第一篇：《分光計的調節和三棱鏡頂角的測定》實驗報告

《分光計的調節和三棱鏡頂角的測定》實驗報告

一 實驗預習（20 分)

學生進入實驗室前應預習實驗，并書寫實驗預習報告。預習報告應包括：①實驗目的，②實驗原理，③實驗儀器，④實驗步驟 ⑤實驗數據記錄表等五部分。以各項表述是否清楚、完整，版面是否整潔分三段給分。

好 較好 合格 2018 分 1715 分 1412 分 預習報告不合格者，不允許進行實驗。該實驗應重新預約，待實驗室安排時間后進行實驗（實。驗前還應預習實驗）二 實驗操作過程（20 分)

學生在教師的指導下進行實驗。操作過程分三步，第一步分光計調節，包括 ①目測粗調，②望遠鏡調焦到無窮遠，適合觀察平行光，③調節望遠鏡的光軸和儀器轉軸垂直。④調節平行光管發出的平行光與望遠鏡共軸。⑤調節衍射光柵，使光柵與轉軸平行，且光柵平面垂直于平行光管等五部分；第二步實驗數據記錄；第三步實驗儀器整理。以各項是否能夠按照實驗要求獨立、正確完成，數據記錄是否準確、正確分三段給分。

好 較好 合格 2018 分 1715 分 1412 分三 實驗紀律（10 分)

學生進入實驗室，按照學生是否按規定進入實驗室，是否按照操作要求使用儀器，是否在實驗結束后將儀器整理整齊，是否有大聲喧嘩、打鬧現象。分三段給分。

好 較好 合格 109 分 87 分 65 分 以上三項成績不足 30 分者，表示實驗過程沒有完成，應重新預約該實驗。實驗完成后，學生課后完成一份完整的實驗報告。

四、數據記錄及處理（35 分）1 數據記錄是否與課堂實驗記錄一致，書寫是否準確，分三段給分。

好 較好 合格 109 分 87 分 65 分2 數據記錄及處理 學生在數據處理過程中，是否按照要求正確書寫中間計算結果、最終實驗結果和不確定度的有效數字位數，分三段給分。

好 較好 合格 2523 分 2220 分 1915 分

二、思考題（10 分)

學生在實驗結束后，在三道思考題中選擇兩道，抄寫題目并回答。按照問題回答是否準確，有自己的見解，分三段給分。

好 較好 合格 109 分 87 分 65 分

三、格式及版面整潔（5 分)

按照學生實驗報告書寫是否整潔，分三段給分。

好 較好 合格 5分 4分 3分 《光柵衍射》技能測試評分標準 學生進入實驗室，用 15 分鐘的時間看書，15 分鐘之后將書收起來，開始進行實驗測試。測試期間禁止看書。評分標準如下：一 實驗操作部分（70 分)

第一步：分光計調節。望遠鏡調焦到無窮遠，適合觀察平行光。

①目測粗調。盡量使望遠鏡的光軸與刻度盤平行，使載物臺與刻度盤平行。再接上照明小燈電源，打開開關，在目鏡視場中觀察，是否能夠看到“準線”和帶有綠色小十字的窗口。并將雙面鏡放置在載物臺上，分四步給分。

正確 較正確 合格 不合格 5分 4分 3分 20 ②稍微調節叉絲套筒，改變叉絲到物鏡間的距離，直至能觀察到與黑準線無視差的綠色小十字線像，分四步給分。

正確 較正確 合格 不合格 109 分 87 分 65 分 40 2 調節望遠鏡光軸垂直于分光計主軸 調節望遠鏡的光軸和儀器轉軸垂直。當平面鏡旋轉到任意一向，從望遠鏡目鏡觀察亮十字線像與黑準線是否仍然重合。分四步給分。

正確 較正確 合格 不合格 1513 分 1210 分 9分 80 3 調節平行光管發出的平行光與望遠鏡共軸。

啟動汞燈光源。使望遠鏡、平行光管基本水平且在一條直線上。然后前后移動狹縫機構，使望遠鏡清晰看到與分劃板的刻線無視差狹縫的像 轉動狹縫機構，并調節平行光管水平度調節螺釘，使平行光管的光軸與望遠鏡的光軸同軸，且都與儀器主軸垂直。

