来的十字像，均与分光板的调整准线（分划板上方的十字叉线）重合。这两个角位置之差即为三棱镜两工作面的法线夹角?，那么顶角 A = 180-? 4 最小偏向角的判断与棱镜玻璃折射率测定
偏向角是入射光与出射光之间的夹角，随着入射角由小增大，偏向角先减小再增大，中间有一个极小值，此时入射角与出射角相等。在实验中，旋转载物台（三棱镜随之旋转，对应入射角的改变），观察折射光线的移动情况。当看到折射光线向偏向角减小的方向移动时，继续沿此方向转动载物台，就会看到当载物台转动至某一位置时，折射光线不再移动。此后，该折射光线向偏向角增大的方向移动。这一光线移动方向发生转折的位置就是最小偏向角所在的位置。 二 例题
1 下图所示的角位置为（ ）。
提示：分光计中的游标盘的读数和游标卡尺类似，只是普通游标卡尺反应的是线度，而这里是角度，量程是0~360。该分光计的主尺的最小刻度为0.5，或30’。读数原则：“零前看主尺，零后看对齐”。这里的“零”是指游标中的零刻度。“零前看主尺”是指整数部分的读数（以主尺最小分度为单位）是游标上零刻度对应主尺的读数。“零后看对齐”则是指小数部分由游标卡尺上某一刻度与主尺上某一刻度对齐来确定。图中游标上零刻度处于主尺上的233~23330'之间，因此主尺读数233，游标上13刻度与主尺上某一刻度对齐，因此读数为13’，总的读数为23313'。
2 在调整分光计的载物台时，三棱镜的两个表面反射回来的十字像都处于同一高度，但是不在望远镜叉丝的横线上，这时应当调节（ ） A 载物台 B 平行光管 C 目镜 D 望远镜的俯仰
提示：两十字架都处于同一高度，说明载物台已经调节好，且该光学过程与平行光管无关，目镜的调节只是为了看清分划板，正确的答案是D ，调节望远镜的俯仰可以使两十字像处在上叉丝上。
3 自准直望远镜调焦到无穷远时，分划板位于（ ）；要使平行光管出射的光是平行光，狭缝应在会聚透镜的（ ）处。 答案：物镜的后焦面 ，目镜的前焦面，前焦面
自准直望远镜调焦到无穷远时，只有分划板处于物镜后焦面上时，其上的绿十字成像与无穷远，经反射镜回来再经过物镜成像与分划板上，由目镜观察。平行光管的狭缝处于透镜的前焦面上，成像与无穷远，即产生平行光。
4 在测量三棱镜折射率实验中，已知顶角为60，最小偏向角的测量结果如下表
游标 I II 计算该三棱镜玻璃材料的折射率 ????????in 35?17' 215?19' ?out 73?58' 253?57' sinn??min?A2Asin2sin(19?20'?30?) ??sin30计算：最小偏向角???in??out 游标 I ?7359'?3517'?3842' 游标II =?25357'?21518'?3839'
取平均??(38?42'?38?39')/2?38?40'（四舍六入五凑偶）
玻璃的折射率?2sin4920'?1.517（对结果的有效位数应当以不确定度计算为准） 三 练习题 一 填空题
1 分光计的刻度盘上有720个分格，每一格为30’，角游标的30个分隔对应着个度盘上的29个分格，该游标的最小分度值为（ ）。 2 分光计设置两个角游标是为了消除（ ）。 3 分光计的量程是（ ）。
4 分光计调整的目标是（ ）能够接受平行光，使（ ）能够发射平行光，平行光管和望远镜的主光轴与（ ）垂直，三棱镜的（ ）与仪器的中心转轴垂直。 分光计的调节要求 使平行光管发出平行光，望远镜接收平行光。
5 棱镜的偏向角是指（ ）和（ ）之间的夹角。其大小随（ ）而变，当（ ）时，偏向角最小。
6 不同波长的光对同一棱镜有（ ）（相同或者不同）的最小偏向角。 7 分光计是一种精确测量（ ）的光学仪器。 8 分光计的读数盘如图所示，该角位置为（ ）。 9 分光计的读数盘如图所示，该角位置为（ ）。 10 转动望远镜时，初始位置为?1，转动过程中越过了刻度零点，某角位置为?2，望远镜转过的角度?=（ ）。
11 测棱镜顶角可以使用反射法和自准法，当入射光的平行度不好时，用（ ）方法测顶角误差较小。 二 选择题
1 在观察日光灯的光谱时发现不同颜色的谱线清晰，但是较宽，互相重叠，应调节（ A ） A 狭缝宽度 B 狭缝到汇聚透镜的距离 C 望远镜调焦 D 日光灯到狭缝距离 2 望远镜作自准直调节时，观察到返回的十字像来自（ B ） A 日光灯 B 分划板下方的十字刻线 C 叉丝 D 外界
3 在分光计试验中，对于三棱镜顶角和光学表面法线方向的测量分别属于（ B ） A 直接测量和间接测量 B 间接测量和直接测量 C 直接测量和直接测量 D 间接测量和间接测量
???????4 载物台上有夹角为120度的三条刻线，每条线对应一个调平螺钉，等边三角棱镜在载物台上的正确放置方法是（ A ）
A 三棱镜每一个面被对应刻线垂直平分 B 三棱镜每一个顶角处在应刻线上
C 三棱镜每一个面被对应刻线2/3比例分割 D 任意放置
5 在测量最小偏角时，进入三棱镜的光线的入射角的改变时通过（ A ）来实现的 A 旋转载物台 B 改变狭缝的方向 C 转动望远镜 D 平移三棱镜
