分光计的调整和使用Word文档下载推荐.docx

1、入射线 LD 与出射线 FR所成的角 ，称为偏向角，可以证明，如果入射光线和出射光线处在三棱镜对称位置上，偏向角达到极小值，这时的偏向角称为最小 偏向角 min 。棱镜玻璃的折射率 n 与 棱镜顶角 A，最小偏向角 min 有如下关系。2A sin料的折射率。仪器介绍分光计的结构如图 7-2 ，它主要由平行光管、望远镜、载物台和读数 装置组成。图 7-2 分光计的结构1 狭缝装置 2 狭缝套筒琐紧螺钉 3 平行光管 4 载物台 5 载物台调平螺钉 6 载 物台琐紧螺钉 7 望远镜 8 目镜套筒琐紧螺钉 9 自准目镜 10 目镜套筒 11 望远镜光 轴俯仰调节螺钉 12 望远镜光轴水平方向调节螺

2、钉 13 望远镜转动微调螺钉 14 度盘 止动螺钉 15 望远镜止动螺钉（在背面） 16 度盘 17 游标盘 18 游标盘微调螺钉 19 游 标盘止动螺钉 20 平行光轴水平方向调节螺钉 21 平行光管光轴俯仰调节螺钉 22 狭 缝宽度调节螺钉1.平行光管平行光管是由狭缝和透镜组成。拧开螺丝 2，可前后移动狭缝套筒 1，使狭缝位于透镜焦平面上，则平行光管射出平行光。狭缝的刀口是经过精 密研磨制成的，为避免损伤狭缝，只有在望远镜中看到狭缝像的情况下才 能调节狭缝的宽度。调节手轮 22，可以改变狭缝的宽度。2.望远镜望远镜是由目镜、分划板、物镜组成，如图 7-3 ，望远镜和分化板它 们分别装在三个

3、套筒中，彼此可以相对移动。图 7-3 分光计的望远镜分划板上刻有形叉丝， 分划板下方小棱镜的直角面上有一个十字形 透光孔， 小灯泡发出的光经小棱镜改变光路 90 方向后从十字透射孔出射， 当分划板处在物镜的焦平面上时，十字透光孔出射光经物镜后成为平行 光，若用一垂直于望远镜光轴的平面镜将此平行光反射回来，则成像在分 划板上方十字叉丝上，如图 7-7 （ c）。望远镜可以单独绕中心轴转，也可以与刻度盘固定一起绕中心轴转。3.载物台载物台用来放置待测件或分光元件， 台面下方三个螺丝 B1 B2 B3 （如 图 7-9 ），用来调节台面倾斜度。松开螺丝 6，可以升降载物台。拧紧螺丝 6 可将载物台与

4、游标盘 17 固定在一起，此时松开螺丝 19 ，载物台随游 标盘转动，并可以通过游标读数装置读出载物台转过的角度。4.读数装置这是一种测量角度的游标读数装置称为角游标或圆游标， 由刻度盘与 游标盘组成。刻度盘是主尺分为 360 ， JJY 型分光计主尺的最小刻度为30 ，游标有 30 个分度，分度值为 1 。读数时，从游标零线所对的刻度盘 读出 0.5 以上的“度” 数，再从与刻度盘某刻度对齐的游标刻线读出 “分”数。两数相加为角度读数。图 7-4 读数为 116 12 。图 7-4 角游标为了消除刻度盘中心与 转轴中心之间的偏心差，在 游标盘同一直径的两端各装 一游标。测量时，两个游标 都应

5、读数，然后算出每个游 标始、末两次的读数的差， 再取平均值。这个平均值才 是转动的角度。实验内容及调整步骤分光计的调整要求是：1 望远镜调焦于无穷远，即望远镜能将平行光会聚成像于焦平面上；2 望远镜光轴垂直于分光计主轴；3平行光管发出平行光；4平行光管光轴垂直于分光计主轴，并与望远镜光轴在同一平面内。 调节前，应对照实物和结构图熟悉仪器，了解各个调节螺钉的作用。 调节时要先粗调后再细调。分光计调整的步骤： （一）目测粗调（凭眼睛观察判断） 调节望远镜和平行光管光轴尽量使它们与刻度盘平行；调节载物台 尽量使它们与刻度盘平行（即与主轴垂直）（二） 细调1.调节望远镜适合于观察平行光。 目镜视度调节

