大二物理實驗用分光計測三棱鏡的折射率_第1頁
大二物理實驗用分光計測三棱鏡的折射率_第2頁
大二物理實驗用分光計測三棱鏡的折射率_第3頁
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文檔簡介

1、用分光計測三棱鏡的折射率在介質(zhì)中,不同波長的光有著不同的傳播速度v,同波長的光在真空中傳播速度相同都為c。c與v的比值稱為該介質(zhì)對這一波長光的折射率,用n表示,即:n=c/v。同一介質(zhì)對不同波長的光折射率是不同的。因此,給出某種介質(zhì)的折射率時必須指出是對哪一波長而言的。實驗?zāi)康?1進一步學(xué)習(xí)分光計的正確使用。(2學(xué)會用最小偏向角法測三棱鏡的折射率。實驗儀器JJY1型分光計、平面反射鏡、三棱鏡、汞燈及其電源。實驗原理由于不同的光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同,所以折射率也是不同的。一般所講的介質(zhì)的折射率通常是指該介質(zhì)對鈉黃光的折射率,即對波長為589.3nm的光的折射率。介質(zhì)的折射率可以用很多方法測

2、定,在分光計上用最小偏向角法測定玻璃的折射率,可以達到較高的精度。這種方法需要將待測材料磨成一個三棱鏡。如果測液體的折射率,可用表面平行的玻璃板做一個中間空的三棱鏡,充入待測的液體,用類似三棱鏡的方法進行測量。當(dāng)平行的單色光,入射到三棱鏡的AB面,經(jīng)折射后由另一面AC射出,如圖33-1所示。入射光線LD和AB面法線的夾角i稱為入射角,出射光ER和AC面法線的夾角i,稱為出射角,入射光和出射光的夾角稱為偏向角??梢宰C明,當(dāng)光線對稱通過三棱鏡,即入射角i0等于出射角i0時,入射光和出射光之間的夾角最小,稱為最小偏向角min。由圖33-1可知= (ir + (ir (331)A = r + r (3

3、32)可得= (i + i A (333)三棱鏡頂角A是固定的,隨i和i而變化,此外出射角i也隨入射角i而變化,所以偏向角僅是i的函數(shù)。在實驗中可觀察到,當(dāng)i變化時,有一極小值,稱為最小偏向角。令/di=0,由(33-3式得圖33-1 ( 334 ) 再利用(16-2式和折射定律sini = nsinr, sini= nsinr(335)得到 (336)由(33-4式可得tgr = tgr因為r和r,都小于90,所以有r=r,代入(33-5式可得i=i。因此,偏向角取極小值極值的條件為r =r 或 i=i (337)顯然,這時單色光線對稱通過三棱鏡,最小偏向角為min,這時由(33-3式可得由(33-2式可得A = 2r由折射定律(33-5式可得三棱鏡對該單色光的折射率n為 (338)由(33-8式可知,只要測出三棱鏡頂角A和對該波長的入射光的最小偏向角min,就可以計算出三棱鏡玻璃對該波長的入射光的折射率。頂角A和對該波長的最小偏向角min用分光計測定。折射率是光波波長的函數(shù)。對棱鏡來說,隨著波長的增大,折射率n

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