模拟实验研究最小偏向角的规律

用分光计测量三棱镜折射率是一个间接测量实验,通过测量三棱镜的顶角和最小偏向角来计算获得折射率．本文通过编译程序模拟实验,描绘出偏向角随入射角、折射率变化的规律,进一步研究了最小偏向角与折射率间的对应关系．     

三棱镜偏向角与棱镜顶角的关系

从几何光学理论系统地讨论了棱镜偏向角与顶角的关系,并由Matlab绘出棱镜顶角A与棱镜最小入射角、材料折射率n的关系曲线.结果表明,在测量三棱镜折射率及使用棱镜光谱仪时,对棱镜的顶角是有一定要求的.     

光束经过三棱镜的偏向角分析

首先对偏向角的公式进行了推导,重点讨论了在有出射光线的情况下,三棱镜的规格参数、棱镜顶角和折射率对入射角和折射角的影响;然后,建立了偏向角与入射角、棱镜顶角及折射率之间的关系,并阐述了关系曲线的物理意义;最后对最小偏向角进行了研究.     

光束通过三棱镜的偏折情况再探讨

针对本科教学中学生关于三棱镜对光束偏折情况提出的疑惑,对光束通过三棱镜的多种偏折情况进行了详细分析,讨论了入射角、折射率、棱镜顶角对出射光线偏折方向的影响,给出了三棱镜的顶角和折射率的取值范围以及入射角的取值范围对光线是否能从出射边界射出,以及出射光线的偏折方向的影响,进一步讨论了光束的偏向角与三棱镜各参数之间的关系,给出了确定最小偏向角的简单方法.     

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.     

分光计实验中棱镜折射率色散 研究的实验拓展

在分光计实验教学过程中,在完成自准法测量三棱镜的顶角的基础上,让学生把实验中能够清晰观察到的汞灯棱镜光谱中不同波长谱线对应的折射率利用最小偏向角法进行测量,再利用正常色散的柯西经验公式对数据进行拟合,作出n-λ曲线并求出所用材料(三棱镜)的系数A、B、C。通过上述实验内容的拓展,不仅让学生进一步熟悉了最小偏向角法测量三棱镜玻璃折射率的实验操作方法,而且让学生对棱镜玻璃波长色散的物理含义有了定量上的深入理解。     

基于计算机拟合的三棱镜色散率测量

利用分光计对三棱镜顶角和汞光灯、钠光灯的不同波长光线的最小偏向角进行测量,并且计算不同波长光线的折射率,再利用计算机编程拟合实验曲线,得到关于三棱镜的色散曲线,最后求导得到色散率函数。     

最小偏向角法和任意偏向角法准确度的初步比较

最小偏向角法和任意偏向角法准确度的初步比较蒋宁越朱鹤年（清华大学北京１０００８４）（收稿日期：１９９６０３２０）１由入射角和偏向角求折射率的公式测顶角为Ａ的三棱镜材料的折射率ｎ，传统方法是用最小偏向角法．近年来，有多篇论文讨论了用任意偏向角法测...     

三棱镜的全反射特性研究

1 引言 文献[1]讨论了三棱镜偏向角与入射角的关系,用最小偏向角法来测量玻璃的折射率,称为三棱镜的折射特性.在实验中,如果入射光线的入射角小于"最小入射角"时,偏向角不存在,即没有出射光线,而出射光线实际上在第二个折射面上产生了全反射,称为三棱镜的全反射特性.     

基于分光计多光源三棱镜色散特性综合实验的探究性研究

当光线传播到不同介质界面如平面镜、三棱镜等的光学表面时,会发生反射、折射现象,光线的传播方向将发生改变,在入射光和出射光之间产生一定的夹角。以分光计作为精确测量角度的光学仪器,分别在氢灯、氦灯、钠灯和汞灯几种不同光源照射下,选取对应光源中清晰且能够准确确定位置和波长的谱线,分别采用最小偏向角测量法和掠入射法,测量出不同频率单色光在三棱镜中的折射率,建立色散特性经验公式,获取的三棱镜色散特性规律符合柯西色散公式。研究结果对于基于分光计调节的设计研究性、系列专题实验等探究性教学具有一定的指导意义。     