6、：使望远镜适合操作者眼睛的视度。转动目镜视度调 节手轮 10，从目镜中看到分划板的黑色叉丝清晰。 调好后， 整个实验中不再转动螺钉 10。接通望远镜上的小灯，并按图 7-5 把平面镜放到载物台上，缓慢转 动载物台，从望远镜中仔细寻找平面镜的两个面是否都有绿光团反射回 来。若找不到绿光团，多半原因是粗调还未达到要求，应重新进行粗调。找到绿光团后，松开目镜锁紧螺钉 8，前后抽动目镜套筒，使绿色光团变成清晰的绿十字像。 仔细抽动目镜套筒直到绿十字像与黑色叉丝间 无视差。锁定螺钉 8，整个实验中不再抽动目镜套筒。则望远镜已适合于 观察平行光。2 望远镜光轴垂直于分光计主轴 转动载物台，使平面镜转动 1

7、80 ，从目镜中找到反射回来的绿十 字像（图 7-7 a ） 调节望远镜俯仰螺钉 11 ，使绿十字像向分划板上方黑十字叉丝移 近一半距离（图 7-7 b）。 调节螺钉 B1 ，使绿十字像与分划板上方黑十字叉丝重合（图 7-7c）。这种各调一半的方法叫做“半调法”。 重复 。反复调整， 直到平面镜两面反射回来的绿十字像都能 与分划板上方黑十字叉丝重合。 望远镜调整完毕，以下平行光管和载物台上光学元件的调节都将 以此为基准，望远镜光轴的俯仰、望远镜的调焦状态在整个实验中都不要 再改变。） 时，绿十 望远镜调节中的两个问题及解决办法。 找不到从平面镜反射回来的绿色光团（或十字像）。 这是由于反射像太

8、偏上或太偏下，不能落在望远镜的视场内。这时可 旋转载物台，平面镜法线偏离望远镜一个小角度，从望远镜外侧向平面镜 内寻找绿色光团（或绿十字像），如图 7-6 ，使当眼镜与望远镜等高时看到绿光团位于平面镜的中下部分或平面镜的顶部，这时，用“半调法”调 节螺钉 11 和 B1 ，把绿光团调到平面镜中上部分，此时再转动载物台，使 平面镜的法线对向望远镜，从目镜中就能看到绿色光斑 （ 或绿十字像 ） 。 左右转动望远镜 （ 或微微转动载物台 字像移动方向与水平叉丝成一小角度，如 图 7-8 。这是由于分划板没有放正，竖直 叉丝不平行于分光计主轴。应松开目镜锁 紧螺钉 8，转动目镜套筒（分划板随之转 动）

9、，直到绿十字像始终沿水平叉丝移动。 分划板转正后，应重新消除视差，再锁定 螺钉 8。3. 调整平行光管2，将狭（1） 调光轴：取下平面镜，开亮钠光灯，松开狭缝锁紧螺钉 缝 1 转成水平，从望远镜中看到狭缝的像，若不清晰，可前后抽动狭缝使 像清晰； 调节平行光管俯仰螺钉 21 ，使狭缝的像重合于分划板中央的水平叉丝，平行光管光轴即与分光计主轴相垂直。（2）调出平行光：转动狭缝平行于竖直叉丝，仔细地前后抽动狭缝， 消除狭缝的像与叉丝间的视差。至此平行光管发出平行光。（3）转动螺钉 22 调节狭缝宽度，使狭缝的像既细锐又足够明亮。 至此分光计调节完毕。实验内容1测量三棱镜的顶角 A 现介绍两种测量三

