물리적 실험 보고서 "삼각 굴절률 측정"
[실험 목적]
분광계를 사용하여 유리 프리즘의 굴절률 측정.
[실험 장치]
분광계, 유리 프리즘, 나트륨 빛.
[실험 원리]
최소 편향 각법은 삼각형 프리즘의 굴절률을 결정하기위한 기본 방법 중 하나이다.도 10에 도시 된 바와 같이, 삼각형 ABC는 유리 프리즘의 단면을 나타내고, AB 및 AC는 투명 인 굴절 표면이라 불리는 광학 표면이고, 각도 α는 프리즘의 정점 각도, BC는 삼각형 프리즘의 바닥면이라고 불리는 젖빛 유리 표면입니다. 어떤 파장의 광 LD가 프리즘의 AB면에 입사하여 굴절 후 ER 방향으로 2 회 출사된다고 가정하면 입사 광선 LD와 출사 광선 ER 사이의 각도를 편향 각이라한다.
그림 10 프리즘 굴절
그림 10의 기하학적 관계로부터 편향 각도를 얻을 수 있습니다.
상부 각도 (α)가 만족되기 때문에,
주어진 프리즘의 경우 각도 a는 고정되어 있으며 합계에 따라 다릅니다. 어느 것과 관련이 있습니까? 그래서 함수는 실제로 함수이고, 편향 각도는 변경됩니다. 실험에서 변화 할 때 편향 각은 최소 편향 각이라 불리는 매우 작은 값을 갖는다는 것을 관찰 할 수 있습니다. 이론적으로, 그 당시에는 최소한이 있다는 것을 증명할 수 있습니다. 이 때의 입사광의 방향과 출사하는 광의 방향이 삼각 프리즘에 대하여 대칭 인 것은 명백하다.
탐색중인 기사는 첫 번째 'Panwen.com'에 의해 구성되며 저작권은 원본 작성자와 원본 소스에 속합니다.
그림 11 최소 편향 각
최소 처짐 각을 나타내는 데 사용되면 대체됩니다.
또는
왜냐하면, 때문에, 때문에
굴절 법칙에 따르면,
수식 및 대체 :
입사광의 최소 편향 각과 삼각 프리즘의 꼭지각을 측정함으로써, 삼각 프리즘의 입사광의 굴절률 n을 구할 수있는 것을 알 수있다.
[실험 내용 및 단계]
1. 조정 분광계
실험 24-1의 요구 사항과 단계에 따라 분광계를 조정합니다.
2. 시준기 조정
양면 거울을 제거하고 나트륨 광원을 켭니다.
슬릿을 열고 슬릿 잠금 나사 3을 풉니 다. 슬릿이 깨끗하게 묘사 될 때까지 슬릿 장치 2를 앞뒤로 움직이는 동안 망원경을 관찰하십시오. 그런 다음 슬릿 너비를 약 1 mm로 조정하십시오.
시준기의 경사를 조정하십시오. 슬릿 이미지가 망원경 레티클의 중심선과 일치하도록 슬릿을 수평으로 돌리고 시준기 광축 높이 조절 나사 29를 조정합니다. 그런 다음 슬릿을 수직 방향으로 돌려서 시차없이 레티클 교차 눈금 선의 수직선과 일치시킵니다. 마지막으로, 슬릿 장치 잠금 나사 (3)가 잠긴다. 이때, 시준기는 평행 광을 방출하고, 시준기의 광축은 망원경의 광축과 일치한다. 이 시점에서 분광계가 조정되었습니다.
3. 프리즘의 굴절률 측정
프리즘은 스테이지 위에 놓여 있으며 유리 프리즘의 굴절 표면의 법선은 시준기의 축에 대해 약 60 도의 각을 이룹니다.
편향 각의 변화를 관찰하십시오. 광원은 슬릿을 조명하고, 굴절 된 빛의 방향은 굴절의 법칙에 따라 판단된다. 먼저이 방향으로 눈을 관찰, 당신은 천천히 무대를 회전 여러 라인을 볼 수있는 라인의 움직임에주의, 편향 각도의 변화를 관찰. 편향 각이 감소하는 방향으로 스테이지를 천천히 돌리므로 편향 각은 라인이 한 위치로 이동하고 반대 방향으로 움직일 때까지 계속 감소합니다. 이것은 편향 각의 최소값이 있음을 보여줍니다. 선의 이동 방향이 반전 될 때의 편향 각이 최소 편향 각입니다.