調節狹縫旋轉手輪，使狹縫寬調至約 0.5mm。

正確 較正確 合格 不合格 109 分 87 分 65 分 40 4 調節衍射光柵，使光柵與轉軸平行，且光柵平面垂直于平行光管。

將光柵固定于載物臺，使望遠鏡對準狹縫，平行光管和望遠鏡光軸保持在同一水平線上。以光柵面作為反射面，用自準法仔細調節載物臺下方的調平螺釘使十字反射像位于黑準線上方交點。再觀察衍射光譜的分布情況，調節載物臺下方的調平螺釘使中央明紋兩側譜線在同一水平面上。

正確 較正確 合格 不合格 109 分 87 分 65 分 40 第二步：用光柵測汞光波長。

能夠熟練完成光柵常數和汞光波長測量，并且數據采集、記錄無誤。分四步給分。

正確 較正確 合格 不合格 1513 分 1210 分 9分 80 ⑦儀器整理。是否能夠將儀器歸位，反射鏡和三棱鏡等小件物品放回儀器盒，分四步給分。

清晰 較清晰 合格 不合格 5分 4分 3分 20

二、實驗報告及數據分析部分（30 分)

1、實驗目的、簡單原理介紹是否清晰、整齊。分四步給分。

清晰 較清晰 合格 不合格 5分 4分 3分 20

2、是否有準確的實驗步驟、數據表格，且清晰、整齊。分四步給分。

正確 較正確 合格 不合格 1513 分 1210 分 9分 80

3、實驗數據處理是否正確，是否按照要求正確書寫中間計算結果、最終實驗結果和不確定度的有效數字位數。分四步給分。

正確 較正確 合格 不合格 109 分 87 分 65 分 40

第二篇：物理實驗報告《分光計的調整和三棱鏡頂角的測定》

【實驗目的】 1． 了解分光計的結構，學習分光計的調節和使用方法； 2． 利用分光計測定三棱鏡的頂角； 【實驗儀器】 分光計，雙面平面反射鏡，玻璃三棱鏡。【實驗原理】 如圖6所示，設要測三棱鏡ab面和ac面所夾的頂角a，只需求出j即可，則a＝1800－j。圖6 測三棱鏡頂角 【實驗內容與步驟】

一、分光計的調整

（一）調整要求： 1．望遠鏡聚焦平行光，且其光軸與分光計中心軸垂直。2．載物臺平面與分光計中心軸垂直。

（二）望遠鏡調節 1．目鏡調焦 目鏡調焦的目的是使眼睛通過目鏡能很清楚地看到目鏡中分劃板上的刻線和叉絲，調焦辦法：接通儀器電源，把目鏡調焦手輪12旋出，然后一邊旋進一邊從目鏡中觀察，直到分劃板刻線成像清晰，再慢慢地旋出手輪，至目鏡中刻線的清晰度將被破壞而未被破壞時為止。旋轉目鏡裝置11，使分劃板刻線水平或垂直。2．望遠鏡調焦 望遠鏡調焦的目的是將分劃板上十字叉絲調整到焦平面上，也就是望遠鏡對無窮遠聚焦。其方法如下：將雙面反射鏡緊貼望遠鏡鏡筒，從目鏡中觀察，找到從雙面反射鏡反射回來的光斑，前后移動目鏡裝置11，對望遠鏡調焦，使綠十字叉絲成像清晰。往復移動目鏡裝置，使綠十字叉絲像與分劃板上十字刻度線無視差，最后鎖緊目鏡裝置鎖緊螺絲?10.（三）調節望遠鏡光軸垂直于分光計中心軸（各調一半法）調節如圖7?所示的載物臺調平螺絲?b?和?c?以及望遠鏡光軸仰角調節螺絲13，使分別從雙面反射鏡的兩個面反射的綠十字叉絲像皆與分劃板上方的十字刻度線重合，如圖8（a）所示。此時望遠鏡光軸就垂直于分光計中心軸了。具體調節方法如下：（1）將雙面反射鏡放在載物臺上，使鏡面處于任意兩個載物臺調平螺絲間連線的中垂面，如圖7所示。圖7 用平面鏡調整分光計 由于望遠鏡視野很小，觀察的范圍有限，要從望遠鏡中觀察到由雙面反射鏡反射的光線，應首先保證該反射光線能進入望遠鏡。因此，應先在望遠鏡外找到該反射光線。轉動載物臺，使望遠鏡光軸與雙面反射鏡的法線成一小角度，眼睛在望遠鏡外側旁觀察雙面反射鏡，找到由雙面反射鏡反射的綠十字叉絲像，并調節望遠鏡光軸仰角調節螺絲?13?及載物臺調平螺絲?b?和?c，使得從雙面反射鏡的兩個鏡面反射的綠十字叉絲像的位置應與望遠鏡處于同一水平狀態。（3）從望遠鏡中觀察。轉動載物臺，使雙面反射鏡反射的光線進入望遠鏡內。此時在望遠鏡內出現清晰的綠十字叉絲像，但該像一般不在圖8（a）所示的準確位置，而與分劃板上方的十字刻度線有一定的高度差，如圖8（b）所示。調節望遠鏡光軸仰角調節螺絲13，使高度差?h?減小一半，如圖8（c）所示；再調節載物臺調平螺絲b?或c，使高度差全部消除，如圖8（d）所示。再細微旋轉載物臺使綠十字叉絲像和分劃板上方的十字刻度線完全重合，如圖8（a）所示。

