜转过的角度|P1-P2|或|P1’-P2’|，就是三棱镜顶角的补角，即：
A=180°-(|P1-P2|+|P1^'-P2'|)/2
测量最小偏向角
对于材质、顶角一定的三棱镜，单色平行光射人棱镜时，其最小偏向角是唯一的。望远镜要跟着折射的绿色亮线转动,使绿色亮线不离开望远镜视场。当载物台转到某一位置时,再转动载物台,无论是向左转或是向右转,绿色亮线都是向离开人射线的方向移动,即向偏向角增大的方向移动,这个位置即最小偏向角的位置。反复实验,找出绿色亮线移动方向发生转折的确切位置,然后转动望远镜使绿色亮线与分划板垂直线重合,记下此时望远镜的角位置读数(P1,P1’)。然后用同样的方法找出最小偏向角的位置,记下此时望远镜的角位置读数(P2,P2’),这种方法测量的转角是2倍最小偏向角,因此有:
δmin=1/2(1/2 |P1-P2|+1/2|P1^'-P2'|)
实验内容
实验内容与测量
调节分光仪，调节三棱镜，测量
测量结果：
数据处理与分析
三棱镜顶角测量数值:
次数 A
1 60°41’
2 59°
3 59°14’
EVERAGE 59°38’
最小偏向角测量数值：
次数 δmin
1 51°10’
2 51°10’
3 51°10’
EVERAGE 51°10’