分光计调节与使用PPT(zkh)

1、光学实验光学实验理工楼 102分光计的调节和使用棱镜折射率的测量 光学实验光学实验分光计是一种能精确测量光束夹角的仪器分光计是一种能精确测量光束夹角的仪器（精度（精度11）经常用来测量材料的）经常用来测量材料的折射率折射率、光光栅常数、色散率栅常数、色散率、光波波长光波波长和进行和进行光谱观测光谱观测等。等。在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用。特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用。 光学实验光学实验实验目的1.了解分光计的结构2.掌握分光计的调节和使用方法3.掌握测定棱镜顶角的方法4.掌握用分光计测定棱镜折射率的方法

2、光学实验光学实验实验仪器 JJYJJY型分光仪（精度型分光仪（精度1 1分，包含配件），三分，包含配件），三棱镜（等边），钠光灯等棱镜（等边），钠光灯等光学实验光学实验平行光管平行光管望远镜望远镜刻度盘刻度盘底底 盘盘载物台载物台钠光灯钠光灯一、分光计的结构一、分光计的结构光学实验光学实验 分光计的四个主要部件： 1 1望远镜望远镜 望远镜用于观察及定位被测光线。它是望远镜用于观察及定位被测光线。它是由由物镜、自准目镜物镜、自准目镜和测量用十字刻度线和测量用十字刻度线（分划板分划板）所组成的一个圆筒。）所组成的一个圆筒。光学实验光学实验望远镜的调节及工作原理光学实验光学实验 2载物台 用来放置

3、待测件。台面下方装有用来放置待测件。台面下方装有三个细三个细牙螺丝牙螺丝，用来调整台面的倾斜度。，用来调整台面的倾斜度。实验实验的关键：载物台的调节。的关键：载物台的调节。光学实验光学实验 3 3平行光管平行光管 作用：产生平行光。作用：产生平行光。 在其圆柱形筒的一端装有一个可伸缩的在其圆柱形筒的一端装有一个可伸缩的套筒，套筒末端有一狭缝，筒的另一端套筒，套筒末端有一狭缝，筒的另一端装有消色差透镜组。伸缩狭缝装置，使装有消色差透镜组。伸缩狭缝装置，使其恰位于透镜的焦平面上时，平行光管其恰位于透镜的焦平面上时，平行光管就出射平行光。就出射平行光。注意：狭缝宽度的选择。注意：狭缝宽度的选择。光学

4、实验光学实验 4 4读数装置读数装置 读数装置由游标盘及游标和刻度盘组成，读数装置由游标盘及游标和刻度盘组成，其读数方法与其读数方法与游标卡尺游标卡尺相似。相似。 在刻度盘同一直径的两端各装有一个游在刻度盘同一直径的两端各装有一个游标，测量时，两个游标都应读数，然后标，测量时，两个游标都应读数，然后算出每个游标两次读数的差，再取平均算出每个游标两次读数的差，再取平均值值消除偏心差。消除偏心差。光学实验光学实验110 0 300 30T T18013590 45 0 315 270 225120 130 0 10 20 30 B（游标） A（度盘）(a)（ ）b=116 =12 = + =116

5、 12ABA BOO图刻度圆盘与游标圆盘16-4 光学实验光学实验光学实验光学实验二、分光计的调节二、分光计的调节测量前应调节分光计，达到：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。仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。 平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。光轴共轴。 待测光学元件的表面与中心转轴平行待测光学元件的表面与中心转轴平行光学实验光学实验 调节望远镜俯仰调节螺钉调节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

6、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载物盘水平水平调节螺钉调节螺钉 移动移动底座底座光学实验光学实验调节步骤：调节步骤：目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调成水平，并与中心轴垂直。目测粗调成水平，并与中心轴垂直。用自准法调节望远镜，使其聚焦于无穷远。用自准法调节望远镜，使其聚焦于无穷远。调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。直。调节平行光管调节平

7、行光管光学实验光学实验载物台的调节及平面镜的放置载物台的调节及平面镜的放置1.目测粗调目测粗调光学实验光学实验用自准法调节望远镜，使其聚焦于无穷远。用自准法调节望远镜，使其聚焦于无穷远。调节要求：调节要求：（1）调目镜调目镜(先外旋，再内旋先外旋，再内旋)，看清分划板；，看清分划板；（2）转动调焦手轮，至反射）转动调焦手轮，至反射“十十”字像清晰，且与分划板无字像清晰，且与分划板无视差。视差。光学实验光学实验 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 光学实验光学实验1 1）分别调整）分别调整望远镜望远镜高低倾斜螺丝和高低倾斜螺丝和载物载物台台水平调节螺丝，使反射像处于（水平调

