用最小偏向角法测定棱镜玻璃折射率考试须知（乙组）
（一） 实验操作考试内容：
利用分光计测量三棱镜的折射率；
提前2周写好考试实验项目的预习报告，包括实验原理，实验仪器，用铅笔画出实验原理图和测量数据表格，由课代表提前1周收齐后交到物理实验室办公室，否则不予实验考试资格；考试时间2小时，单人单组，现场完成实验和实验报告；
（二）实验仪器
分光计，三棱镜(请自带函数计算器等工具)
（三）实验提示：
1）调节分光计。
(1)目测粗调水平 (2)用自准法调整望远镜聚焦无穷远
(3)调节望远镜轴线、载物台台面与分光计主轴垂直（4）调节平行光管出射平行光并垂直于分光计主轴
调好后检查、记分
2）三棱镜的顶角A是已知条件：A= 60
3
）测量三棱镜的最小偏向角
如图放置三棱镜，使平行光管、望远镜、三棱镜粗调到右图所示位置。先用眼睛直接找到折射光的大致方向，当看到各种颜色的光谱线时
,
人眼看着光谱线不动
,
把望远镜转到人眼的前面
,
再用望远镜观察。对准要测的一条光谱线（例如绿线）
,
当转动载物台
(
棱镜随着载物台转动
)
（即改变入射角）使入射角减小，谱线向入射光方向靠拢，偏向角逐渐减小，并转动望远镜跟踪该谱线，直至载物台（棱镜）继续沿着同方向转动到某个位置时谱线不再移动，载物台（棱镜）继续沿原方向转动，谱线反而向相反方向移动，此转折点即为该谱线的最小偏向角位置。即棱镜台转到某一个位置再继续转动，视场里的谱线不再沿着原方向移动，而开始向相反方向移动（偏向角反而变大）。这时把望远镜叉丝对准这个转折处的谱线，转动望远镜使其分划板竖直准线将该谱线左右大致平分，记录角位置
φ
1
的两个游标读数
和
。然后使望远镜对准入射光（移去三棱镜，转动望远镜对准平行光管，同样使望远镜竖直准线平分狭缝，）读取入射光角位置读数
φ
0
。记下两个游标的读数
和
。则
最小偏向角δｍｉｎ＝｜φ1－φ0｜或
将
和
代入公式
，即可求得三棱镜对该单色光的折射率。
重复上述操作，一共测量三次，求得三个δｍｉｎ，分别求得三棱镜对该单色光的折射率n1,n2,n3.求
，结果表达式保留四位有效数字，要求写出计算过程。
(四)参考资料：
认真复习大学物理实验课本P156-P164,正确调整使用分光计
第二篇：用分光计测棱镜玻璃的折射率
用分光计测棱镜玻璃的折射率
[预习思考题]
⒈ 望远镜调焦至无穷远是什么含义？为什么当在望远镜视场中能看见清晰且无视差的绿十字像时，望远镜已调焦至无穷远？
答：望远镜调焦至无穷远是指将望远镜的分划板调至其物镜的焦面位置上，使从无穷远处射来的光线、即平行光会聚于分划板上。
根据薄透镜近轴成像与光线反射的原理，当从分划板下方的透明十字中出射的光线经物镜折射与平面镜反射后能清晰且无视差地成像于望远镜的视场中（即成像于分划板上）时，分划板必处于望远镜物镜的焦面位置上，故此时望远镜已调焦至无穷远。
⒉ 为什么当平面镜反射回的绿十字像与调节用叉丝重合时，望远镜主光轴必垂直于平面镜？为什么当双面镜两面所反射回的绿十字像均与调节用叉丝重合时，望远镜主光轴就垂直于分光计主轴？
答：调节用叉丝与透明十字位于分划板中心两侧的对称位置上。根据薄透镜近轴成像与光线反射的原理，要使平面镜反射回的绿十字像与调节用叉丝重合，则与望远镜出射平行光平行的副光轴和与平面镜反射平行光平行的副光轴必须与望远镜主光轴成相等的角且三轴共面。要达到此要求，平面镜的镜面就必须垂直于望远镜主光轴。
当双面镜两面所反射回的绿十字像均与调节用叉丝重合时，仪器系统必同时满足以下条件：①双面镜的镜面平行于载物台转轴，即分光计主轴；
②望远镜的主光轴垂直于双面镜的镜面。根据立体几何的知识易知，此时望远镜的主光轴必垂直于分光计主轴。
⒊ 为什么要用“二分法”调节望远镜主光轴与分光计的主轴垂直？ 答：事实上，调望远镜主光轴与分光计主轴严格垂直的方法不止一种，用“二分法”调节的优点在于快捷。可以证明，用“二分法”调节可以迅速地使双面镜的镜面平行于分光计主轴（实际操作中一般只需调两三次就可实现），同时在调节中又始终保持望远镜主光轴与双面镜镜面垂直，从而使调节工作迅速方便地完成。
⒋ 如何测量最小偏向角？
答：略（详见教材）。
[实验后思考题]
⒈ 通过实验，你认为分光计调节的关键在何处？
答：主观题，请学生自答。
⒉ 能否直接通过三棱镜的两个光学面来调望远镜主光轴与分光计主轴垂直？
答：不能。原因如下。
我们通过调节载物台面与望远镜的倾斜度总可以把仪器系统调整到如图所示的状态。图中，E为分光计主轴OO/上的任一点，EF、EQ分别为E点到三棱镜两光学面A/ACC/与A/ABB/的距离；θ1、θ2分别为EF、EQ与OO/轴
的夹角， 且θ1=θ2≠90°；望远镜主光轴∥EG。容易证明，在此状态下，望远镜的主光轴首先⊥A/ABB/面，而当三棱镜随载物台转过φ角（即EF与EG的夹角）后，A/ACC/面就转至与先前A/ABB/面平行或重合的位置 ，此时望远镜的主光轴又⊥A/ACC/面。由此可见，在三棱镜随同载物台转动φ角前后，三棱镜两光学面反回的绿十字像都与调节用叉丝重合，但此时，望远镜的主光轴显然不垂直OO/轴。
⒊ 分光计的双游标读数与游标卡尺的读数有何异同点？
答：分光计的双游标读数与游标卡尺的读数在读数方法上完全一致，所不同的是：游标卡尺的读数直接就是测量的结果，但分光计的双游标读数则不然。首先，从分光计游标上读取的数据只是代表某一光线或某一直线的空间方位角，而非测量结果----某一光线或某直线的转角、或是两光线或两直线的夹角，测量结果是游标两次读数之差的绝对值。其次，为消除分光计由于制造所带来的偏心差，须取两个游标各自测量结果的算术平
均值作为最终的测量结果。
另外，对分光计的读数还应注意以下两个问题：
① 分光计度盘的最小分度值为0.5°，故在读数时应看清游标零线过没过度盘上的半度线。若过半度线，则读数要加30′，反之则不加。 ② 由于分光计度盘上的0°与360° 线重合，所以若某一游标的两次读数位置恰好位于0°线两侧，则该游标两次读数之差的绝对值不能作为测量结果（详因见教材），此时，须用360°减去该数值，所得差值即为测量结果。
⒋ 转动望远镜测角度之前，分光计的哪些部分应固定不动？望远镜应和什么
盘一起转动？
答：转动望远镜测角度之前，载物台与游标盘都应被锁紧，使它们不能被转动。
测量时，望远镜应和度盘一起转动。