分光计测折射率问题的不确定度分析

分光计是大学物理实验中常用的一种精确测量角度的典型光学仪器.可以用于测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等.在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用.本文以JJY型分光计为例,深入分析在分光计调节过程中的主要误差,研究减少测量不确定度、提高测量精度的方法.     

一种精确测量平行透明体折射率的方法

给出了一种测量平行透明体折射率的方法，借助迈克尔孙干涉仪和分光计可以精确测量光程差的变化及角度，用钠光源对一平行平晶样品进行了测量．     

一种精确测量平行秀明体折射率的方法

给出了一种测量平行秀明体折射率的方法，借助迈克尔孙干涉仪和分光计可以精确测量光程差的变化及角度，用钠光源对一平行平晶样品进行了测量。     

非接触千分尺的设计及实验验证

利用大学物理实验室中使用的分光计并结合线阵CCD等常用实验仪器,设计了一个可以同时实现非接触测量玻璃厚度和折射率的实验方案.通过不确定度的分析,给出了方案满足千分尺测量精度的仪器要求.在此基础上,通过实验具体地测量了一平板玻璃的厚度和折射率,实验结果证明了设计方案的可行性.     

角度传感器在分光计实验中的应用

用精密导电塑料电位器代替分光计的游标刻度盘,可以实现用电测法来测量角度.定标曲线的相关系数r=0.999 9,说明精密导电塑料电位器的线性度很好,输出电压和角度变化有很好的线性关系.从实验测量结果来看,由刻度盘测量的三棱镜顶角、最小偏向角和光栅的光栅常量与用精密导电塑料电位器测出的对应值,两者的相对偏差小于1%,可满足实验要求.     

基于分光计的表面等离子体共振实验

在分光计的基础上,利用激光二极管作为光源,自制硅光电池放大电路作为检测元件,自行组装了角度指示型表面等离子体共振传感器综合实验装置.使用该装置可以在分光计上观察表面等离子体共振现象,测量电解质折射率与共振角的关系.     

测量折射率的两种方法

文章对普通大学物理实验中分光计测量介质折射率实验进行总结,介绍了两种能够依托分光计测量介质折射率的方法。并且通过实验对这两种测量方法进行了验证。     

利用色散法探索玻尔氢原子理论测量普朗克常数

普朗克常数是物理学中一个重要的常数,利用测角仪器分光计,探索用玻尔氢原子理论来测普朗克常数。根据最小偏向角测量三棱镜折射率的原理,利用分光计测量三棱镜的折射率来研究光的色散规律,测量棱镜材料对不同波长入射光的折射率,得到棱镜材料的色散曲线和拟合方程。根据玻尔的氢原子理论,用分光计测出氢原子光谱四条谱线（α,β,γ,δ）的偏向角对应的折射率,由科西经验公式计算出相应的波长。     

水平仪在分光计调节中的应用

分光计的观测系统可归纳由三个平面构成：读数平面、观测平面、待测光路平面．读数平面由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成．对于每一台具体分光计,读数平面都是固定的,且和中心主轴垂直;观测平面由望远镜主光轴绕分光计中心转轴旋转时所形成的,只有当望远镜光轴与中心转轴垂直时,观测面才是一个平面,否则将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面;     

测定玻璃棱镜最小偏向角演示装置

我们做"测定棱镜玻璃折射率实验",使用的仪器是分光计.方法是:调节好分光计.把三棱镜放置在载物台上,测出其顶角和棱镜对某一单色光的最小偏向角.用下式即可计算出三棱镜对此单色光的折射率.     

分光计设计性实验研究

基于分光计的实验是大学物理光学中比较重要的实验,依据光的折射原理,对分光计测量液体折射率的实验原理和方法进行研究,提出了新的实验方案,在实际应用中具有参考价值.实验内容和测量结果符合设计性实验要求,有助于启发学生的创新意识.     

