实验数据处理

1．  计算三棱镜顶角及不确定度

顶角A的计算公式：

(1)自准法

(2)反射法

其中须考虑实际转过的角度。

(3) 顶角A的不确定度的计算公式

自准法:

反射法：

2． 最小偏向角的计算及最小偏向角的不确定度

（1）       最小偏向角的计算公式：

其中须考虑实际转过的角度。

（2）最小偏向角的不确定度计算公式：

3．  计算折射率以及折射率的不确定度

由折射率的计算公式 ，

对较厚三棱镜，可得: n_蓝紫=               n_绿=             

由折射率的不确定度计算公式：

仪器误差  Δθ = 2′=5.82×10^-4(rad)

可得:

u (n_蓝紫) =                     ，u(n_绿) =                     

测得折射率

n_蓝紫 =       ±           ，n_绿  =          ±            

数据处理注意事项

与角度的不确定度有关的数值的单位应取为弧度。

 

第二篇：大学物理实验系列——分光计的调整与使用参考答案

用分光计测量三棱镜折射率

实验数据处理

1.顶角及不确定度的计算

(1)自准法:  ， 

(2)反射法：

2.最小偏向角及最小偏向角的不确定度的计算

（1）最小偏向角的计算公式：

（2）最小偏向角的不确定度计算公式：

仪器误差Δθ= 2′=5.82×10^-4(rad)

u(A) =2′=5.82×10^-4(rad)        u(δ_min) =1′=2.91×10^-4(rad)

A=    ° ′±2′               δ_min =    ° ′±1′

3.折射率以及折射率的不确定度的计算

(1)折射率的计算公式

(2)折射率的不确定度计算公式

式中的角度的不确定度应取弧度为单位

n±u (n)=         ±     

思考题及参考答案

1.望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直，应该在望远镜中看到什么现象？利用哪些螺钉调节？

光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的十字像，都能与望远镜分划板叉丝刻线上交点重合。用望远镜筒倾角调平螺钉和载物台调平螺钉进行调节。

2.平行光管能够发出平行光，应该在望远镜中看到什么现象？如何调节？

看到清晰的狭缝像。前后移动狭缝筒。

3.调节三棱镜两个光学面的法线垂直于分光计中心轴时，三棱镜如何在载物台上摆放？说明理由。

三棱镜的摆放如右图所示，以达到调整一个光学面的法线方向时，尽量不对另一个光学面的倾斜度产生影响。调节螺钉2，改变光学面AB的法线方向，对光学面AC的法线方向无影响；调节螺钉3，可改变光学面AC的法线方向而不会对光学面AB的倾斜度产生影响。

4.调节望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直时，如果只对一个光学面观察到反射的十字像，如何调节？

如图所示，当望远镜光轴和载物台都倾斜，但望远镜的光轴垂直或大致垂直于光学平行平板的镜面时，从望远镜中可观察到反射的十字像。将光学平行平板随载物台转过180⁰后，望远镜的光轴与光学平行平板的镜面不再有垂直或大致垂直的关系，反射的十字像则可能无法进入望远镜。因此，只能观察到一个光学面反射的十字像。

根据望远镜光轴和载物台的倾斜方向，可分析判断反射的未进入望远镜的十字像，是在望远镜筒外的上方还是下方。由此，可决定进一步的调节方向，或者重新进行粗调。

5.为什么采用双游标读数？两个游标有什么关系？

为消除度盘与分光计中心转轴之间的偏心差。两个游标相隔180⁰。

6.三棱镜光谱的特点是什么？

棱镜的折射率与入射光的波长有关。以一定的入射角入射的复色光经三棱镜后，不同波长的出射光线的偏向角不同，因而形成色散光谱。入射角相同时，波长短的偏向角大，相应地折射率也大。即黄光的偏向角比绿光的小，绿光的又比蓝紫光的偏向角小。