6 在寻找最小偏向角对应位置时，旋转载物台方向的依据是（ AC ） A 折射光线向偏向角减小的方向移动 B折射光线向偏向角增大的方向移动
C 折射光线向偏向角先减小后增大的方向移动 D折射光线向偏向角先增大后减小的方向移动 7 测量最小偏向角时，工作顺序是（ B ）
A 先记录入射光的角位置，再寻找并记录折射光的角位置 B先记录出射光的角位置，再寻找并记录折射光的角位置 C 同时记录入射光，折射光的角位置 D 任意顺序
8 几个同学记录了最小偏向角的测量结果，那个肯定是错误的（ B ） A 游标 I II B 游标 I II C 游标 I II D 游标 ?in 35?17' 215?19' ?out 73?58' 253?57' ?in 15?17' 135?19' ?out 53?58' 173?57' ?in 15?17' 195?19' ?out 53?58' 233?57' ?in ?out I II 45?17' 83?58' 225?19' 263?57' 9 平行光管的狭缝与分光计的主轴的空间关系是（ B ） A 垂直 B 平行 C 成45度 D 任意
10 在寻找最小偏向角位置时，下面说法正确的是（ A ） A 望远镜与主尺锁定，游标盘与载物台一起转动 B 游标盘与载物台锁定，望远镜与主尺一起转动
C 游标盘与载物台一起转动，望远镜与主尺一起转动 D 望远镜与主尺锁定，游标盘与载物台锁定
11 在分光计试验中，当眼睛在目镜上下微微移动时，可能会发现反射十字像与分划板上的叉丝有相对运动，这种现象称为视差。为了消除视差，应该调节（A） A 目镜 B 物镜 C望远镜的俯仰 D 载物台 三 设计题
1 用所给实验仪器设计一个测量液体中超声波的传播速度的实验，并给出实验步骤和计算公式。
器材：分光计，水槽，超声换能器及电源，钠灯（波长已知） 参考答案：
1 1’；2 偏心差；3 0~360；4 望远镜 平行光管 仪器中心转轴 主截面；5 入射光 出射光 入射角 入射角等于出射角；6 不同；7 角度；8 14940'；9 14925'；10
???360??|?2??1|； 11 自准直
设计题
1 提示：分光计是测量角度的仪器。在声光衍射实验中，根据光栅衍射方程?ssin??k? 实验目的是测量?s，?s?k?只有?是未知量，用分光计可以测量衍射角?。光源是通过钠sin?灯与平行光管形成平行光束，衍射角的测量与三棱镜的偏向角测量类似。
实验 42 等厚干涉——劈尖和牛顿环
一 重点和难点
等厚干涉的形成，牛顿环的特点。测凸透镜的曲率半径。读数显微镜的使用。用最小二乘法（一元线性回归）作曲线拟合，劈尖侧厚度的方法。 二 填空题
1 牛顿环实验装置通常是一个将曲率半径很大的（ ）透镜的凸面放在一平面玻璃板上组成。当平行光垂直入射时，由同一光源发出的光束，经过牛顿环装置所形成的空气层的上下两个表面反射后，在（ ）相遇后产生干涉条纹。干涉条纹的特点是，中心为暗斑，越向外条纹越密的明暗相间的（ ）。
2 劈尖和牛顿环属于（ ）干涉图样，设e为空气隙的厚度，?为光源波长，K为干涉层次，侧当2e???(2K?1),K?0,1,2,3......时应为（ ）条纹；当22?2e??2?2K?2,K?0,1,2,3......时为（ ）条纹。
3 牛顿环的暗环对应的空气层厚度e?K?2。暗环半径满足r?KR?，其成立的条件是平
22凸透镜的半径R=（ ）。量相邻暗环间面积常数S??(r22?r故随r 的增大，1)??R?，
环（ ）。
4 在牛顿环实验中，仪器调整好的标志是：①（ ）;②( );③( );④( );⑤( )。仪器调整方法及步骤是①（ ）;②( );③( );④( );⑤( )。在测量中应特别注意：微调鼓轮转只能朝一个方向旋转，以避免反向旋转引入（ ）。若需反向旋转，则应多返回一些，然后再按旋转方向旋至测量初。
5 牛顿环是劈尖干涉的一种特例，它是由垂直照射的平行光束在（ ）反射回来的两束光在（ ）处相遇干涉形成的圆环，其特点在同一圆环初（ ）都相等，故称（ ）干涉。
6 在牛顿环干涉实验中，两反射光形成干涉的条件是（ ），根据此条件牛顿环中心理应是一个（ ），但实验观察到的是一个（ ），这是由于平凸镜与平板玻璃的接触处的弹性形变而形成的（ ）接触的缘故。
7 在光学试验中，通常使用干涉法，两束光在空间相遇产生干涉的条件是：①（ ）;②( );③( );④( )。
8 牛顿环是劈尖干涉的特例，它是用（ ）方法产生的两束相干光束在劈的上表面处相遇进行干涉的，属于（ ）干涉，干涉形成的图像时一个个里疏外密的、明暗相间的同心圆环，中心是一个暗斑，属于（ ）干涉图象。根据干涉形成的条件可知，中心环的级次（ ），由里向外的级次逐渐（ ）。 9 测量时用m?m0代替K，可消除因（ ）而产生的中间暗斑m0不易测量带来的影响，用直径D 代替半径r，可消除（ ）测不准带来的影响。
10 若球面和玻璃平面之间没有密切接触，产生附加光程差，圆环中心是（ ）斑，对测量Ｒ无影响，若十字叉丝中心未通过牛顿环中心，测出的不是直径D 而是弦长L，则有
D2?L2?(2h)2，其中h为牛顿环中心至弦的距离，为常数，数据处理时对测量R （ ）