分光计的调节与使用

1、分光计的调节与使用分光计的调节与使用 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 物理实验中心网站 202.120.99.174 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 1.1.了解分光计的结构及基本原理；了解分光计的结构及基本原理； 2.2.学习光学系统的自准直原理和方法学习光学系统的自准直原理和方法; ; 3.3.掌握分光计的基本调整方法与技术；掌握分光计的基本调整方法

2、与技术； 4.4.系统误差的产生与消除；系统误差的产生与消除； 5.5.观察棱镜光谱；观察棱镜光谱； 6 6. 利用分光计进行一些光学参数的测量利用分光计进行一些光学参数的测量 ( (三棱镜的顶角、折射率）。三棱镜的顶角、折射率）。 实验目的 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 测定光线偏转角度测定光线偏转角度 思考与讨论的问题 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technolog

3、y 实验仪器介绍 汞灯汞灯 光源光源 控制控制 平行平行 光管光管 读数读数 照明照明 望远镜望远镜 载物盘载物盘 读数盘读数盘 分光计主要组成部分分光计主要组成部分 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 仪器结构与作用 调节 调节望远镜俯仰调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉平行光管俯仰调节螺钉 望远镜支架望远镜支架 平行光管水平调节螺钉平行光管水平调节螺钉 望远镜水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 松开 松开望远镜锁紧螺钉望远镜锁紧螺钉 松开松开 游标盘锁紧螺钉游标盘

4、锁紧螺钉 锁紧锁紧 载物台升降锁紧螺钉载物台升降锁紧螺钉 调节调节 载物盘水平调节螺钉载物盘水平调节螺钉 移动移动底座底座 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 平平 行行 光光 管管 自自 准准 望望 远远 镜镜 三棱镜三棱镜 游游 标标 分光计的调节要求分光计的调节要求 望远镜聚焦望远镜聚焦 于无穷远处于无穷远处 相互相互 垂直垂直平行光平行光 1.1.望远镜聚焦无望远镜聚焦无 穷远穷远, ,即接收平即接收平 行光。行光。 2.2.望远镜光轴与望远镜光轴与 分光计的中心轴分光

5、计的中心轴 相互正交。相互正交。 3.3.平行光管出射平行光管出射 平行光，其光轴平行光，其光轴 与分光计的中心与分光计的中心 轴线相互正交。轴线相互正交。 望远镜与平行光管望远镜与平行光管 等高共轴等高共轴 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 自准直法将望远镜调焦到无穷远 叉丝像叉丝像 分划板视场分划板视场 透光窗透光窗 反射像反射像 旋转目镜调节鼓轮旋转目镜调节鼓轮 伸缩目镜筒伸缩目镜筒 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China Uni

6、versity of Science and Technology 调节望远镜光轴与中心转轴垂直调节望远镜光轴与中心转轴垂直 调节调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉 粗调粗调 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 观察不到反射像的原因观察不到反射像的原因 n目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像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）模糊。（转动目镜调节鼓轮） n望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧望

7、远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧 螺钉，前后移动目镜筒螺钉，前后移动目镜筒 ） n平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。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调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology n明视距离明视距离 n聚焦聚焦 n消除视差消除视差 10 物镜物镜 望远镜目镜聚焦望远镜目镜聚焦 旋转旋转 目镜目镜 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实

8、验教学中心 East China University of Science and Technology 聚焦无穷远（图聚焦无穷远（图-4） n明视距离明视距离 n聚焦聚焦 n消除视差消除视差 望远镜聚焦望远镜聚焦 前后移动前后移动 目镜镜筒目镜镜筒 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 减半逐次逼近法减半逐次逼近法望远镜光轴与分光计中心轴垂直望远镜光轴与分光计中心轴垂直 d 调节调节望远镜俯仰调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉 d/2 调节调节载物盘水平调节螺钉载物盘水平调节螺钉 华

9、东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 狭缝象狭缝象 物镜物镜 狭缝狭缝 汞灯汞灯 平行光管：由狭缝和准直透镜组成平行光管：由狭缝和准直透镜组成 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 平行光管调节平行光管调节 狭缝象狭缝象 物镜物镜 狭缝狭缝 钠灯钠灯 望远镜中观察望远镜中观察 狭缝宽狭缝宽 度？度？ 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East

10、China University of Science and Technology 角游标读数角游标读数 主刻度盘 游标盘 游标窗口 233 13 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 偏心误差偏心误差 主刻度盘主刻度盘 游标盘游标盘 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 2 1 1212 TTTT 0 180 自准直法测量三棱镜顶角自准直法测量三棱镜顶角 自准直

11、法测三棱镜顶角自准直法测三棱镜顶角 A A C C B B T T1 1T T2 2 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 反射法测三棱镜顶角反射法测三棱镜顶角 n平行光管出射的平行光射平行光管出射的平行光射 向三棱镜的两个光学表面，向三棱镜的两个光学表面， 用望远镜分别接收两表面用望远镜分别接收两表面 的反射光，就可计算出两的反射光，就可计算出两 束光的夹角束光的夹角。由几何关由几何关 系可以证明系可以证明与三棱镜顶与三棱镜顶 角角A A的关系为：的关系为： = 2= 2A A

12、 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 动画演示 A（2-1+2-1）/4 平行光管望远镜 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 偏向角与最小偏向角 毛面毛面 光学光学 面面 光学光学 面面 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 最小偏向角法测三棱镜折

13、射率 2 sin 2 sin min n 时 min 三棱镜顶角三棱镜顶角 自准直法测自准直法测 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 如何找最小偏向角 平行光管平行光管 望远镜望远镜 转动载物台转动载物台 连同游标盘连同游标盘 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 测量最小偏向角 1.1.按图示放置三棱镜；按图示放置三棱镜； 2 2.转动望远镜，观察汞灯光谱；转动

14、望远镜，观察汞灯光谱； 3.3.转动游标盘连同载舞台，寻找折转动游标盘连同载舞台，寻找折 回点（回点（紧固游标盘螺丝紧固游标盘螺丝）；）； 4.4.将望远镜的十字准线的竖线对准将望远镜的十字准线的竖线对准 折回点（所要测量的谱线），读折回点（所要测量的谱线），读 出出射光的方位角出出射光的方位角(T(T5 5、 T T5 5） 5.5.将望远镜对准平行光管，读出入将望远镜对准平行光管，读出入 射光的方位角射光的方位角(T(T6 6、 T T6 6） 毛面毛面 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 数据处理要求 1.1.计算三棱镜的顶角及其不确定度；计算三棱镜的顶角及其不确定度； 2.2.计算三棱镜对汞灯黄光、紫光和绿光的计算三棱镜对汞灯黄光、紫光和绿光的 最小偏向角，得到玻璃的折射率及其最小偏向角，得到玻璃的折射率及其 不确定度；不确定度； 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 1.1.严禁用手摸光学表面严禁用手摸光学表面, ,也不可用一般布或纸擦拭。也不可用一般布或纸擦拭。 2.2.狭缝不能闭拢狭缝不能闭拢, ,否则会损坏狭缝否则会损坏狭缝.