分光计的调节和棱镜角的测量

1、物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验分光计的调节和棱镜角的测量 物理实验教学示范中心物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w1.了解分光仪的结构；w2.掌握分光仪的调节和使用方法。w3.掌握测定棱镜顶角的方法。实验目的物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验wJJY型分光仪（精度1分，包含配件），三棱镜（等边），钠光灯等实验仪器物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验平行光管望远镜游标盘刻度盘载物台物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w分光计的四个主要部件：w1平行光管w作用：产生平行

2、光。w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。注意：狭缝宽度的选择。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w2望远镜w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。w望远镜的调节及工作原理。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w3载物台（5）w用来放置待测件。台面下方装有三个细牙螺丝，用来调整台面的倾斜度。实验的关键：载物台的调节。物理学实验

3、教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w4读数装置w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。w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。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w1分光计的调整w(1)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。w(2)用自准法调整望远镜，使其聚焦于无穷远。n接上照明小灯电源，打开开关，可在目镜视场中看到绿色小十字的窗口。n调节目镜调焦手轮,直到能够清楚地看到分划板“准线”。 物理学实验教学示范中心物理学实验教

4、学示范中心光学实验光学实验物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验n将平面镜按下图所示方位放置在载物台上。这样放置的意义？物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验n沿望远镜外侧观察可看到平面镜内有一亮十字，轻缓地转动载物台，亮十字也随之转动。w用望远镜对着平面镜时，可看到反射的亮十字像，调节望远镜调焦调节手轮，使十字像与叉丝无视差重合（从望远镜射出的光被平面镜反射到望远镜中）。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w(3)调整望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。w平行光管与望远镜的光轴各代表入射光和出射光的方向。为了测准角度，必须

5、分别使它们的光轴与刻度盘平行。刻度盘在制造时已垂直于分光计的中心轴。因此，当望远镜与分光计的中心轴垂直时，就达到了与刻度盘平行的要求。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验调整望远镜高低倾斜螺丝 调整载物台水平调节螺丝转180度，用同样方法调节。反复调整直至重合。将平面镜转90度，调整第三个螺丝。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w（4）调整平行光管n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。 物理学实验

6、教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验n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，并需保持狭缝像最清晰而且无视差。狭缝像与分划板位置 物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w自准直法测量三棱镜的顶角w 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

7、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 w望远镜光轴转过的角度w三棱镜顶角1802121212BBAA物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验12望远镜望远镜三棱镜ABCOO准直法测三棱镜顶角图 7物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验1按前面介绍的知识，对分光仪进行调整n调节目镜，看清分划板上准线及小棱镜上十字。n放上平面镜，调节望远镜物镜，使反射的十字像清晰。调整望远镜与分光仪主轴垂直。实验内容物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验w用自准直法测量三棱

8、镜顶角w（）锁紧分度盘制动螺钉，转动望远镜（这时望远镜转动锁紧螺钉松开），使望远镜对准三棱镜的反射面AB，锁紧望远镜转动螺钉。利用望远镜转动微调，使由AB面反射回来的小十字像位于分划板准线的中央，记下分度盘两个窗口的读数值1A、1B 。w（）松开锁紧螺钉，把望远镜转到与AC面垂直，再锁紧螺钉。利用微调使由面反射回来的小十字像位于分划板上准线中央，记下分度盘上两个窗口的读数2A、2B 。w（）按上述两步重复测量3-5次，将数据填入自拟表中，求出平均值及不确定度。w（4）正确报道实验结果。物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实验光学实验不确定度计算3) 1(2222仪xpBASnntUUU测量次数n3452.481.591.24nntp) 1( 有限测量t分布算出各组数据对应的，按上式算出U物理学实验教学示范中心物理学实验教学示范中心光学实