课 题 用分光计测棱镜玻璃的折射率
教 学 目 的 1、使学生了解分光计的结构和原理，学会调节和使用分光计的方法。
2、使学生掌握测量棱镜顶角和最小偏向角的方法。
3、用最小偏向角法计算棱镜玻璃的折射率。
重 难 点 1、分光计的调节
2、最小偏向角的测量
教 学 方 法 讲授、讨论、实验演示相结合
学 时 4个学时
一、前言
分光计是一种精确测量光线偏转角度的光学仪器，常用来测量广波的波长、棱镜
的色散率等。分光计比较精密，调整部件较多，是一种具有代表性的基本光学仪器，
熟练掌握分光计的调整和使用，对一般光学仪器具有普遍的参考和指导作用。
折射率是介质材料光学性质的重要参量，测量的方法也很多，本实验通过测量三
棱镜的顶角和最小偏向角来求出棱镜玻璃的折射率。
二、实验仪器
JJY型分光计，6.3V/220V变压器，手持照明放大镜，双面镜、三棱镜、低压汞
灯及电源。
三、实验原理
三棱镜是分光仪器中的色散元件，其主截面是等腰三
角形，如图1所示，光线以入射角投射到棱镜面
上，经棱镜两次折射后，以角从面射出，出射光
线与入射光线的夹角称为偏向角。的大小随入射角
而改变。可以证明，当时，偏向角为极小值
称为棱镜的最小偏向角。它与棱镜的顶角和折射率之间有如下关系：
四、实验内容及步骤
1、调节分光计
（１）调节的要求
分光计的调节要达到“三垂直”的几何要求和“三聚焦”的物理要求。“三垂直”是
指载物台平面、望远镜的主光轴、平行光管的主光轴必须与分光计主轴垂直。“三聚
焦”是指叉丝对目镜聚焦，即在目镜中能看到清晰的叉丝的像；望远镜对无穷远聚焦
即平面镜返回清晰的绿十字的像；狭缝对平行光管物镜聚焦，即在望远镜中看到清晰
的狭缝像。
（２）调节的步骤
①参照图２，简要的介绍分光计的基本构造以及各部件的功能和调节方法。
②目测粗调“三垂直”。
③调叉丝对目镜聚焦。打开电源，让
照明小灯照亮望远镜视场。旋转目镜
同时眼睛从目镜中观察，直至看到叉
丝变清晰，此时叉丝正好位于目镜的
焦平面上。
④调望远镜对无穷远聚焦。
⑤调望远镜的主光轴与分光计主轴垂直。
⑥调载物台平面与分光计主轴垂直。
⑦狭缝对平行光管的物镜聚焦。
⑧调平行光管主光轴与分光计主轴垂直。
２、调节三棱镜的两个光学面平行于分光计主轴
将三棱镜放置于载物台上，使其每一个角对准一个调平螺钉，并使其非光学面对准平
行光管。采用“二分法”反复调节，直至、两面返回的绿十字像与调节用的
叉丝重合，此时棱镜的两光学面就平行于分光计主轴。
3、用自准法测三棱镜的顶角。
4、测量三棱镜的最小偏向角。
五、数据表格及数据处理
入射光波长： 分光计分度值：
实验结果计算
（1）三棱镜的顶角
（２）最小偏向角
（３）棱镜玻璃的折射率
（４）不确定度的计算
①求
三棱镜的顶角直接取，因此只要取的类不确定度分量，所以
②求
③求
④结果表达式

六、注意事项
1、在实验中，拿放光学器件时，要轻拿轻放，注意不要用手接触光学面。
2、在转动望远镜时，不要直接转镜筒，而是转动望远镜下面的支架。
3、在测量偏转角度时，一定要固定度盘和望远镜，让它们仪器转动。
七、教学后记
1、本实验操作步骤很多，操作难度较大，一定要注意边讲解边演示。
2、由于实验步骤太多，一般采取分步讲解，讲解完一个大的步骤以后，马上要求学
生操作，培养学生的动手能力。
3、实验报告填写时，要强调测量结果的标准化表达、不确定度的计算以及课后思考
题。