分光仪的调整与使用

1、分光仪的调整与使用 n实验目的实验目的 . 了解分光仪的构造和原理，学会调整分了解分光仪的构造和原理，学会调整分光仪。光仪。 . 测定三棱镜的顶角测定三棱镜的顶角 . 观察色散现象，测定玻璃三棱镜对汞灯观察色散现象，测定玻璃三棱镜对汞灯绿光的折射率。绿光的折射率。 实验仪器实验仪器分光仪的四个主要部件： 1平行光管平行光管 作用：产生平行光。 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，平行光管就出射平行光。 2望远镜望远镜 望远镜用于观察及定位被测光线。它是由物镜、自准目镜和测量用十字刻度线所组成的一个圆筒。

2、 3载物台载物台 用来放置待测件。台面下方装有三个调节螺丝，用来调整台面的倾斜度。 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，其读数方法与游标卡尺相似。 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，然后算出每个游标两次读数的差，再取平均值消除偏心差。实验内容及原理实验内容及原理一、分光仪的调整一、分光仪的调整1.目测粗调目测粗调 调节调节望远镜下的斜度调节螺丝望远镜下的斜度调节螺丝和和载物台下的三个调节载物台下的三个调节螺丝螺丝，使望远镜和平台基本水平。，使望远镜和平台基本水平。2. 2.目镜的调焦目镜的调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目目镜调焦的目的是使眼睛

3、通过目镜能很清楚地看到目镜中亮十字、分镜能很清楚地看到目镜中亮十字、分划板上的双十字分划线，且没有视差。划板上的双十字分划线，且没有视差。3 3、望远镜的调焦、望远镜的调焦 将平晶放在载物台上。放置方法如图所示，视场中将平晶放在载物台上。放置方法如图所示，视场中可看到绿十字反射像，调节望远镜调焦旋钮，使绿十字可看到绿十字反射像，调节望远镜调焦旋钮，使绿十字像清晰。像清晰。4. 4.调整望远镜的光轴垂直于分光仪主轴调整望远镜的光轴垂直于分光仪主轴 调节望远镜斜度调节旋钮和载物台调节螺丝，使平晶两反射面反射的绿十字像都在双十字分划线的上十字位置，如图所示。调节方法调节方法各半调节法各半调节法h各半

4、调节法各半调节法 调节望远镜调节和载物台调节螺丝，使望远镜视野中反光十字架移动到双十字分划线上十字位置.所谓各半调节法就是调节上述两个位置，各使反光十字架移动h/2,使之移动到正确位置。 即调节望远镜使绿十字反射像移动h/2，调节载物台使绿十字反射像移动h/2。 1. 如果平台转动如果平台转动180o前后，两次反射回的十字前后，两次反射回的十字像，都成在分划板上十字线的同一侧（上方或下像，都成在分划板上十字线的同一侧（上方或下方），则先调节望远镜下的螺丝。方），则先调节望远镜下的螺丝。 3. 调节时，采用逐次逼近法，每次让十字像向调节时，采用逐次逼近法，每次让十字像向分划板上十字线靠近一半，转

5、过分划板上十字线靠近一半，转过180o后，再靠近一半，后，再靠近一半，如此反复调节，可较快的使十字像与分划板上十字如此反复调节，可较快的使十字像与分划板上十字线重合。线重合。 2. 如果两次的像分别成在分划板上十字线的上下如果两次的像分别成在分划板上十字线的上下两侧，则先调节平台下的螺丝。两侧，则先调节平台下的螺丝。注意：注意：二、三棱镜顶角的测定二、三棱镜顶角的测定 原理：原理： 如图所示，利用望远镜自身产生的平如图所示，利用望远镜自身产生的平行光，固定望远镜，转动载物台，使载物行光，固定望远镜，转动载物台，使载物台上的三棱镜的台上的三棱镜的ABAB面对准望远镜，使面对准望远镜，使ABAB面

6、面反射的十字像与望远镜筒中的双十字丝上反射的十字像与望远镜筒中的双十字丝上交叉点重合，即望远镜光轴与三棱镜交叉点重合，即望远镜光轴与三棱镜ABAB面面垂直，记下两边的游标读数垂直，记下两边的游标读数 。12、 然后再转动载物台，使然后再转动载物台，使ACAC面反射的十字像与双十字丝上交叉面反射的十字像与双十字丝上交叉点重合，即望远镜光轴与点重合，即望远镜光轴与ACAC面垂直，记下两边游标读数面垂直，记下两边游标读数 。/12、设棱镜相对望远镜转过的角度为设棱镜相对望远镜转过的角度为 )()(21)(21221121180顶角顶角游标盘读数游标盘读数167A11 B11167BA 平行光射向顶角

7、为平行光射向顶角为A A的三棱镜的侧面的三棱镜的侧面ABAB，经过，经过折射后由另一侧面折射后由另一侧面ACAC射出，射出，入射光与折射光的夹角入射光与折射光的夹角 称称为偏向角。根据图中的几何为偏向角。根据图中的几何关系与折射定理可得如下关关系与折射定理可得如下关系系三、三棱镜折射率的测量三、三棱镜折射率的测量 21sin)(21sinminn原理：原理：测量汞灯绿光最小偏向角测量汞灯绿光最小偏向角 调节平行光管 取下平面镜，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。 将三棱

8、镜放在载物台上，将平行光管对准将三棱镜放在载物台上，将平行光管对准光源，判断折射光线的出射方向，用眼睛迎着光源，判断折射光线的出射方向，用眼睛迎着光线可能的出射方向，转动望远镜，可以看到光线可能的出射方向，转动望远镜，可以看到几条平行的彩色几条平行的彩色谱线，观察三棱镜色散现象。谱线，观察三棱镜色散现象。 测量绿光的最小偏向角 固定望远镜，转动游标盘使绿光向偏向角减小固定望远镜，转动游标盘使绿光向偏向角减小的方向移动，千万别移出视野的方向移动，千万别移出视野; ;固定游标盘，转动望远固定游标盘，转动望远镜，使绿光移到视野中央镜，使绿光移到视野中央; ;再固定望远镜，转动游标盘，再固定望远镜，转

9、动游标盘，重复上述过程重复上述过程; ;当绿光达到偏向角最小时固定游标盘当绿光达到偏向角最小时固定游标盘. .转动望远镜，使绿光和垂直叉丝重合，读出两个游标转动望远镜，使绿光和垂直叉丝重合，读出两个游标处的读数，再转动望远镜，使望远镜和平行光管成一处的读数，再转动望远镜，使望远镜和平行光管成一直线，使白光和垂直叉丝重合，读出两个游标处的读直线，使白光和垂直叉丝重合，读出两个游标处的读数，代入公式，数，代入公式，求出最小偏向角求出最小偏向角 minmin。 求出玻璃对求出玻璃对汞灯绿光的折射率汞灯绿光的折射率 注意事项注意事项 1. 平面镜及三棱镜系光学元件，光学表面不能用平面镜及三棱镜系光学元件