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圖（8）各調一半法（4）旋轉載物臺，使雙面反射鏡轉過180°，則望遠鏡中所看到的綠十字叉絲像可能又不在準確位置，重復（3）所述的各調一半法，使綠十字叉絲像位于望遠鏡分劃板上方的十字刻度線的水平橫線上。（5）重復上述步驟（3）（4），使經雙面反射鏡兩個面反射的的綠十字叉絲像均位于望遠鏡分劃板上方的十字刻度線的水平橫線上。至此，望遠鏡的光軸完全與分光計中心軸垂直。此后，望遠鏡光軸仰角調節螺絲13不能再任意調節！二、三棱鏡頂角的測定 1．待測件三棱鏡的調整 如圖9（a）放置三棱鏡于載物臺上。轉動載物臺，調節載物臺調平螺絲（此時不能調望遠鏡），使從棱鏡的二個光學面反射的綠十字叉絲像均位于分劃板上方的十字刻度線的水平橫線上，達到自準。此時三棱鏡兩個光學表面的法線均與分光計中心軸相垂直。圖9 三棱鏡的調整 2．自準法測定三棱鏡頂角（2）【數據記錄及處理】 表2 自準法（或反射法）測頂角數據表格

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第三篇：物理實驗報告《分光計的調整和三棱鏡頂角的測定》

【實驗目的】

1． 了解分光計的結構，學習分光計的調節和使用方法；

2． 利用分光計測定三棱鏡的頂角；

【實驗儀器】

分光計，雙面平面反射鏡，玻璃三棱鏡。

【實驗原理】

如圖6所示，設要測三棱鏡AB面和AC面所夾的頂角a，只需求出j即可，則a＝1800－j。

圖6 測三棱鏡頂角

【實驗內容與步驟】

一、分光計的調整

（一）調整要求：

1．望遠鏡聚焦平行光，且其光軸與分光計中心軸垂直。

2．載物臺平面與分光計中心軸垂直。

（二）望遠鏡調節

1．目鏡調焦

目鏡調焦的目的是使眼睛通過目鏡能很清楚地看到目鏡中分劃板上的刻線和叉絲，調焦辦法：接通儀器電源，把目鏡調焦手輪12旋出，然后一邊旋進一邊從目鏡中觀察，直到分劃板刻線成像清晰，再慢慢地旋出手輪，至目鏡中刻線的清晰度將被破壞而未被破壞時為止。旋轉目鏡裝置11，使分劃板刻線水平或垂直。

2．望遠鏡調焦

望遠鏡調焦的目的是將分劃板上十字叉絲調整到焦平面上，也就是望遠鏡對無窮遠聚焦。其方法如下：將雙面反射鏡緊貼望遠鏡鏡筒，從目鏡中觀察，找到從雙面反射鏡反射回來的光斑，前后移動目鏡裝置11，對望遠鏡調焦，使綠十字叉絲成像清晰。往復移動目鏡裝置，使綠十字叉絲像與分劃板上十字刻度線無視差，最后鎖緊目鏡裝置鎖緊螺絲?10.（三）調節望遠鏡光軸垂直于分光計中心軸（各調一半法）

