教學章節：實驗 用分光計測定三棱鏡的折射率

教學內容：1、用分光計測定三棱鏡的折射率
????????? 2、分光計的調節要領
????????? 3、指導學生進行實驗操作、觀察實驗現象、測量并記錄實驗數據。
教學學時：3學時
教學目的：1、了解分光計的結構，明確分光計的調整要求，掌握調整方法。
????????? 2、掌握測量正三棱鏡的頂角和最小偏向角，計算棱鏡的折射率。
教學重點、難點：
1、?分光計的調節
2、?最小偏向角的確定
教學方法、方式：講解、演示、學生操作教師指導。
教學過程：
一.、引入
折射率是物質重要的光學特性常數，測定折射率的方法很多，這里介紹“棱鏡法”，并以此作為分光計調整和使用的練習。
二、 實驗儀器介紹
⑴分光計；⑵雙面反射鏡；⑶低壓汞燈（共用）；⑷三棱鏡。
分光計是光學實驗中最基本的測角儀器，它精度高、結構比較復雜。在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理等各項實驗中作角度測量。

三、實驗原理講解
? 1、講解折射率計算公式各量的含義：
?
只要測出頂角A和對不同譜線的最小偏向角 ，即可按工式求出棱鏡對汞燈不同波長譜線的折射率n。
透明材料的折射率是光波波長的函數，同一棱鏡對不同波長的光具有不同的折射率。所以當復色光經棱鏡折射后，不同波長的光將產生不同的偏向角而被分散開來。通常在不考慮色散的情況下，棱鏡的折射率是對鈉光波長5.893 10-7m而言。
本實驗所用的光源為低壓汞燈，它們的波長分別是：
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??????????? 4.3583×10-7m????????????????? 藍
4.0778×10-7m????????? 藍紫??????????? 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）等為普通低壓汞燈的四條特征譜線。
2、數據處理
設三棱鏡頂角 ，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)
同理可計算出頂角A的不確定度 。
把有關量代入（24-1）式和（24-4）式分別求三棱鏡對某種光的折射率的平均值 及其不確定度 ，再由公式：
???????????????????????????????????????????????? （24-7）
求得相對不確定度 。最后寫出測量結果的表達式：