分光计的调节与应用

1、分光计的调节与应用实验十 实验目的实验原理实验仪器实验方法与步骤实验数据处理注意事项思考与练习实验目的1. 掌握分光计的结构，训练分光计的调整技术和技巧，学习分光计测量角度的方法；2. 测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象。望远镜望远镜目镜套筒锁定目镜套筒锁定望远镜仰望远镜仰角调节角调节载物台载物台平行光管平行光管游标盘游标盘止动止动平行光管平行光管仰角调节仰角调节狭缝宽狭缝宽度调节度调节望远镜望远镜止动止动游标盘游标盘刻刻度度盘盘载物台载物台止动止动（另侧）望远镜刻度盘锁定（另侧）望远镜刻度盘锁定支架支架转动转动微调微调狭缝套筒锁定狭缝套筒锁定目镜调目镜调焦手轮焦手轮载物台载物台调平

2、调平小电珠小电珠实 验 原 理调整分光计，最后要达到下列要求：1.平行光管发出平行光；2.望远镜对平行光聚焦；3.望远镜、平行光管的光轴垂直于仪器公共轴。分光计调整的关键是调好望远镜，其他的调整可以望远镜为准。1.调整望远镜对平行光聚焦并垂直于仪器公共轴。2.调整平行光管发出平行光并垂直于仪器公共轴。实 验 原 理平行光管原理图垂直调整原理图反射法测三棱镜顶角实 验 原 理三棱镜最小偏向角的测定实 验 原 理当三棱镜顶角已知时，测出不同波长折射光的对应的 min，即可求出三棱镜在该波长处的折射率。折射率与波长满足关系实 验 原 理仪器与器材仪器与器材分光仪、平行平面镜、玻璃三棱镜、钠光灯及其电

3、源三棱镜钠光光源分光计平面镜仪器与器材仪器与器材仪器与器材仪器与器材仪器与器材仪器与器材一、分光仪的结构：望远镜、平行管、载物台、刻度盘及底座，每部分均有特定的调节螺钉。1底座位于下部，起着支撑整台仪器的作用。2平行光管一端装有消色差的物镜，另一端为装有带狭缝的套管。狭缝的宽度可在0.022mm范围内改变。3望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起，套在主刻度盘上。4载物台套在游标内盘上，可绕中心转轴转动或升降。平台下有三个调节螺钉，可以改变台面与转轴的斜度。 5分光仪上控制望远镜和度盘、游标盘转动的有三套机构是望远镜止动和微调控制机构；分光仪游标盘止动和微调控制机构；望远镜和度盘的离合控制机

4、构。 仪器与器材仪器与器材二、仪器的工作原理 小十字应位于离分划板中心2毫米的一根十字仪器与器材仪器与器材 角度的读法是以游标的零线为准，读出的度值和分值(每格20)，再读游标与度盘上刚好对准的刻线的分值(每格1)和秒值（每格30”）若游标线与度盘线有一条对准，则以这一对准线读数，若有两条对准，则取其中间值。举例如右图：仪器与器材仪器与器材三、仪器的使用和调整 分光仪的调节主要是使平行光管发出平行光，望远镜聚焦于无穷远，同时使平行光管和望远镜的光轴与仪器转轴垂直。1调节自准直望远镜 （1） 接通电源，处观察分划板，移动目镜使分划板清晰。 （2） 将载物台紧贴台基，放置双面反射镜，如图所示。 （

5、3） 调节望远镜看到绿色小十字像。 （4） 调节目镜，使小十字及其反射像皆十分清晰为止。以晃头法检查无视差即望远镜已聚焦无穷远。 abc仪器与器材仪器与器材仪器与器材仪器与器材2调节望远镜与仪器转轴垂直 （1） 将载物台转过 180，观看反射像位置。 （2） 调节连线与平面反射镜垂直的两个螺钉中的一个，使像向分划板水平线靠拢一半距离。 （3） 调节望远镜的仰俯角，使像居于十字线水平中央。 （4） 反复数次，使绿色小十字始终居于分划板十字线水平中央。这一步非常关键，需要反复调节，需要足够的耐心。3调节平行光管 将已聚焦于无穷远的自准直望远镜正对着平行光管，在狭缝体前放实验用光源，前后移动狭缝体至