調節如圖7?所示的載物臺調平螺絲?b?和?c?以及望遠鏡光軸仰角調節螺絲13，使分別從雙面反射鏡的兩個面反射的綠十字叉絲像皆與分劃板上方的十字刻度線重合，如圖8（a）所示。此時望遠鏡光軸就垂直于分光計中心軸了。具體調節方法如下：

（1）將雙面反射鏡放在載物臺上，使鏡面處于任意兩個載物臺調平螺絲間連線的中垂面，如圖7所示。

圖7 用平面鏡調整分光計

（2）目測粗調。用目測法調節載物臺調平螺絲7及望遠鏡、平行光管光軸仰角調節螺絲13、29，使載物臺平面及望遠鏡、平行光管光軸與分光計中心軸大致垂直。

由于望遠鏡視野很小，觀察的范圍有限，要從望遠鏡中觀察到由雙面反射鏡反射的光線，應首先保證該反射光線能進入望遠鏡。因此，應先在望遠鏡外找到該反射光線。轉動載物臺，使望遠鏡光軸與雙面反射鏡的法線成一小角度，眼睛在望遠鏡外側旁觀察雙面反射鏡，找到由雙面反射鏡反射的綠十字叉絲像，并調節望遠鏡光軸仰角調節螺絲?13?及載物臺調平螺絲?b?和?c，使得從雙面反射鏡的兩個鏡面反射的綠十字叉絲像的位置應與望遠鏡處于同一水平狀態。

（3）從望遠鏡中觀察。轉動載物臺，使雙面反射鏡反射的光線進入望遠鏡內。此時在望遠鏡內出現清晰的綠十字叉絲像，但該像一般不在圖8（a）所示的準確位置，而與分劃板上方的十字刻度線有一定的高度差，如圖8（b）所示。調節望遠鏡光軸仰角調節螺絲13，使高度差?h?減小一半，如圖8（c）所示；再調節載物臺調平螺絲b?或c，使高度差全部消除，如圖8（d）所示。再細微旋轉載物臺使綠十字叉絲像和分劃板上方的十字刻度線完全重合，如圖8（a）所示。

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圖（8）各調一半法

（4）旋轉載物臺，使雙面反射鏡轉過180°，則望遠鏡中所看到的綠十字叉絲像可能又不在準確位置，重復（3）所述的各調一半法，使綠十字叉絲像位于望遠鏡分劃板上方的十字刻度線的水平橫線上。

（5）重復上述步驟（3）（4），使經雙面反射鏡兩個面反射的的綠十字叉絲像均位于望遠鏡分劃板上方的十字刻度線的水平橫線上。

至此，望遠鏡的光軸完全與分光計中心軸垂直。此后，望遠鏡光軸仰角調節螺絲13不能再任意調節！二、三棱鏡頂角的測定

1．待測件三棱鏡的調整

如圖9（a）放置三棱鏡于載物臺上。轉動載物臺，調節載物臺調平螺絲（此時不能調望遠鏡），使從棱鏡的二個光學面反射的綠十字叉絲像均位于分劃板上方的十字刻度線的水平橫線上，達到自準。此時三棱鏡兩個光學表面的法線均與分光計中心軸相垂直。

圖9 三棱鏡的調整

2．自準法測定三棱鏡頂角

將三棱鏡置于載物臺中央，鎖緊望遠鏡支架與刻度盤聯結螺絲?22?及載物臺鎖緊螺絲?8，轉動望遠鏡支架?15，或轉動內游標盤?16，使望遠鏡對準?AB?面，在自準情況（綠十字叉絲像和分劃板上方的十字刻度線完全重合）下，從兩游標讀出角度 ?和 ?；同理轉動望遠鏡對準?AC?面，自準時讀角度? ?和，將結果填入表2中。由圖9（b）中的光路和幾何關系可知，三棱鏡的頂角

