實驗6—5角度法測量折射率
一、實驗目的
1.進一步掌握分光儀的調整和使用；
2.掌握自準法測棱鏡頂角的方法；
3.掌握用最小偏向角測量棱鏡玻璃的折射率；
4.學習用掠入法測量棱鏡玻璃和液體的折射率。
二、原理說明
1.最小偏向角法測棱鏡玻璃的折射率棱鏡是用透明介質加工成的棱柱體，垂直於棱脊的截麵呈三角形的稱三棱鏡。
截麵內的折射分別為界麵和界麵的折射角為棱鏡玻璃的折射率。隻要測出，就可以測得棱鏡玻璃的折射率。
2.掠入射法測棱鏡玻璃的折射率用單色擴展光源（光源前加一毛玻璃）照射到三棱鏡麵上，使擴展光源以約90度角掠入射棱鏡。全反射定律告訴我們，光線以90度角入射時，棱鏡內折射角、為最大。當擴展光源從各個方向射向麵時，凡入射角小於90度的，折射角必小於，出射角必大於心而大於90的入射光，不能進入棱鏡，這樣在側麵觀察時形成半明半暗視場，明暗視場的交線，就是入射角6為90的光線的出射方向。
隻要測得三梭鏡頂角和出射角即可測得棱鏡玻璃的折射率。掠入射法測液體的折射率在三棱鏡的貼麵上塗上一層待測液體，再加上另一直角棱鏡，將待測液體夾在兩棱鏡之間，使擴展光源通過直角棱鏡，掠入射到三角棱鏡的麵。
三、儀器設備
分光儀一台，平麵反射鏡一個，等邊三角棱鏡一個，直角三角棱鏡一個，待測液體少許，鈉燈光源一套，毛玻璃一塊。
四、實驗內容與測量要求
1.嚴格調整分光儀。
2.嚴格調整等邊三棱鏡，用自準法測定等邊三棱鏡的頂角。
3.嚴格調整直角三棱鏡，用自準法測定直角三梭鏡的頂角。
4.用最小偏向角法測定等邊三棱鏡玻璃的折射率。
5.用掠入射法測定直角三棱鏡玻璃的折射率。
6.用掠入射法測定液體的折射率。
7.消除分光計的偏心差。
8.減小刻度盤分度不勻而造成的偏差。
五、數據處理要求
1.所有直接測量值的原始數據應列表表示。
2.計算各直接測量值的不確定度。
3.計算各折射率及其不確定度，並寫出最後結果。
4.每一計算量都必須有文字式表示，並將各物理量對應地代入文字式而得出計算結果。
六、實驗提示
1.無論是最小偏向角法或掠入射法，都必須明確實驗條件，在獲得滿足條件的情況下再動手操作，免得事倍功半。
2.測液體折射率時，在棱鏡表麵滴上幾滴待測液體，然後將兩塊棱鏡在載物台上輕輕壓合即可。
3.掠入射法測折射率時，毛玻璃置於棱鏡附近，平行光管不再使用。
實驗6—6衍射光柵
一、實驗目的
1.進一步掌握分光儀的調整方法和被測光學組件的調整方法；
2.掌握光柵特性參數的棊本概念和測量方法；
3.應用光柵的色散特性，測定光波的波長。
二、原理說明
衍射光柵是一種光學組件，其上有規則地配置著線、縫、槽或光學性質變化的物質。作為色散組件，它廣泛應用於光譜分析，隨著現代技術的發展，它在計量、無線電天文、光通訊、光信息處理等許多領域中都有十分重要的應用。
廣義地說，具有周期性的空間結構或光學性能（如透射率、折射率）的衍射屏，統稱光柵。例如在透明的玻璃片上，用刻劃機刻劃出一係列等寬又等間隔的平行狹縫，就是一種-維光柵。其刻痕寬度為“不透光，兩刻痕之間可透光，其寬度歲稱為光柵常數。用兩束有一定夾角的平行激光束照在感光幹板上，得到一組等寬而又等間隔的平行幹涉條紋，這也是一種一維光柵，其性能與刻劃光柵相當，稱為全息光柵。