6、放大了的狭缝像在望远镜分划板上成像清晰，并无视差，即可锁紧。 仪器与器材仪器与器材4调节平行光管光轴与望远镜光轴平行 调节光缝至最小位置，转动狭缝体，使光缝处于水平位置，以望远镜为准，光缝像处于望远镜分划板十字线水平线中央。必要时调节望远镜管与平行光管大致等高。 5当调换测量工件时，应调整载物台高低 调节步骤望远镜调节望远镜轴线及平台与中心转轴垂直平行光管轴线与中心转轴垂直读数系统调节目测粗调实 验 步 骤实 验 步 骤1分光计的调整要求为： (1)望远镜能够接受平行光(即望远镜聚焦于无穷远)。(2)平行光管能够发出平行光。(3)望远镜与平行光管的光轴共轴，且与分光计的中心轴相垂直。 2调整方

7、法： 粗调：粗调：用目视法进行粗调，使望远镜与平行光管大致共轴且与分光计的中心轴垂直，载物台平面大致与中心轴垂直。接通照明系统，并在载物台上放一个平面反射镜，当平面反射镜的一个光学面与望远镜光轴垂直时，应可以看到反射回来的十字像，十字像一般与分划板上的交点P并不重合。 细调细调： 调整望远镜聚焦于无穷远 调整望远镜光轴与分光计中心轴垂直 调节载物台的底角螺钉，所调螺钉为：与对着望远镜物镜的光学面垂直连线上的两个底角螺钉，使十字像向上叉丝移近1/2的偏移距离。调节望远镜的倾斜调节螺钉,使十字像到P点所在的水平线。转动望远镜，使十字像的竖线与分划板上的竖线相重合。然后旋转载物台，使平面反射镜的另一

8、光学面对着望远镜物镜，重复上面的步骤，如此反复数次，直至无论如何转动载物台，平面反射的两个光学面反射回来的十字都能与P点重合为止。实 验 步 骤二、测定三棱镜的顶角二、测定三棱镜的顶角A A 1 自准法测顶角A 利用望远镜自身产生的平行光，测量三棱镜的顶角。测量时望远镜扫过的角度为，它与顶角A的关系可由下式给出：实 验 步 骤自准法光路：自准法光路：可以看到当望远镜移到光学面法向位置时，望远镜自身发出的光被镜面反射回来，我们可以看到反射回来的像。2反射法测顶角 将待测三棱镜放在载物台上，并使顶角正对着平行光管。先用眼睛观察棱镜两个光学面反射的光线，如果有一个面看不到反射光，说明棱镜的顶角未对准

9、平行光管，需重新调整，直至对准为止。反射法测顶角的公式为：实 验 步 骤反射法光路反射法光路：可以看到当望远镜移到所在光学面入射光反射方向时，可以看到反射的缝像。数 据 处 理12A 12A 自准法测顶角A反射法测顶角A1. 调节分光计时，每调好一步，调好的部件不要碰动。2. 测量时，游标盘一定要固定，望远镜和刻度盘一定要锁定。3.望远镜的仰角调节螺丝和载物平台下的三个调节螺丝都应为后面细调预留调节余度，即不能将它们拧到极限位置。注意事项思考与练习1.为了消除亮十字像与叉丝上水平线间的距离，为什么不能单独调望远镜或单独调载物台，而要采用“减半逐步逼近法”？ 2.证明用相隔1800的两个游标读数取平均值的方法测量角度，可以消除因该圆盘中心与望远镜转动中心不重合带来的周期性误差。 3.调节望远镜光轴垂直于仪器中心轴时可能看到两类现象： (1)由平面镜的两个反射面反射的亮十字像都在上十字叉丝线的上方； (2)由平