用微波分光计测量手征特异材料圆二色性

介绍了用微波分光计测量手征特异材料圆二色性的实验,利用微波分光计对双层交叉十字型结构的手征特异材料进行了测量,发现其具有明显的圆二色性;再通过电磁场仿真设计软件对其表面电流等进行分析;进而利用可变频率的矩形喇叭天线系统在一定频带范围内精确测量相关性质,验证了微波分光计观测到的结果.本实验丰富了微波分光计实验项目的教学内容,并让本科生在学习大学物理实验课程中接触到物理学前沿的研究工作,有益于培养学生的科学研究能力.     

蔗糖溶液浓度与折射率、旋光度关系的实验研究

以蔗糖溶液为研究对象,研究其浓度与折射率、旋光度三者之间的关系。通过分光计测量激光光线通过溶液的入射角和折射角,计算得到不同浓度蔗糖溶液的折射率。通过WXG-4圆盘旋光仪测量不同浓度蔗糖溶液的旋光角度。由实验结果可知蔗糖溶液的折射率、旋光度与浓度之间基本呈线性关系。     

肥皂泡的光学和力学性质

从光学、力学、热学角度对肥皂泡的基本物理性质进行了实验研究,应用光学干涉原理实现对肥皂泡折射率及厚度较精确测量,并利用受力平衡原理求体积一定的肥皂泡的质量,再利用拉脱法测量肥皂液表面张力系数,进而研究肥皂泡表面自由能和内外压强差等.     

旋转光轴法测量平板玻璃的折射率

提出了用旋转光轴法测量平板玻璃折射率的实验方案,通过小角度旋转平板玻璃的光轴,使狭缝像发生横向位移,利用显微系统进行放大后测出位移值,通过已知折射率的平板玻璃对实验装置进行定标,根据转角、位移值和平板玻璃的厚度求出待测玻璃的折射率.     

用液芯柱透镜测量液体折射率

制作了一种液芯变焦柱透镜并将其用于精确测量液体的折射率.在空心的柱透镜内注入待测折射率的液体,通过测量液芯透镜的焦距,根据焦距和折射率之间的关系,计算出液芯介质的折射率.此方法有效地提高了折射率测量的灵敏度,减小了测量系统的景深.选取×20倍显微物镜可实现液体折射率1.3～1.642范围内的精确测量,单次测量误差小于0.000 2.     

石英玻璃紫外波段折射率测量

 折射率是光学材料基本参数之一,采用直角照射法折射率测量原理,以光电瞄准法紫外光信号探测、气浮轴承构成精密测角仪角度精确测量、锁相放大器微弱信号检测、软件分析角度值与光强度变化的数据处理模型、计算机自动控制等手段,完成了一套光学材料紫外波段折射率测量仪,实现了光学石英玻璃紫外波段折射率自动测量,并实际测量得到了250 nm~450 nm波长下光学石英玻璃的折射率值。     

汞光谱色散规律的实验研究

在分光计实验中,低压汞灯发出五种不同波长的单色光经玻璃三棱镜后发生色散现象,实验研究表明玻璃三棱镜对汞光源光谱折射率是随波长增大而减小的变化的规律,其中对黄光折射率最小,紫光折射率最大,这种色散属于正常色散,通过这个实验进一步说明了科希公式的正确性.     

基于分光计的光栅衍射和双棱镜综合实验设计

分光计的调整和使用实验、光栅衍射实验以及双棱镜干涉实验是目前国内大多数高校开设的实验项目,同时这3个实验也是全国中学生物理竞赛的实验考试内容.本文通过将这3个实验进行有机融合,提出了一套在分光计上实现光栅及双棱镜参数测量的综合实验方案.该实验方案可以实现诸如双棱镜楔角及折射率、光栅常数等物理参数的测量.本文还对提出的综合实验方案进行了可行性分析.本文提出的综合性实验方案,一方面可加强学生对常用光学仪器的掌握和使用能力;另一方面,针对计划参加全国中学生物理竞赛的中学生而言,也可以作为一套实验技能检验的方案.     

用分光计测量钠光灯谱线波长

本文通过用分光计测量三棱镜的折射率,给出了由已知光波波长测定未知谱线波长的方法。