分光计实验精品课件

1、分光计实验第1页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一本次实验报告可参照下面的模式撰写本次实验要求在实验预习时 写出实验内容和步骤内容！第2页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一物理实验报告姓名 学号 院系 教师日期 成绩实验题目 分光计的调节与使用一、实验目的1、了解分光计的结构及工作原理2、掌握分光计的调节原理和调节方法 3、学习用自准直法测量三棱镜顶角4、习学用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率 二、实验原理1、分光计的结构 分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、读数盘、底座等几部分构成，他们的作用分别是： ？2、分光计的调节 测量前应调节分光计，使其达

2、到： 1）望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。 2）平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。 3）待测光学元件的表面与中心转轴平行。3、分光计测量角度的原理 将分光计的望远镜与主刻度盘紧固在一起，与游标盘作相对旋转。使望远镜先后对准待测角的两条边线，望远镜相对于游标盘转过的角度，就等于待测角的大小，其最高精度可达1分以上。 三、实验仪器 分光计、汞光源、平面镜、三棱镜。四、实验内容和步骤（本实验要求在实验预习时 写出以下内容1） 谱线最小偏向角的测定 用光路图和公式详细说明？2）三棱镜顶角的测量 用光路图和公式详细说明？第3页，共37页，2022年，5月2

3、0日，9点46分，星期一五、实验数据与处理表1、最小偏向角测量数据？表2、三棱镜顶角测量数据？1）最小偏向角测量结果？2）三棱镜顶角测量结果？ 3）三棱镜玻璃折射率测量结果？ 六、问题讨论？第4页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一分光计的调节与使用第5页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一分光计的调节与使用实验简介实验目的实验仪器实验原理实验内容数据记录数据处理第6页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验简介 分光计（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的仪器。分光计是光学实验的基本仪器之一，通过角度的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相

4、关的物理量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是否平行等。 第7页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验目的 了解分光计的结构及工作原理掌握分光计的调节原理和调节方法 学习用自准直法测量三棱镜顶角学习用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率 第8页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验仪器分光计平面镜三棱镜汞光源第9页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验原理-1.分光计的结构第10页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验原理-2.分光计的调节测量前应调节分光计，达到：望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的中

5、心转轴并与中心转轴垂直。平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。待测光学元件的表面与中心转轴平行。 第11页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一1) 目视粗调 调节望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 松开望远镜锁紧螺钉 松开游标盘锁紧螺钉锁紧载物台升降锁紧螺钉调节载物盘水平调节螺钉 移动底座第12页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一 2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远叉丝像分划板视场透光窗反射像旋转目镜调节鼓轮 伸缩目镜筒 第13页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一观察不到反

6、射像的原因目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像模糊。（转动目镜调节鼓轮）望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒 ）平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。 俯视侧视转动载物台或望远镜调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉第14页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一平面镜的放置方法 第15页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直 放置平面镜 拨动游标盘 调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉 第16页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节d调节望远镜俯仰调节

7、螺钉 调节载物盘水平调节螺钉d/2第17页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一4) 调节平行光管平行光管由狭缝和准直透镜组成。第18页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一狭缝 锁紧螺钉俯仰调节螺钉松开狭缝锁紧螺钉前后移动狭缝 转动狭缝调节平行光管俯仰调节螺钉 转动狭缝锁住狭缝锁紧螺钉 第19页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验原理-3.分光计测量角度的原理 将分光计的望远镜与主刻度盘紧固在一起，与游标盘作相对旋转。使望远镜先后对准待测角的两条边线，望远镜相对于游标盘转过的角度，就等于待测角的大小，其最高精度可达1分以上。第20页，共3

8、7页，2022年，5月20日，9点46分，星期一 平行光管望远镜平行光管望远镜测量角度 ：第21页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一读数方法：主刻度盘游标盘游标窗口233 13 第22页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一偏心差主刻度盘游标盘第23页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一平行光在三棱镜表面入射，出射光方向发生偏折，入射光和出射光之间的夹角 称为偏向角，它与三棱镜材料的折射率和入射光的波长有关。 棱镜顶角 一定时，偏向角 的大小随入 射角的变化而变化。实验内容-1、谱线最小偏向角的测定第24页，共37页，2022年，5月20日

9、，9点46分，星期一可以证明，当出射角和入射角相等时，偏向角最小，称为最小偏向角 。对一定波长的入射光，最小偏向角 与三棱镜顶角 、材料折射率 的关系如下: 利用分光计测出棱镜的最小偏向角和顶角，就可以由上面的公式求出棱镜材料的折射率 。第25页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一测量 的方法：1）使平行光管发出平行光在三棱镜AB面入射。2）如图所示，找到由三棱镜出射的彩色谱线，选定其中一条谱线，转动载物台，注意该谱线出射光所对应的偏向角的变化，选择使偏向角减小的方向缓慢转动载物台，当看到该谱线移至某一位置后反向移动，则逆转处即为该谱线最小偏向角出射光位置。第26页，共37页

10、，2022年，5月20日，9点46分，星期一3)先将望远镜对准最小偏向角出射光方向，使狭缝的像与分划板中央直线重合，在两园游标上读得的 , 是出射光方向坐标。4）同理，使望远镜对准入射光时，可读得 , 。显然第27页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验内容-2、自准法测量三棱镜顶角 三棱镜放置方法先测出 ，即可得：第28页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一 调节好分光计并使三棱镜的侧面AB和AC均垂直于望远镜的光轴以后，即可进行测量。 方法可以是固定刻度盘和望远镜，转动游标盘和载物台；也可以是固定游标盘和载物台而转动刻度盘和望远镜。如图所示，当AB面反

11、射的十字像与分划板的上叉丝重合时，AB面垂直于望远镜，在两园游标上读得的 , 是AB面的法线方向坐标。同理，当AC面垂直于望远镜时可读得 , 。显然：由上图可知：第29页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一注意事项1、在调好望远镜光轴与分光计光轴垂直后，不要再动望远镜下方调倾镙钉。2、用分光计测量角度时，同一游标两次读数的差值是望远镜转过的角度，不要将两个游标的读数弄混。 第30页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一实验数据测量次数入射光线出射光线123456平均值 表1 测量最小偏向角 _ 表1 最小偏向角测量数据第31页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一测量次数AB面AC面123456平均值 表2 三棱镜顶角测量数据实验数据第32页，共37页，2022年，5月20日，9点46分，星期一数据处理1、 最小偏向角测量结果第33页，共37页，2022