用分光計(jì)測(cè)定三棱鏡的折射率

教學(xué)章節(jié)：實(shí)驗(yàn) 用分光計(jì)測(cè)定三棱鏡的折射率

教學(xué)內(nèi)容：1、用分光計(jì)測(cè)定三棱鏡的折射率
????????? 2、分光計(jì)的調(diào)節(jié)要領(lǐng)
????????? 3、指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、測(cè)量并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
教學(xué)學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)
教學(xué)目的：1、了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)，明確分光計(jì)的調(diào)整要求，掌握調(diào)整方法。
????????? 2、掌握測(cè)量正三棱鏡的頂角和最小偏向角，計(jì)算棱鏡的折射率。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
1、?分光計(jì)的調(diào)節(jié)
2、?最小偏向角的確定
教學(xué)方法、方式：講解、演示、學(xué)生操作教師指導(dǎo)。
教學(xué)過(guò)程：
一.、引入
折射率是物質(zhì)重要的光學(xué)特性常數(shù)，測(cè)定折射率的方法很多，這里介紹“棱鏡法”，并以此作為分光計(jì)調(diào)整和使用的練習(xí)。
二、 實(shí)驗(yàn)儀器介紹
⑴分光計(jì)；⑵雙面反射鏡；⑶低壓汞燈（共用）；⑷三棱鏡。
分光計(jì)是光學(xué)實(shí)驗(yàn)中最基本的測(cè)角儀器，它精度高、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中作角度測(cè)量。

三、實(shí)驗(yàn)原理講解
? 1、講解折射率計(jì)算公式各量的含義：
?
只要測(cè)出頂角A和對(duì)不同譜線的最小偏向角 ，即可按工式求出棱鏡對(duì)汞燈不同波長(zhǎng)譜線的折射率n。
透明材料的折射率是光波波長(zhǎng)的函數(shù)，同一棱鏡對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的折射率。所以當(dāng)復(fù)色光經(jīng)棱鏡折射后，不同波長(zhǎng)的光將產(chǎn)生不同的偏向角而被分散開(kāi)來(lái)。通常在不考慮色散的情況下，棱鏡的折射率是對(duì)鈉光波長(zhǎng)5.893 10-7m而言。
本實(shí)驗(yàn)所用的光源為低壓汞燈，它們的波長(zhǎng)分別是：
6.2344×10-7m????????? 橙????????????? 5.7907×10-7m????????????????? 黃
5.7696×10-7m????????? 黃????????????? 5.4607×10-7m????????????????? 綠
4.9160×10-7m????????? 綠藍(lán)??????????? 4.3583×10-7m????????????????? 藍(lán)
4.0778×10-7m????????? 藍(lán)紫??????????? 4.0466×10-7m????????????????? 紫
其中：5.7907×10-7m（黃）、5.7696×10-7m（黃）、 5.4607×10-7m（綠）、4.3583×10-7 m（藍(lán)）等為普通低壓汞燈的四條特征譜線。
2、數(shù)據(jù)處理
設(shè)三棱鏡頂角 ，讓最小偏向角 用 暫代。
由公式（24-1）及不確定度的傳遞與合成公式得折射率n的不確定度為：
?
???????????????? (24-4)
又最小偏向角 平均值：
最小偏向角 的不確定度：??????????????????????? (24-5)
其中
??????????????????????????????????????????? (24-6)
同理可計(jì)算出頂角A的不確定度 。
把有關(guān)量代入（24-1）式和（24-4）式分別求三棱鏡對(duì)某種光的折射率的平均值 及其不確定度 ，再由公式：
???????????????????????????????????????????????? （24-7）
求得相對(duì)不確定度 。最后寫(xiě)出測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式：