三棱镜最小入射角的理论和实验研究

从理论和实验两方面系统地讨论了棱镜偏向角与最小入射角的关系，并由MATLAB绘出最小入射角与棱镜顶角A、材料折射率n的关系曲线。     

三棱镜实验中入射点问题的讨论

利用几何光学原理和计算机进行模拟，对棱镜出射光线与入射点的关系进行了研究，并由MATLAB得到了入射点与棱镜顶角、材料折射率及棱镜底面边长关系的曲线图。实验结果表明，在测量三棱镜折射率及使用棱镜光谱仪时，对入射光线的入射点是有一定要求的。     

On the validity of an approximation for the deviation of a light beam. by a prism

According to many textbooks on optics, the deviation angle of a prism with the apex angle (or prism angle), %, and the refractive index, n, with respect to the surrounding medium can be approximated by '_appr=(n-1)%, if %€?/2 and the angle of incidence !₁€?/2. The validity of this approximation is investigated considering the relative error of the deviation. It is shown that this approximation can be extended to angles of incidence !₁=n% with very fair accuracy and even to larger prism angles %<?/4 in the range of angles of incidence near the minimum of deviation depending on the acceptable relative error.     

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。     

彩虹法和成像法测量玻璃微珠折射率对比研究

基于几何光学原理,彩虹法使用激光作为光源,利用激光在玻璃微珠中进行一次或者多次内反射后出射形成最小偏向角,在最小偏向角附近形成彩虹条纹,通过测量彩虹条纹来反演计算玻璃微珠的折射率。然而,成像法则根据厚透镜的成像原理,对玻璃微珠所成的像经过显微物镜放大后使用CCD相机进行接收,获得玻璃微珠的焦距,进而测得对应玻璃微珠的折射率。较传统方法来说,彩虹法和成像法具有安全、简便和快捷的优点。对型号不同的玻璃微珠,分别使用彩虹法和成像法测量其折射率,并对它们的测量结果进行了对比分析,都获得相对于名义值的误差小于1%的结果。     

五角棱镜制造角差及抖动对其转向角的影响

从五角棱镜的原理和特性出发,分析了在理想条件下五角棱镜的转向角不受入射角的影响,详细讨论由于五角棱镜加工角差和相对入射光束抖动对其转向角的影响,给出了相应的精确表达式。其中对于入射光在垂直于入射面抖动的情况,由于不能简单从二维几何光学关系分析,而采用了矢量分析方法,得出:当角差δβ=δθ时,入射角抖动对转向角偏差的影响可以忽略,而转向角偏差与制造角差几乎成线性关系。为五角棱镜用于计量测试误差分析提供了理论依据。结论对五角棱镜的制造也有很大理论指导的意义。     

三棱镜顶角成像之剖析及其应用

对分光计测三棱镜顶角实验中观察到的顶角成像进行了剖析，并指出它的简单应用。     

分时偏振成像系统中光束偏离的补偿方法研究

分时偏振成像系统需要通过旋转检偏器获取场景的偏振信息(I, Q, U), 检偏器的前后表面间不平行(也称为楔角)将导致成像光束发生偏离且随检偏器旋转而旋转, 这将降低偏振成像系统的空间分辨率和偏振测量精度. 本文提出调整检偏器相对于入射主光轴倾斜角的方法来补偿上述光束偏离. 以格兰棱镜作为检偏器, 根据几何光学理论, 推导了分时偏振成像系统光束偏离的一阶近似补偿模型, 获得倾斜角与格兰棱镜楔角之间的函数关系, 并通过仿真模拟验证了该补偿方法的可行性和有效性. 研究结果表明, 将格兰棱镜置于汇聚光路中, 光束偏离的一阶误差可以通过调节格兰棱镜的倾斜角有效补偿; 倾斜角大小与棱镜折射率、楔角及棱镜距电荷耦合元件靶面的距离成正比, 与棱镜厚度成反比. 该结果为研制高精度分时偏振成像系统提供了切实可行的理论依据.