分光计的调节与棱镜角的测量_第1页
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文档简介

实验十三 分光计的调节与棱镜角的测量,【实验目的】1了解分光计的结构,掌握调节和使用 分光计的方法。2掌握测定棱镜角的两种方法。,【仪器及用具】 分光计,低压汞灯,三棱镜等。,分光计的结构,分光计主要由底座、望远镜、准直管、载物台和刻度盘等几部分组成,每部分均有特定的调节螺钉,如图所示。,分光计的调整,调节要求分光计是在平行光中观察有关现象和测量角度,因此要求:(1)分光计的光学系统(准直管和望远镜)要适应平行光。(2)从读数度盘上读出的角度要符合观察现象中的实际角度。,待测光路平面 由准直管的光轴和经过待测光学元件(棱镜、光栅等)作用后,反射、折射和衍射的光线所共同确定的。调节载物台下方的三个调节螺钉,可以将待测光路平面调节到所需的方位。 按调节要求,应将此三个平面调节成相互平行,否则,测得角度将与实际角度有些误差,即引入系统误差。,用分光计进行观察时,其观察系统基本上由下述三个平面构成,如图413所示。 读值平面 这是读取数据的平面,由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成的。对每一具体的分光计,读值平面都是固定的,且和中心主轴垂直。观察平面 由望远镜光轴绕仪器中心转轴旋转时形成的。只有当望远镜光轴与转轴垂直时,观察面才是一个平面,否则,将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面。,粗调,旋转接目镜手轮(即调节目镜与叉丝之间的距离),看 清测量十字叉丝。 将载物台平面和望远镜光轴尽量调成水平(目测)。 用望远镜观察尽量远处的物体,前后调节调焦旋钮(即 调节物镜与叉丝之间的距离),使远处物体的像和目镜 中的十字叉丝同时清楚。 在分光计调节中,粗调很重要,如果粗调不认真,可能 给细调造成困难。,细调,将分光计附件三棱镜如图所示放在载物台上(注意放置方位,主要由一个螺钉控制一个反射面的倾斜)。应用自准直原理调节望远镜适应平行光。 点亮“小十字叉丝”照明小灯,将望远镜垂直对准三棱镜的一个反射面,如果从望远镜中看不到绿色“小十字叉丝”的反射像,就要慢慢左右转动载物台去找(粗调认真,均不难找到反射像),如果仍然找不到反射像时,就要稍许调节一下控制该反射面的螺钉,再慢慢左右转动载物台去找。看到“小十字叉丝” 反射像后,再调节调焦旋钮前后微调目镜镜筒,使小十字叉丝反射像清晰且和测量用十字叉丝间无视差。这样,望远镜就已适合平行光,以后不许再改变望远镜的调焦状态。,注意:时常发现从棱镜面(或平面镜)的第一面见到了绿色小十字像,而在另一面则找不到,这可能是粗调不细致,经第一面调节后,望远镜光轴和载物台平面均显著不水平,这时要重作粗调。如果望远镜光轴及载物台平面无明显倾斜,这时往往是小十字像在调节叉丝上方视场之外,可适当调望远镜倾斜(使目镜一侧升高些)去找。 反复进行以上的调整,直至不论转到哪一反射面,小十字叉丝像均能和调整叉丝重合,则望远镜光轴与中心转轴已垂直。此调节法称为逐次逼近法或各半调节法。,用逐次逼近法调节望远镜光轴与中心转轴垂直(即将观察面调成平面,观察平面与读数平面平行)。由棱镜面反射的小十字叉丝像和调整叉丝如果不重合,调节望远镜倾斜和 调节载物台螺钉各调节一半使二者重合, 转载物台,使另一棱镜面对准望远镜,左右慢慢转动载物台,看到反射的小十字叉丝反射的像,如果它与调整叉丝不重合,再同上由望远镜和螺钉各调节一半使其重合。,准直管的水平调节,调节准直管使其产生平行光,并使其光轴与望远镜的光轴重合。关闭望远镜叉丝照明灯,用光源照亮准直管狭缝。转动望远镜,对准准直管。将狭缝宽度适当调窄,前后移动狭缝,使从望远镜看到清晰的狭缝像,并且狭缝像和测量叉丝之间无视差。这时狭缝已位于准直管准直物镜的焦面上,即从准直管出射平行光束。 调节准直管倾斜,使狭缝像的中心位于望远镜测量叉丝的交点上,这时准直管和望远镜的光轴平行,并近似重合。,棱镜角的测定,同一游标两次读数之差等于棱镜角的补角:即棱镜角: (重复测量几次,计算棱镜角的平均值和标准不确定度。,自准直法 将待测棱镜置于棱镜台上。点亮小灯照明目镜中的叉丝,旋转载物台在适当位置,转动望远镜对准棱镜的一个折射面,用自准直法调节望远镜的光轴与此折射面严格垂直,即使小十字叉丝的反射像和测量叉丝完全重合,如图所示。记录刻度盘上两游标读数、;再转动望远镜到另一棱镜面,依同样方法使望远镜光轴垂直于棱镜第二个折射面,对准小十字叉丝像,记录相应的游标读数;,棱脊分光法 置光源于准直管的狭缝前,将待测棱镜的折射棱对准准直管,如所示,由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。固定分光计上的其余可动部分,转动望远镜,观察由棱镜的一折射面所反射的狭缝像,使之与竖直叉丝重合,记录刻度盘上两游标读数;将望远镜再转至另一位置,观察由棱镜另一折射面所反射的狭

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