（2）

【數據記錄及處理】

表2 自準法（或反射法）測頂角數據表格

次數 游標1 游標2

第四篇：物理實驗報告《測定三棱鏡折射率》

【實驗目的】

利用分光計測定玻璃三棱鏡的折射率；

【實驗儀器】

分光計，玻璃三棱鏡，鈉光燈。

【實驗原理】

最小偏向角法是測定三棱鏡折射率的基本方法之一，如圖10所示，三角形?abc?表示玻璃三棱鏡的橫截面，ab和

ac是透光的光學表面，又稱折射面，其夾角a稱為三棱鏡的頂角；bc?為毛玻璃面，稱為三棱鏡的底面。假設某一波長的光線?ld?入射到棱鏡的?ab?面上，經過兩次折射后沿?er?方向射出，則入射線?ld?與出射線?er?的夾角

稱為偏向角。

圖10

三棱鏡的折射

由圖10中的幾何關系，可得偏向角

(3)

因為頂角a滿足，則

(4)

對于給定的三棱鏡來說，角a是固定的，隨

和

而變化。其中

與、、依次相關，因此

實際上是的函數，偏向角

也就僅隨

而變化。在實驗中可觀察到，當

變化時，偏向角

有一極小值，稱為最小偏向角。理論上可以證明，當

時，具有最小值。顯然這時入射光和出射光的方向相對于三棱鏡是對稱的，如圖11所示。

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圖1

1最小偏向角

若用

表示最小偏向角，將

代入(4)式

得

（5）

或

（6）

因為，所以，又因為，則

（7）

根據折射定律

得，（8）

將式（6）、（7）代入式（8）得：

（9）

由式（9）可知，只要測出入射光線的最小偏向角

及三棱鏡的頂角，即可求出該三棱鏡對該波長入射光的折射率n

.【實驗內容與步驟】

1．調節分光計

按實驗24一1中的要求與步驟調整好分光計。

2．調整平行光管

(1)去掉雙面反射鏡，打開鈉光燈光源。

(2)打開狹縫，松開狹縫鎖緊螺絲3。從望遠鏡中觀察，同時前后移動狹縫裝置2，直至狹縫成像清晰為止。然后調整狹縫寬度為1毫米左右（用狹縫寬度調節手輪?1?調節）。

(3)調節平行光管的傾斜度。將狹縫轉至水平，調節平行光管光軸仰角調節螺絲29，使狹縫像與望遠鏡分劃板的中心橫線重合。然后將狹縫轉至豎直方向，使之與分劃板十字刻度線的豎線重合，并無視差。最后鎖緊狹縫裝置鎖緊螺絲3。此時平行光管出射平行光，并且平行光管光軸與望遠鏡光軸重合。至此分光計調整完畢。

3．測三棱鏡的折射率

(1)將三棱鏡置于載物臺上，并使玻璃三棱鏡折射面的法線與平行光管軸線夾角約為?60度。

(2)觀察偏向角的變化。用光源照亮狹縫，根據折射定律判斷折射光的出射方向。先用眼睛（不在望遠鏡內）在此方向觀察，可看到幾條平行的彩色譜線，然后慢慢轉動載物臺，同時注意譜線的移動情況，觀察偏向角的變化。順著偏向角減小的方向，緩慢轉動載物臺，使偏向角繼續減小，直至看到譜線移至某一位置后將反向移動。這說明偏向角存在一個最小值（逆轉點）。譜線移動方向發生逆轉時的偏向角就是最小偏向角。

按

計算最小偏向角

（取絕對值）。

重復步驟?1~6，可分別測出汞燈光譜中各譜線的最小偏向角。

按式（9）計算出三棱鏡對各波長譜線的折射率。計算折射率?n?的數據表格3。

【數據記錄及處理】

表3

測量最小偏向角

鈉光波長（?）

第五篇：物理實驗報告測定三棱鏡折射率

物理實驗報告測定三棱鏡折射率

【實驗目的】

利用分光計測定玻璃三棱鏡的折射率；

【實驗儀器】

分光計，玻璃三棱鏡，鈉光燈。

【實驗原理】

最小偏向角法是測定三棱鏡折射率的基本方法之一，如圖10所示，三角形 ABC 表示玻璃三棱鏡的橫截面，AB和 AC是透光的光學表面，又稱折射面，其夾角a稱為三棱鏡的頂角；BC 為毛玻璃面，稱為三棱鏡的底面。假設某一波長的光線 LD 入射到棱鏡的 AB 面上，經過兩次折射后沿 ER 方向射出，則入射線 LD 與出射線 ER 的夾角稱為偏向角。

