分光计测三棱镜折射率课件

1、分光计的调节和三棱镜折射率的测定主讲教师:周厚兵2015年9月分光计的调节和三棱镜折射率的测定主讲教师:周厚兵2015年9分光计测三棱镜折射率课件一、实验目的课题实验实验方法实验技术光学系统的自准直原理及方法分光计的调节和使用三棱镜顶角和最小偏向角的测量物理现象物理原理三棱镜色散谱线的观察最小偏向角测折射率光谱定性分析一、实验目的课题实验实验方法实验技术光学系统的自准直原理及方光的色散和偏向角可以证明，当i1=i4、 i2=i3时，有最小偏向角0.光源平行光色散分光谱线信息光的色散和偏向角可以证明，当i1=i4、 i2=i3时，有最二、实验仪器度盘度盘基座基座游标游标望远镜紧固物台紧固物台紧固

2、物台调平望远镜水平微动倾斜螺丝照明灯泡目镜筒紧固目镜望远镜载物台平行光管狭缝筒紧固狭缝倾斜螺丝物台游标间紧固平面镜平面镜三棱镜三棱镜二、实验仪器度盘度盘基座基座游标游标望远镜紧固物台紧固物台紧1、分光计的构造原理1、分光计的构造原理2、分光计的调节方法三垂直:望远镜光轴垂直中心转轴；载物平台垂直中心转轴；平行光管轴垂直中心转轴调节要求调节步骤望远镜调节望远镜轴线及平台与中心转轴垂直平行光管轴线与中心转轴垂直目测粗调2、分光计的调节方法三垂直:望远镜光轴垂直中心转轴；载物平台 （a）将双面反射镜放在载物台上，使双面镜的两反射面与望远镜大致垂直。这一步需要调节载物台的三个调平螺丝以及望远镜的高低调

3、节螺丝来完成。载物台与平面镜的放置方向载物台平面镜载物台的三个调平螺丝abc望远镜轴线方向(1)目测粗调 (2)用自准法调节望远镜聚焦无穷远 （a）将双面反射镜放在载物台上，使双面镜的两反射面与望远（b）点亮照明小灯，调节目镜与分划板间的距离，看清分划板上的黑色叉丝细线和带有绿色的小十字窗口（目镜对分划板调焦）（c）从望远镜的目镜中观察到绿色反射十字像，前后移动目镜对望远镜调焦，使反射像清晰且与叉丝无视差。此时分划板平面、目镜焦平面、物镜焦平面重合在一起，望远镜已聚焦于无穷远（即平行光经物镜聚焦于分划板平面上），能接受平行光了（b）点亮照明小灯，调节目镜与分划板间的距离，看清分划板上的(3)用

4、半近调节法调节望远镜光轴与仪器主轴相垂直 判断望远镜光轴与仪器主轴垂直的依据是：由反射镜两个面反射的十字像在上面的水平叉丝上。否则，用半近调节法调节，具体调节方法如下：用自准直法将望远镜调焦到无穷远平面镜视场图V从丝环 出射的小十字位置从平面镜反回的小十字Vf(3)用半近调节法调节望远镜光轴与仪器主轴相垂直否则，用半近注意：望远镜调节水平后，螺丝d千万不能再转动，否则重新调节dab12载物台转动180注意：望远镜调节水平后，螺丝d千万不能再转动，否则重新调节d(4)调节平行光管（b）打开狭缝，从望远镜中观察，同时调节平行光管狭缝与透镜间距离，直到看见清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽使望远镜视场中

5、的缝宽约为1mm（a）目测粗调至平行光管光轴大致与望远镜光轴相一致(4)调节平行光管（b）打开狭缝，从望远镜中观察，同时调节平（d）消除视差 微微改变平行光管的狭缝与会聚透镜的相对位置；并稍微移动望远镜的目镜套筒及转动目镜，最后达到移动头部时，准线与像无相对移动为止。（c）调节平行光管的倾斜度，使狭缝中点与“”准线的中心交点重合，缝长适当这时平行光管与望远镜的光轴在同一水平面内，并与分光计中心轴垂直。（d）消除视差（c）调节平行光管的倾斜度，使狭缝中点与“”3、分光计的测量方法分光计测角度（两条光线的夹角）的方法测量时，刻度盘固定，望远镜带动游标盘一起转动，刻度盘与游标盘之间相对运动的角度即为

6、望远镜转过的角度。望远镜通常先对准某条光线（如入射光），转动后对准另一条光线（如折射光），望远镜转过的角度就是这两条光线之间的夹角。3、分光计的测量方法分光计测角度（两条光线的夹角）的方法测量望远镜旋转角度读数和计算公式分光计的读数与游标卡尺的读数类似。如图，游标的零刻度线对准的刻度盘读数为250o22。3、分光计的测量方法望远镜旋转角度读数和计算公式分光计的读数与游标卡尺的读数类似主刻度盘游标盘游标窗口游标窗口偏心差的消除？主刻度盘游标盘游标窗口游标窗口偏心差的消除？设望远镜竖直叉丝先对准某条光线，此时，左右两个游标的零刻度线分别对准刻度盘上的两个值（ 左和右），当望远镜竖直叉丝对准另一条光

