单色仪的调节与定标.doc

一实验题目：单色仪的调节与定标二实验目的：1.掌握棱镜单色仪的构造原理和使用方法2掌握调节光路准直的基本方法和技巧3.以汞灯的主要谱线为基准，对单色仪在可见光区域进行定标三实验仪器：反射式棱镜单色仪，低压汞灯（带镇流器），读数照明反射镜，读数照明小电珠（带变压器），聚光透镜（带底座），读数显微镜（带支架），长曲线绘图设备四实验原理：单色仪是一种分光仪器，它通过色散元件的分光作用，能输出一系列独立的、光谱区间足够狭窄的单色光，且所输出的单色光的波长可根据需要调节主要有三部分组成：由入射缝S1和凹面镜M1组成入射准直系统，以产生平行光束；由玻璃棱镜 P组成色散系统，在它的旁边还附一块平面反射镜M，由凹面镜M2和出射缝S2组成出射聚光系统，将棱镜分出的单色平行光汇聚在出射缝上。随着棱镜台绕O轴转动，以最小偏向角通过棱镜的光束的波长也跟着改变，当最小偏向角由小变大时，从S2输出的单色光的波长将依次由长变短单色仪能输出不同波长的单色光，是依赖于棱镜台的转动才得以实现的棱镜台的位置是由鼓轮刻度标志的，而鼓轮刻度的每一数值都是和一定波长的单色光输出相对应因此，必须制作单色仪的鼓轮读数和对应光波波长的关系曲线定标曲线（又称色散曲线），一旦鼓轮读数确定，便可从定标曲线上查知输出单色光的中心波长单色仪定标曲线的定标是借助于波长已知线光谱光源来进行的本实验用汞灯来做为已知线光谱的光源，在可见光区域（400 nm 760nm）进行定标五实验步骤： 1. 汞灯光源与入射狭缝S1之间放一会聚透镜L1调节光源与透镜的位置、高低和左右，使光源成像在S1上 2. 出射狭缝S2处直接用眼观察出射光，并转动鼓轮，可看到红、黄、蓝、紫色光依次通过调节光源的高低、左右，使出射光位于S2的中央3. 置显微镜于出射狭缝S2处，调节显微镜的高低、左右和前后位置，对出射狭缝S2聚焦，先清楚地看到出射狭缝S2，然后转动鼓轮再细调到出现细锐的光谱线，调显微镜中十字叉丝的竖丝位于S2缝中心 4.在正式测定校准曲线前，应先定性地观察全过程，以便认准谱线，即转动鼓轮，从红光到紫光再从紫光到红光，观察汞灯所有的谱线，认准谱线，然后再定量测量5.测定校准曲线，以显微镜的竖丝为标准，缓慢转动鼓轮，使汞灯的各条谱线依次通过，记下鼓轮的读数R与其对应的波长在坐标纸上作出单色仪的R曲线检验方法：1.光路调整 用水平仪调整单色仪水平。 将光源直接照射到入射缝上，调整光源使得能从出射缝处观察到光源的像，轻微调节光源的位置使光源的像位于凹面镜中央，此时光源在单色仪准直系统的光轴延长线上。 调整完毕后再放入会聚透镜，使光源准确成像在入射缝上。这时，从出射缝看进去，凹面镜应该被均匀照亮（入射缝此时要开的小些），如左右不均匀，可适当调节会聚透镜的左右位置，直至单色仪中聚光镜被均匀照亮为止。2.确定入射缝和出射缝的实际零点 入射缝零点的确定。先将入射缝关闭（注意动作要缓慢，以免损坏光缝），并将鼓轮转至对眼睛最灵敏绿光所相应刻度处。逐渐打开入射缝，眼睛在出射缝出观察，当眼睛发现单色仪内有光的瞬间，立即停止放宽，记下入射缝上的刻度值，这样重复5次取平均，这就是入射缝的实际零点。 出射缝零点的确定。用会聚透镜将光源成像在入射缝上，在出射缝出放上读数显微镜，调节到能看清出射缝刀口和出射谱线。固定显微镜位置，将出射缝关到最小后，再逐渐打开出射缝；当在显微镜中看到有光的瞬间，立即停止放宽出射缝，记下出射缝刻度值。也重复5次，取平均值，即得出射缝的实际零点。注意事项：1.单色仪上的入射狭缝S1比较精密，已调好，不可随便动2不能用手摸狭缝S1，S2及镨钕玻璃片六实验结果：数据记录与处理表格 绘图七实验思考：1.仪器中对主波长的光，既是恒偏向又是最小偏向，起主要作用的元件是什么？2.已知单色仪的相对孔径（即准直凹面镜的直径与其焦距之比）为1：7，光源