8、节螺丝，使反射像处于（c c）图）图位置，位置，转动游标盘带动平面镜转动游标盘带动平面镜转转180度，度，用同样方法调节。反复调整直至重合。用同样方法调节。反复调整直至重合。2）将载物台上平面镜将载物台上平面镜转转90度，调整载物度，调整载物台第三个螺丝和望远镜高低倾斜螺丝。台第三个螺丝和望远镜高低倾斜螺丝。逐次逼近各半调整法逐次逼近各半调整法望远镜的光望远镜的光轴与分光计中心轴垂直轴与分光计中心轴垂直调调a1调调a2、a3调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。光学实验光学实验平面镜两侧面的反射像分别位于或或时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉dd平面

9、镜两侧面的反射像同时位于和和时，只需调节载物盘的水平调节螺钉dd光学实验光学实验4.调节平行光管调节平行光管 （1）取下平面镜，关掉照明小灯，用钠灯照亮狭缝，从望远镜中观察来自平行光管的狭缝像，同时调节狭缝套筒制动螺丝，直至能在望远镜中看到清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽使望远镜视场中的缝宽约为1mm。 f光学实验光学实验狭缝像与分划板位置 （2）调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。 望远镜中看到清晰的狭缝像后，转动狭缝（不能前后移动）至水平状态，调节平行光管倾斜螺丝，使狭缝水平像被分划板的中央十字线上、下平分，如图所示。这时平行光管的光轴已与分光计中心轴相垂直。再把狭缝转至铅直位置，并需保

10、持狭缝像最清晰而且无视差。光学实验光学实验狭缝狭缝 锁紧螺钉锁紧螺钉俯仰调节螺钉俯仰调节螺钉松开松开狭缝锁紧螺钉狭缝锁紧螺钉前后移动前后移动狭缝狭缝 转动转动狭缝狭缝调节调节平行光管俯仰调节螺钉平行光管俯仰调节螺钉 转动转动狭缝狭缝锁住锁住狭缝锁紧螺钉狭缝锁紧螺钉 （2）调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。光学实验光学实验反射法测三棱镜顶角反射法测三棱镜顶角341TT 341TT 112121 三棱镜的顶角三棱镜的顶角为为 重复测量三次取平均 光学实验光学实验表表1三棱镜顶角的测量三棱镜顶角的测量i位置1 T3位置2 T4左右顶角左右左右123光学实验光学实验最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射

11、率最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率 理论证明，当入射角i等于出射角i时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角 2sin2sinsinsinAArin光学实验光学实验 改变入射光出射光方向改变入射光出射光方向ER随之而变。与此同随之而变。与此同时偏向角发生变化时偏向角发生变化注意注意此时偏向角是增大还是此时偏向角是增大还是减小减小，然后转动平台使，然后转动平台使狭缝像向偏向角减小的狭缝像向偏向角减小的方向移动。当棱镜转到方向移动。当棱镜转到某个位置时，像不再移某个位置时，像不再移动（即动（即E0R0位置）。位置）。 光学实验光学实验主刻度盘游标盘游标窗口233 13 读数读数双游标：消除

12、偏心差！双游标：消除偏心差！光学实验光学实验双游标：消除偏心差！双游标：消除偏心差！光学实验光学实验双游标：消除偏心差！双游标：消除偏心差！主刻度盘主刻度盘游标盘游标盘 分光计的读数系统是由刻度盘和游标盘组成的分光计的读数系统是由刻度盘和游标盘组成的, ,刻度盘和游标盘刻度盘和游标盘套在分光计的中心轴上套在分光计的中心轴上, ,可以绕中心轴旋转可以绕中心轴旋转. . 由于加工技术及由于加工技术及精度所限精度所限, ,刻度盘中心与游标盘中心不能严格重合刻度盘中心与游标盘中心不能严格重合, ,从而使刻度从而使刻度盘中心与游标盘中心有一定的偏离盘中心与游标盘中心有一定的偏离, ,导致了偏心差的产生导

13、致了偏心差的产生. .光学实验光学实验实验要求实验要求1. 转动三棱镜，重复测量3次，将数据填入自拟表中，求出平均值及不确定度2. 计算的平均值和不确定度（标准偏差）3. 正确报导测量结果:三棱镜顶角为3) 1(2222仪xpBASnntUUU测量次数n3452.481.591.24nntp) 1( 有限测量t分布光学实验光学实验 自准直法测量三棱镜的顶角自准直法测量三棱镜的顶角 三棱镜由两个光学面AB、AC和及一个毛玻璃面BC构成。三棱镜的顶角是指两光面的夹角。自准直法就是用自准直望远镜光轴与AB面垂直，使三棱镜面反射回来的小十字像位于准线中央，由分光仪度盘和游标盘读出1A、1B；再把望远镜转到与三棱镜的AC面垂直，由分光仪度盘和游标盘读出2A、2B 望远镜光轴转过的角度三棱镜顶角1802121212BBAA12(标盘读出2A、2B)(标盘读出1A、1B)光学实验光学实验调节要求：调节要求：1.如图放置三棱镜，用望远镜观如图放置三棱镜，用望远镜观察察AB、AC面的反射面的反射“十十”字像；字像；2.调节调节a1(/a2)和望远镜高低倾斜和望远镜高低倾斜螺丝，使螺