大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)-光學(xué)測(cè)角儀的調(diào)整與使用

光學(xué)測(cè)角儀的調(diào)整與使用【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苛私夤鈱W(xué)測(cè)角儀的主要構(gòu)造，正確掌握調(diào)整光學(xué)測(cè)角儀的要求和方法；測(cè)定三棱鏡的頂角，觀察三棱鏡對(duì)汞燈的色散現(xiàn)象；測(cè)定玻璃三棱鏡對(duì)各單色光的折射率【實(shí)驗(yàn)原理】1．三棱鏡頂角的測(cè)量（1）自準(zhǔn)法測(cè)量三棱鏡的頂角自準(zhǔn)法測(cè)三棱鏡頂角圖2是自準(zhǔn)法測(cè)量三棱鏡頂角的示意圖．利用望遠(yuǎn)鏡自身產(chǎn)生平行光，固定平臺(tái)（或固定望遠(yuǎn)鏡），轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡光軸（或轉(zhuǎn)動(dòng)小平臺(tái)），先使棱鏡AB面反射的十字像落在分劃板上“╪”準(zhǔn)線上部的交點(diǎn)上（即望遠(yuǎn)鏡光軸與三棱鏡AB面垂直），記下刻度盤(pán)對(duì)稱(chēng)游標(biāo)的方位角讀數(shù)1、2．然后再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡（或小平臺(tái)）使AC面反射的十字像與“╪”準(zhǔn)線的上交點(diǎn)重合（即望遠(yuǎn)鏡光軸與AC面垂直），記下讀數(shù)1′和2′（注意1與1′為同一游標(biāo)上讀得的望遠(yuǎn)鏡方位角，而2與2′則為另一游標(biāo)上讀得的方位角），兩次讀數(shù)相減即得頂角的補(bǔ)角．180°－，可以證明 （1） （2）反射法測(cè)量三棱鏡的頂角圖3為反射法測(cè)量三棱鏡頂角的示意圖．將三棱鏡放在載物臺(tái)上，使平行光管射出的光束投射到棱鏡的兩個(gè)折射面上，從棱鏡左面反射的光可將望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)至Ⅰ處觀察，使用望遠(yuǎn)鏡微調(diào)螺絲，使“╪”準(zhǔn)線的中心垂直線對(duì)準(zhǔn)反射狹縫像，從兩個(gè)游標(biāo)讀出方位角讀數(shù)1和2，再將望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)至Ⅱ處觀測(cè)從棱鏡左面反射的狹縫像，又可分別讀得方位角讀數(shù)1′和2′．由圖3可知，三棱鏡的頂角 （2） 反射法測(cè)三棱鏡頂角2．由各單色光的最小偏向角求折射率：通過(guò)光的反射定律和折射定律可以求得折射率n （3）式中i1，i2，min分別為某一單色光的入射角、折射角和最小偏向角，則為三棱鏡的頂角．【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算】可知如果頂角A離圓心越遠(yuǎn)，那么在盤(pán)上所讀得的角度對(duì)有所偏大。所以頂角最好放在載物臺(tái)中心的位置。作圖說(shuō)明，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡未垂直中心軸或雙面反射鏡的反射面法線未垂直中心軸而進(jìn)行調(diào)整時(shí)，每轉(zhuǎn)雙面鏡180度一次，準(zhǔn)線與十字反射像可能的相對(duì)位置及其變化規(guī)律。答：1.望遠(yuǎn)鏡未垂直中心軸的情況，作圖如下：可以看到，原來(lái)的十字的反射像在準(zhǔn)線的下方，反射鏡轉(zhuǎn)180度后，十字的反射像仍然在準(zhǔn)線的下方。也就是說(shuō)，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡未垂直中心軸時(shí)，旋轉(zhuǎn)180度后，十字的想應(yīng)該在準(zhǔn)線的同一方（同時(shí)在上面，或同時(shí)在下面）。2.反射面法線未垂直中心軸的情況，作圖如下：可以看出，如果反射面法線未垂直中心軸，那么兩次所得的十字像應(yīng)該在準(zhǔn)線的上下兩面。若光學(xué)測(cè)角儀測(cè)量角度的精度是1’，試導(dǎo)出測(cè)量頂角A，最小偏向角δminδ所以頂角A的誤差公式為：σ最小偏向角δminσδmin折射率n的誤差公式：σ其中σσ其中σ◆感想與體會(huì)我在高中物理競(jìng)賽中做過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且在其中的投入的精力和時(shí)間也是比較多的。說(shuō)實(shí)話，今天在剛開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)時(shí)，我并不把它放在眼里，覺(jué)得這個(gè)實(shí)驗(yàn)自己已經(jīng)在高中就把它征服了。可是在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我不但找到了高中做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的感覺(jué)，更領(lǐng)悟到了許多新東西，例如三棱鏡在載物臺(tái)上的位置應(yīng)該是頂角在圓心上，毛面在外側(cè)。這些細(xì)節(jié)在當(dāng)時(shí)是沒(méi)有重視的。通過(guò)做這個(gè)