分光计实验报告

1、实验一 分光计的调整测三棱镜折射率实验时间： 2011.3.17 实验概述【实验目的及要求】1. 了解分光计的结构，学习正确调节和使用分光计的方法。2. 用分光计测定三棱镜的顶角。【仪器及用具】分光计、钠灯等【实验原理】分光计是精确测定光线偏转角的仪器，可以用于测量材料的折射率、光源的光谱，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。分光计是比较精密的仪器，构造精细，调节技术要求较高，使用时必须严格按规则调节，才能得到较高精度的测量结果实验原理：分光计主要由个部分组成，即底座、望远镜、载物平台、准直管和读数盘底座它是分光计的基座中心轴线是分光计的转轴，望远镜、载

2、物平台和读数盘可绕中心转轴转动，准直管装在一个底脚的立柱上2自准直望远镜图33-2(a)为望远镜示意图它由自准目镜、全反射直角棱镜、分划板(十字叉丝)，物镜组成常用的自准目镜有高斯式目镜和阿贝式目镜实验室的分光计大多采用阿贝目镜就是在目镜和分划板之间装有全反射直角棱镜，直角棱镜上刻有“十”字，从目镜观察，叉丝的一小部分被直角棱镜挡住呈现它的阴影（）（）图33-2目镜筒套在安装分划板的套筒内。调节图33-1中所示的手轮可改变目镜和分划板的距离分划板套筒又套在物镜筒内，前后移动分划板套筒，可改变目镜和分划板相对于物镜的距离若在物镜前放平面镜，使平面镜镜面与望远镜光轴垂直，且分划板位于物镜焦平面上时

3、，则焦平面(分划板)上发出的光(绿十字)经物镜后成平行光射于平面镜，由平面镜反射经物镜后在焦平面(分划板)上形成绿十字反射像，如图33-2()所示望远镜的倾斜度可用螺丝10调节，通过螺丝14使望远镜与刻度盘相连松开螺丝5，望远镜可绕转轴转动微调螺丝13能使望远镜在小范围内微动3载物平台载物平台套在仪器转轴上，是用来放置待测物体的平台下面的3个螺丝19用来调节平台的倾斜度松开螺丝11，平台可单独绕轴旋转或沿转轴升降拧紧螺丝11，载物平台与游标盘相连松开螺丝18，载物平台和游标盘一起绕转轴转动拧紧螺丝18微调螺丝17可使载物平台和游标盘同时微动4准直管(平行光管)准直管用来获得平行光准直管的一端装

4、有物镜。另一端是套筒（图33-），套筒末图33-端有一可变狭缝。狭缝宽度由螺丝l调节前后移动狭缝套筒，可改变狭缝与物镜的距离当狭缝位于物镜的焦平面上时，准直管发出平行光调节螺丝20，可改变准直管的倾斜度读数盘读数盘有内外两层，外层是主刻度盘，上面有的圆刻度。分度值为内盘为游标盘，有两个相隔180o的角游标，分度值为望远镜的方位由刻度盘和游标确定为了消除刻度盘图33-4中心与仪器转轴之间的偏心差，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值角游标的读数方法与游标卡尺的读数方法相似如图33-所示的位置，其读数为实验内容【实验方案设计】（测量及调节方法）1分光计的调节分光计的调节要

5、求是：望远镜聚焦于无穷远；准直管发出平行光；准直管与望远镜同轴并与分光计转轴正交调节时，首先用目视法进行粗调。使望远镜、准直管和载物台面大致垂直于分光计转轴，然后按下述步骤和方法进行细调(1)用自准法调节望远镜聚焦于无穷远目镜视度的调节点亮目镜照明小灯，转动目镜视度调节手轮，使从目镜中能清晰地看到分划板上的黑十字叉丝将平面镜轻轻贴住望远镜物镜镜筒，使平面镜与望远镜主轴基木垂直前后移动分划板套筒直至从目镜视场中观察到反射回的绿十字像清晰，且绿十字像与分划板上的叉丝间无视差，则望远镜聚焦于无穷远(2)调节望远镜主轴垂直于仪器转轴图33-5-图33-6为了方便调节，将分划板套筒顺时针转动90o，使目

6、镜视场变为图33-5所示将平面镜按图33-6置于载物平台上，转动载物平台，使镜面与望远镜主轴大致垂直，从目镜中观察由平面镜反射回的绿十字像。一般，由于置于载物台上的平面镜与望远镜不互相垂直，所以不能下子观察到反射绿十字像轻缓转动载物平台，使镜面旋转一个小角度。从望远镜外侧用眼睛观察从平面镜反射回的绿十字像，适当调节望远镜和载物平台的倾斜度，直到转动载物平台时，从目镜中能观察到反射回的绿十字像通常，绿十字像水平线和分划板调整叉丝水平线(图33-5)不重合，可采用调节法来调节调节望远镜的水平调节螺丝10，使两者水平线的差距减小半；调节载物平台下的调节螺丝a或b)，使两者水平线重合将载物平台旋转18

7、0o，重复步骤这样反复进行调节，直到平面镜的任何一面正对望远镜时绿十字像与分划扳调整叉丝两者水平线都重合说明望远镜主轴与平面镜的两个面都垂直，则望远镜主轴垂直于仪器转轴(3)调节分划板上十字叉丝水平与垂直转动载物平台，从目镜中观察绿十字像是否沿叉丝水平线平行移动，若不平行，则可转动分划板套筒使其平行(注意不要破坏望远镜的调焦), 到此，望远镜已调好，可作为基准进行其它调节(4)调节准直管发出平行光且准直管主轴与转轴垂直将已点亮的汞灯置于狭缝前，转动望远镜，从目镜中观察到狭缝的像，前后移动狭缝套筒，改变狭缝与准直管物镜之间的距离，使狭缝像最清晰，此时准直管即发出平行光转动狭缝套筒使狭缝呈水平，调

8、节准直管的水平调节螺丝20，使狭缝像与测量用叉丝水平线重台，则准直管与望远镜共轴，即准直管主轴与仪器转轴垂直为了用于测量，转回狭缝套筒，使狭缝竖直放置，复查狭缝像是否清晰如不清晰按中要求调节至此，分光计已调节完毕【实验过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）1. 用钠灯照亮狭缝，使准直管射出平行光束。2. 测定最小偏向角（1） 将待测棱镜按书图35所示放置在棱镜台上，转动望远镜至位置，便能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线.（2） 刻度内盘固定，缓慢转动载物平台，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，用望远镜跟踪谱线观察、（3） 当载物平台转到某一位置，

9、该谱线不再移动，如继续按原方向转动载物平台，可看到谱线反而往相反方向移动，即偏向角变大。该谱线偏向角减小的极限位置即为最小偏向角位置。（4） 反复试验，找出谱线反向移动的确切位置。固定载物平台，微动望远镜，使叉丝中间竖线对准谱线中心，记录望远镜在位置的读数和（5） 转动载物平台，使光线从待测棱镜的另一光学面入射，转动望远镜至对称位置，使光线向另一侧偏转，同上找出对应谱线的极限位置，相应的游标读数为和。同一游标左右两次数值之差是最小偏向角的2倍，即【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）实验次数123【数据处理及结果】=（|+|）=（|+|）=（|+|）= (+)=(+)=所求棱镜顶角=【讨论】1搞