1 망원경으로 선을 관찰하십시오. 주의 깊게 무대를 돌릴 때, 망원경은 선을 추적하고 특정 파장 선의 움직임에주의를 기울이십시오. 라인이 반전 될 때, 버니어 디스크 브레이크 스크류 (27)를 조이고 버니어 디스크 미동 나사 (26)를 조정하여 최소 편향 각의 위치를 정확하게 찾는다.
2 최소 편향 각 위치를 측정합니다. 망원경 브래킷 15를 돌려 선이 레티클의 중심에 오도록하고 망원경 브래킷 브레이크 스크류 21을 조이고 망원경 파인 조정 나사 18을 조정하여 망원경의 레티클 교차 표식의 중앙 수직선이 선의 중심과 정렬되도록합니다. 커서 1과 커서 2에서 선의 굴절 된 광선의 각도 합계를 읽습니다.
3 입사광의 방향을 결정하십시오. 프리즘을 제거하고 텔레스코픽 브레이크 스크류 21을 풀고 망원경 브래킷 15을 움직이고 망원경을 콜리메이터에 맞춘 다음 망원경을 미세 조정하고 두 개의 커서와 별도로 읽은 레티클의 중앙 수직 눈금에 슬릿 이미지를 정확하게 위치시킵니다. 입사광의 각도.
4를 눌러 최소 처짐 각도를 계산합니다.
5 1 ~ 6 단계를 반복하여 수은 램프 스펙트럼에서 각 라인의 최소 편향 각을 측정합니다.
6 수식에 따라 각 파장 선에 대한 프리즘 굴절률을 계산합니다. 굴절률 n을 계산하기위한 표 3.
[데이터 기록 및 처리]
표 3 최소 편향 각 측정
나트륨 광 파장 번호 커서 1 커서 2
분광계를 사용하여 유리 프리즘의 굴절률 측정.
[실험 장치]
분광계, 유리 프리즘, 나트륨 빛.
[실험 원리]
최소 편향 각법은 삼각형 프리즘의 굴절률을 결정하기위한 기본 방법 중 하나이다.도 10에 도시 된 바와 같이, 삼각형 ABC는 유리 프리즘의 단면을 나타내고, AB 및 AC는 투명 인 굴절 표면이라 불리는 광학 표면이고, 각도 α는 프리즘의 정점 각도, BC는 삼각형 프리즘의 바닥면이라고 불리는 젖빛 유리 표면입니다. 어떤 파장의 광 LD가 프리즘의 AB면에 입사하여 굴절 후 ER 방향으로 2 회 출사된다고 가정하면 입사 광선 LD와 출사 광선 ER 사이의 각도를 편향 각이라한다.
그림 10 프리즘 굴절
그림 10의 기하학적 관계로부터 편향 각도를 얻을 수 있습니다.
상부 각도 (α)가 만족되기 때문에,
주어진 프리즘의 경우 각도 a는 고정되어 있으며 합계에 따라 다릅니다. 어느 것과 관련이 있습니까? 그래서 함수는 실제로 함수이고, 편향 각도는 변경됩니다. 실험에서 변화 할 때 편향 각은 최소 편향 각이라 불리는 매우 작은 값을 갖는다는 것을 관찰 할 수 있습니다. 이론적으로, 그 당시에는 최소한이 있다는 것을 증명할 수 있습니다. 이 때의 입사광의 방향과 출사하는 광의 방향이 삼각 프리즘에 대하여 대칭 인 것은 명백하다.
탐색중인 기사는 첫 번째 'Panwen.com'에 의해 구성되며 저작권은 원본 작성자와 원본 소스에 속합니다.
그림 11 최소 편향 각
최소 처짐 각을 나타내는 데 사용되면 대체됩니다.