1.光柵方程
當一束平行單色光（波長為）垂直照射到光柵上時，每一條狹縫都要產生衍射，同時這些衍射光又將彼此幹涉，用一透鏡把它們會聚到屏幕上，將在屏幕上，呈現由衍射和幹涉共同產生的光柵衍射條紋。
由於此公式決定光柵衍射主極大位置，稱它為光柵方程，它表明不同波長的同級主極大出現在不同的方位，長波的衍射角大，短波的衍射角小。如果光源中包含幾個不同波長，則同一級譜線對不同波長將有不同衍射角，在不同地方形成不同顏色的光線，稱為光譜。某一譜線衍射角大小完全取決於這一光柵的光柵常數，所以光柵常數是衍射光柵的一個重要參數。
2.光柵色散率
光柵的作用是將不同波長的波陣麵分離開來。在實際工作中，用光柵作色散組件時，關心的問題是：對於一定波長差似的兩條譜線，其角間隔卵或在屏幕上的間距擬有多大？通常用角色散率或線色散率表示光柵對不同波長的譜線分開的程度。波長相差瓜的兩條譜線之間的角距離稱角色散率。
色散率是光柵的一個重要指標，它與光柵常數成反比與級數成正比，角色散率愈大，就愈容易將兩條很靠近的譜線分開。實際上，光柵常數很小，所以光柵具有較大的色散能力，是良好的色散組件。
3.光柵的分辨率
色散率隻反映譜線中心分離的程度，並不表示譜線之間是否重疊。因為光譜線並不是一條幾何直線，而是光強從極大到極小逐漸變化的幹涉條紋，所以譜線具有一定寬度。兩條很靠近的譜線都有一定寬度，當它們的寬度達到一定程度，將互相交疊，觀察時，條紋的光強是兩條譜線各自產生的光強之和，兩條譜線將可能被視為一條譜線而不能分辨，就是這種情況。
根據瑞利判別準則：當一條譜線強度的極大值，與另一條譜線強度的極小值重合時，則兩條譜線剛可分辨，兩條譜線X和的角間距朋都相同，即角色散率。
同一色散率不同譜線寬度的分辨率都相同，但由於每條譜線的寬度不同，造成不可分辨，剛可分辨，可以分辨。可見條紋越細，分辨率就越大。
說越小，說明儀器的分辨本領越大。通常把波長X與該波長附近被分辨的最小波長差之比作為光柵的分辨率。
可見光柵的分辨率等於光譜線的級數與光柵衍射有效狹縫總數的乘積，而與光柵常數無關。
三、儀器設備
分光儀、平麵反射鏡，光柵，汞燈光源，遊標卡尺。
四、實驗要求
1.分光儀的調整
嚴格按分光儀的調整步驟調好分光儀。
2.光柵的調整
實驗所用的光柵為全息光柵，即在全息幹版的藥膜麵上有等寬而等間隔的條紋結構，藥膜是塗在玻璃基片上的，所以光柵的調整必須做到：
（1）由光柵方程，可知光柵藥膜麵必須垂直平行光管。
（2）光柵的法線和光柵衍射方向所組成的平麵一衍射麵，必須與主刻度盤和遊標讀數盤平行。
以上對光柵調整的兩個要求，必須予先設計好實驗步驟請考慮，如果上述要求達不到，會出現什麼現象，怎樣調整，玻璃基片的厚度和前後麵之間的平行度，在調光柵時可不作考慮。
3.以汞燈作光源，把汞燈光譜的雙黃線中較長的光波為標準，測定光柵的重要參數一光柵常數。
光柵調整時垂直入射的條件未必能得到充分保證，選擇測量方案時應當考慮如何進一步消除斜入射帶來的誤差。
4.減小主標盤由於刻度不均勻而引入測量誤差。
五、數據處理要求
1.用列表法記錄測量的原始數據。