圖10 三棱鏡的折射

由圖10中的幾何關系，可得偏向角

(3)

因為頂角a滿足，則

(4)

對于給定的三棱鏡來說，角a是固定的，隨 和 而變化。其中 與、、依次相關，因此 實際上是 的函數，偏向角 也就僅隨 而變化。在實驗中可觀察到，當 變化時，偏向角 有一極小值，稱為最小偏向角。理論上可以證明，當 時，具有最小值。顯然這時入射光和出射光的方向相對于三棱鏡是對稱的，如圖11所示。

圖11 最小偏向角

若用 表示最小偏向角，將 代入(4)式 得

（5）

或

（6）

因為，所以，又因為，則

（7）

根據折射定律 得，（8）

將式（6）、（7）代入式（8）得：

（9）

由式（9）可知，只要測出入射光線的最小偏向角 及三棱鏡的頂角，即可求出該三棱鏡對該波長入射光的折射率n.【實驗內容與步驟】

1．調節分光計

按實驗24一1中的要求與步驟調整好分光計。

2．調整平行光管

(1)去掉雙面反射鏡，打開鈉光燈光源。

(2)打開狹縫，松開狹縫鎖緊螺絲3。從望遠鏡中觀察，同時前后移動狹縫裝置2，直至狹縫成像清晰為止。然后調整狹縫寬度為1毫米左右（用狹縫寬度調節手輪 1 調節）。

(3)調節平行光管的傾斜度。將狹縫轉至水平，調節平行光管光軸仰角調節螺絲29，使狹縫像與望遠鏡分劃板的中心橫線重合。然后將狹縫轉至豎直方向，使之與分劃板十字刻度線的豎線重合，并無視差。最后鎖緊狹縫裝置鎖緊螺絲3。此時平行光管出射平行光，并且平行光管光軸與望遠鏡光軸重合。至此分光計調整完畢。

3．測三棱鏡的折射率

(1)將三棱鏡置于載物臺上，并使玻璃三棱鏡折射面的法線與平行光管軸線夾角約為 60度。

(2)觀察偏向角的變化。用光源照亮狹縫，根據折射定律判斷折射光的出射方向。先用眼睛（不在望遠鏡內）在此方向觀察，可看到幾條平行的彩色譜線，然后慢慢轉動載物臺，同時注意譜線的移動情況，觀察偏向角的變化。順著偏向角減小的方向，緩慢轉動載物臺，使偏向角繼續減小，直至看到譜線移至某一位置后將反向移動。這說明偏向角存在一個最小值（逆轉點）。譜線移動方向發生逆轉時的偏向角就是最小偏向角。用望遠鏡觀察譜線。在細心轉動載物臺時，使望遠鏡一直跟蹤譜線，并注意觀察某一波長譜線的移動情況（各波長譜線的逆轉點不同）。在該譜線逆轉移動時，擰緊游標盤制動螺絲 27，調節游標盤微調螺絲 26，準確找到最小偏向角的位置。測量最小偏向角位置。轉動望遠鏡支架 15，使譜線位于分劃板的中央，旋緊望遠鏡支架制動螺絲 21，調節望遠鏡微調螺絲 18，使望遠鏡內的分劃板十字刻度線的中央豎線對準該譜線中央，從游標 1 和游標 2 讀出該譜線折射光線的角度和。測定入射光方向。移去三棱鏡，松開望遠鏡制動螺絲 21，移動望遠鏡支架 15，將望遠鏡對準平行光管，微調望遠鏡，將狹縫像準確地位于分劃板的中央豎直刻度線上，從兩游標分別讀出入射光線的角度和。按 計算最小偏向角（取絕對值）。重復步驟 1~6，可分別測出汞燈光譜中各譜線的最小偏向角。按式（9）計算出三棱鏡對各波長譜線的折射率。計算折射率 n 的數據表格3。

【數據記錄及處理】

表3 測量最小偏向角

鈉光波長（?）次數 游標1 游標2