10、棱镜顶角的方法。（1）用自准法测三棱镜顶角 按图 7-9 把三棱镜放到载物台上，并用 弹簧片压住。螺钉 B2、 B3连线垂直于三棱 镜的光学平面（ AB），调节 B1 时，载物 台以连线 B2 B3 为轴转动，平面 I（AC） 的倾 斜度改变，而则在它自己的平面内运动，其法线方向不变。这样放置三 棱镜，使得在调节平面 I 时，不改变平面的状态；同理，在调节时也 不会影响平面 I 。 松开望远镜转轴止动螺钉，将望远镜对向平面 I ，只调节螺钉 B1 ， 使平面 I 反射的绿十字像与分划板上方十字叉丝重合 , 记录两游标读数1 2 。 转动望远镜对向平面，只调节螺钉 B2 ，使平面镜反射的绿十字像

11、与分划板上方十字叉丝重合 , 记录两游标读数 1 2 。由图 7-10 可见，A = 180 ， =（ 1 1）+（ 2 2）/2 。按图 7-9 把三棱镜放到载物台上， 松开螺钉 19，转动载物台， 使三棱 镜的顶角 A对向平行光管，然后锁定 6，如图 7-11 。转动望远镜到位置，从望远镜中看到狭缝的像在分划板中央，锁定望远镜转轴止动螺钉 15，然后用微调螺钉 13 调节狭缝像与分划板竖直 叉丝重合，记录两游标读数 1 和 2。转动望远镜到位置， 重复，记录两游标读数 1 和 2 ，由图 7-11 可以证明， A ， =（ 1 1）+（ 2 2） /2。2.测量最小偏向角 min（1） 找

12、到谱线：转动载物台，使三棱镜的 AC平面与平行光管光轴夹角大致为 30 ，然后将望远镜转到出射光方向，就能从望远镜里看到谱线， 如图 7-12 。（2） 找到最小偏向角： 转动载物台， 使谱线向入射光方向靠近，即偏向角 减小。当载物台转到某一位置，再继 续按原方向转动载物台，谱线将反向 移动，偏向角变大。谱线反转处即最 小偏向角的位置。（3） 对准最小偏向角：在谱线反 转的位置用螺钉 19 锁定载物台，转 动望远镜将竖直叉丝对向谱线，锁 定望远镜转轴止动螺钉 15。用微调 螺钉 13和 18配合反复调节，确认分 划板竖直叉丝对准最小偏向角时的谱 线，记下两游标读数 1 和 2 。图 7-11

13、测量最小偏向角（4） 然后使望远镜对准入射光 （ 可从棱镜上方通过 ） 读取入射光角位置读数 1和 2 。注意，此时不可转动载物台（不可转动螺钉 18，不可松开螺钉 19），因载物台已与游标盘锁定由图 7-12 可见 min =（ （ 5） 以同样方法分别测量汞黄（ 577.0 与 579.0nm）、绿（ 546.1nm）、 青光（ 491.6nm）、蓝紫光（ 435.8nm）和紫光（ 404.7nm）的最小偏向角。 注意在测量顶角 A和最小偏向角 min 时，应避免三棱镜相对于载物台 发生移动和转动，更不可转动螺丝 B1 B2 B3 。数据处理1 测量三棱镜的顶角 A。2 分别测量汞黄 （

14、577.0 与 579.0nm）、绿（546.1nm）、青光（ 491.6nm）、 蓝紫光（ 435.8nm）和紫光（ 404.7nm）的最小偏向角 min 。根据测得的汞 光谱线各波长下的折射率，作被测棱镜玻璃的色散曲线（即 n- 关系曲线） .操作注意1.推动望远镜绕主轴转动时，应推望远镜的支臂，切勿直推镜筒， 以免破坏望远镜光轴与分光计主轴的垂直关系，造成角度测量错误。2.螺钉 6 通常是拧紧的，将载物台与游标盘锁定。转动载物台时， 应松开游标盘止动螺丝 19，转动游标盘来带动载物台转动。 只有在升降载 物台或需要改变光学元件 （ 连同载物台 ） 相对于游标的位置时， 才松开螺丝 6 操作。3.需要仔细转动载物台或望远镜使待测目标与竖直叉丝对准时，应 当用微调螺丝 18 或 13 操作，这样可减小对线误差。4.光学元件置于载物台上，要用弹簧片压住；取下时应立即放回元 件盒里， 元件要轻拿轻放， 元件盒要靠近实验台中间放置， 以免跌落摔坏。1.自拟表格记录和