또는
왜냐하면, 때문에, 때문에
굴절 법칙에 따르면,
수식 및 대체 :
입사광의 최소 편향 각과 삼각 프리즘의 꼭지각을 측정함으로써, 삼각 프리즘의 입사광의 굴절률 n을 구할 수있는 것을 알 수있다.
[실험 내용 및 단계]
1. 조정 분광계
실험 24-1의 요구 사항과 단계에 따라 분광계를 조정합니다.
2. 시준기 조정
양면 거울을 제거하고 나트륨 광원을 켭니다.
슬릿을 열고 슬릿 잠금 나사 3을 풉니 다. 슬릿이 깨끗하게 묘사 될 때까지 슬릿 장치 2를 앞뒤로 움직이는 동안 망원경을 관찰하십시오. 그런 다음 슬릿 너비를 약 1 mm로 조정하십시오.
시준기의 경사를 조정하십시오. 슬릿 이미지가 망원경 레티클의 중심선과 일치하도록 슬릿을 수평으로 돌리고 시준기 광축 높이 조절 나사 29를 조정합니다. 그런 다음 슬릿을 수직 방향으로 돌려서 시차없이 레티클 교차 눈금 선의 수직선과 일치시킵니다. 마지막으로, 슬릿 장치 잠금 나사 (3)가 잠긴다. 이때, 시준기는 평행 광을 방출하고, 시준기의 광축은 망원경의 광축과 일치한다. 이 시점에서 분광계가 조정되었습니다.
3. 프리즘의 굴절률 측정
프리즘은 스테이지 위에 놓여 있으며 유리 프리즘의 굴절 표면의 법선은 시준기의 축에 대해 약 60 도의 각을 이룹니다.
편향 각의 변화를 관찰하십시오. 광원은 슬릿을 조명하고, 굴절 된 빛의 방향은 굴절의 법칙에 따라 판단된다. 먼저이 방향으로 눈을 관찰, 당신은 천천히 무대를 회전 여러 라인을 볼 수있는 라인의 움직임에주의, 편향 각도의 변화를 관찰. 편향 각이 감소하는 방향으로 스테이지를 천천히 돌리므로 편향 각은 라인이 한 위치로 이동하고 반대 방향으로 움직일 때까지 계속 감소합니다. 이것은 편향 각의 최소값이 있음을 보여줍니다. 선의 이동 방향이 반전 될 때의 편향 각이 최소 편향 각입니다.
1 망원경으로 선을 관찰하십시오. 주의 깊게 무대를 돌릴 때, 망원경은 선을 추적하고 특정 파장 선의 움직임에주의를 기울이십시오. 라인이 반전 될 때, 버니어 디스크 브레이크 스크류 (27)를 조이고 버니어 디스크 미동 나사 (26)를 조정하여 최소 편향 각의 위치를 정확하게 찾는다.
2 최소 편향 각 위치를 측정합니다. 망원경 브래킷 15를 돌려 선이 레티클의 중심에 오도록하고 망원경 브래킷 브레이크 스크류 21을 조이고 망원경 파인 조정 나사 18을 조정하여 망원경의 레티클 교차 표식의 중앙 수직선이 선의 중심과 정렬되도록합니다. 커서 1과 커서 2에서 선의 굴절 된 광선의 각도 합계를 읽습니다.
3 입사광의 방향을 결정하십시오. 프리즘을 제거하고 텔레스코픽 브레이크 스크류 21을 풀고 망원경 브래킷 15을 움직이고 망원경을 콜리메이터에 맞춘 다음 망원경을 미세 조정하고 두 개의 커서와 별도로 읽은 레티클의 중앙 수직 눈금에 슬릿 이미지를 정확하게 위치시킵니다. 입사광의 각도.
4를 눌러 최소 처짐 각도를 계산합니다.
5 1 ~ 6 단계를 반복하여 수은 램프 스펙트럼에서 각 라인의 최소 편향 각을 측정합니다.
6 수식에 따라 각 파장 선에 대한 프리즘 굴절률을 계산합니다. 굴절률 n을 계산하기위한 표 3.
[데이터 기록 및 처리]
표 3 최소 편향 각 측정
나트륨 광 파장 번호 커서 1 커서 2
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