分光计的调节及其应用

分光计的调节与使用大学物理实验南京邮电大学物理实验教学中心主要内容

实验目的

实验仪器实验原理

实验步骤

数据处理

注意事项实验目的1、掌握分光计的结构和调整技巧2、学习用分光计测量三棱镜顶角的方法3、熟悉用最小偏向角法测定物质折射率实验仪器光源三棱镜分光计分光计的结构组成平行光管狭缝套筒锁定狭缝宽度调节平行光管仰角调节载物台目镜套筒锁定望远镜目镜调焦手轮小电珠望远镜仰角调节载物台调平螺钉游标盘刻度盘载物台锁定旋钮望远镜锁定(另侧)望远镜刻度盘锁定反射镜分光计的调节方法三个垂直：调节目的:调节步骤：如右图望远镜调节望远镜轴线、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望远镜轴线垂直中心转轴；载物平台垂直中心转轴；平行光管轴线垂直中心转轴目镜调焦：目的：使分划板上的叉丝刻线和十字光标清晰。方法：转动目镜调焦手轮物镜调焦：目的：望远镜对无穷远聚焦，绿十字光标成像清晰方法：将双面反射镜贴于望远镜的物镜上，前后移动目镜套筒，然后拧紧锁定螺丝。望远镜调节望远镜轴线、平台与中心转轴垂直调节步骤：目视粗调细调调节方法：最终效果：见右图A面反射像B面反射像望远镜仰角调节螺钮载物平台下的三个调节螺钮两面的像变化方向相反两面的像变化方向一致dd调节仰角螺丝，使望远镜筒基本呈水平目视粗调步骤：cab转动载物平台铜色上层，使平台上三条线与调节螺钉一一对齐，将螺钉编号(如abc)，并始终保持一致。在两个方向上(如平行ab方向和垂直ab方向)调节平台水平调节a,b,c螺钉，目视平台呈水平，并适当调节平台高度平台螺钉望远镜仰俯螺钉细调步骤：放置平面镜，如图所示，先调ab方向水平调节ab螺钉或望远镜仰俯螺钉使反射镜两面的反射像均呈于视场中，如图所示载物盘水平的各半调节两十字像在同一水平线上：调a，b螺钮d调节载物盘螺钉a和b调节望远镜俯仰调节螺钉d/2使两十字像都处于上水平线：调望远镜俯仰螺钮分析原因侧视俯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注：如观察不到反射像

平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直（望远镜的视场）解决方法判断十字像的位置：目视法调节望远镜的仰俯螺钉调整十字像的位置：利用看到的十字像来移动看不到的十字像的位置，使两个像都位于视场中调节a和b，使绿色十字像上移，红像也下移调节俯仰螺钉，使绿像下移，则红像也下移注：绿像为看得到的十字像，红像为看不到的十字像调节另一个方向——垂直ab方向的水平

方法：调节c点旋钮②调节载物盘水平调节螺钉c使两像位于上水平线狭缝俯仰调节螺钉松开螺钉，前后移动狭缝,调清晰①

转动狭缝，调节光管俯仰调节螺钉②

转动狭缝，锁住狭缝锁紧螺钉③

调节图示锁紧螺钉平行光管轴线与中心转轴垂直233º

13΄

读数系统调节游标窗口游标盘主刻度盘MNA贴标签面BC实验原理只要测量出：示意图如下图所示其中三棱镜顶角A与两个面(AB和AC）的反射光线的夹角满足如下关系：1、反射法测量三棱镜顶角望远镜平行光管i就可求出三棱镜的顶角A望远镜ACBABC贴标签面偏向角定义：入射光LD延长线与出射光 ER 反向延长线之间的夹角最小偏向角定义：当转动三棱镜时，入射角改变，偏向角也会随之改变，在某个入射角处，偏向角达到最小，称为最小偏向角

min。2、最小偏向角法测三棱镜折射率LD平行光管望远镜E’R望远镜E’R’以上测量的是AC面出射光的方向，要最终求得最小偏向角，还需测量AB面出射光方向，方法同上，图示如下贴标签面ABCACB最小偏向角计算：

LD平行光管望远镜ER望远镜E’R’只要测量出：就可求出最小偏向角3、三棱镜折射率的计算

三棱镜对入射光线的δmin

与其对入射光的折射率n存在单值关系：

只要测量出δmin

和α的值，就可根据上式求出三棱镜折射率n三棱镜置于平台上转动望远镜，观察AC面的反射光找到AB面的反射光线，用望远镜竖直叉丝对准反射光分光计调节读出此时刻度盘的左右两个读数

M与

N读出此时刻度盘的左右两个读数

M’与

N’轻微移动三棱镜或平台重复测量5次反射法测量三棱镜顶角实验步骤正确摆放三棱镜转动望远镜，观察AB面折射光转动三棱镜，改变入射角，寻找折射光最小偏向角找到最小偏向角后，用望远镜竖直叉丝对准折射光读出此时刻度盘的左右两个读数

M与

N转动三棱镜及望远镜，观察AC面折射光找最小偏向角，读出此时刻度盘的左右两个读数

M’与N’重复测量5次最小偏向角法测量三棱镜折射率注意事项1、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。4、测量时，要注意三棱镜的摆放位置，要小心转动平台，以免将棱镜碰落摔碎5、拿放棱镜要小心，切勿用手直接接触棱镜光学面3、在计算望远镜转过的角度时，要注意游标是否经过了刻度盘的0o或360o刻度线。若越过，则对旋转角度的计算公式应予以修正（思考如何修正）数据处理

角度测量次数

M

N

M’

N’

M-M’

N-N’α=[(

M-M’)+(

N-N’)]/4α平均12345数据记录表格反射法测量三棱镜顶角测量最小偏向角

角度测量次数

M

N

M’

N’

M-M’

N-N’δm