7、线后，左右两个游标的零刻度线分别对准刻度盘上的另两个值（ 左和右）。左右右左望远镜旋转角度读数和计算公式(消除偏心差)3、分光计的测量方法设望远镜竖直叉丝先对准某条光线，此时，左右两个游标的零刻度线三、实验原理 入射光 LD与出射光ER的夹角 称为偏向角。当改变入射角时，偏向角也会改变，在某个入射角处，偏向角最小，称最小偏向角 m。三棱镜对入射光线的 m与其对入射光的折射率存在单值关系可见,通过测定棱镜顶角和某单色光在棱镜中的最小偏向角可得棱镜对该单色光的折射率.三、实验原理 入射光 LD与出射光ER的4.1 三棱镜顶角测量注意：由三棱镜两个反射面反射的十字像，由于透射率较高，十字像比较浅，在

8、寻找十字像时要认真1.调节三棱镜，使其主截面垂直于分光计主轴四、实验步骤4.1 三棱镜顶角测量注意：由三棱镜两个反射面反射的十字像，三棱镜顶角的测定，一般将三棱镜的两个光面所夹的棱放置在载物台的正中(否则 棱镜折射面的反射光不能进入望远镜)，然后大致左右对称地放上三棱镜。载物平台ABC平行光管ABC平行光管载物平台四、实验步骤三棱镜顶角的测定，一般将三棱镜的两个光面所夹的棱放置在载物台注意：在测量时为克服偏心差，每次读取刻度时，要记录两个刻度值。 ABCj望远镜ABCj望远镜bb12反射法 直准直法2.测量顶角A的方法四、实验步骤注意：在测量时为克服偏心差，每次读取刻度时，要记录两个刻度值1.

9、顶角应放在靠近载物台中心处,否则发射光线不能进入望远镜;2.利用望远镜转动微调螺丝使分划板上的竖叉丝与狭缝像对准.3.多次测量(3次以上),求顶角的平均值.注意事项四、实验步骤1.顶角应放在靠近载物台中心处,否则发射光线不能进入望远镜;1. 观察汞光谱，观察光谱线排列及入射角改变时所观察到的现象；4.2测量绿光的最小偏向角2. 根据最小偏向角的概念,测量汞光谱中绿色光的最小偏向角.四、实验步骤1. 观察汞光谱，观察光谱线排列及入射角改变时所观察到的现象最小偏向角概念四、实验步骤最小偏向角概念四、实验步骤方法a.移动望远镜,使之能在视场中能看到狭缝像。b.移动载物台,找到狭缝像的转折点(偏向角不

10、再减小,反而增大的位置。载物台平行光管望远镜望远镜望远镜放大的望远镜视场转折点折射方向入射方向最小偏向角测量方法方法b.移动载物台,找到载物台平望远镜望望放大的望远镜视场转c.移动望远镜, 使竖直瞄准线与狭缝像的转折点处重合d.转动载物台,验 证重合与否。e.分别从两游标读数。记为 和 。载物台平行光管望远镜望远镜放大的望远镜视场转折点f.拿掉三棱镜，测量白光谱线，读得 和c.移动望远镜, 使竖直瞄准线与狭缝像的转折点处重合d.转动 (2-1+2-1)/2 平行光管2 2 望远镜平行光管1 1 望远镜最小偏向角测量 (2-1+2-1)/2 平行光管 特别提请注意：在同一介质中，不同波长光的传播

11、速度不同 ，折射率不同，最小偏向角也不同。因此，当再测另一波长光的最小偏向角时，应重复上述操作。我们通常说的折射率，是对钠黄光（波长：589.3nm）而言的。 特别提请注意：测量最小偏向角步骤三棱镜置于平台上转动望远镜，观察折射光（汞光谱六条谱线）转动载物台，改变入射角，对绿光寻找最小偏向角找到最小偏向角时，用望远镜竖直叉丝对准折射光分光计调节正常状态读出此时刻度盘的左右两个读数左与右反复多次勿动三棱镜测量最小偏向角步骤三棱镜置于平台上转动望远镜，观察折射光（汞注意事项1、调节分光计时，每调好一步，调好的部件不要碰动。2、测量时，刻度盘一定要固定，望远镜和游标盘一定要锁定。3、绿折射光较弱，看不到时可将狭缝调大些。注意事项1、调节分光计时，每调好一步，调好的部件不要碰动。2五、数据处理数据记录表格1、测棱镜顶角(自准直法)五、数据处理数据记录表格1、测棱镜顶角(自准直法)五、数据处理计算折射率时注意有效数选取。2、测最小偏向角五、数据处理计算折射率时注意有效数选取。2、测最小偏向角顶角A的不确定度最小偏向角的不确定度顶角A的不确定度最小偏向角的不确定度n的不确定度n的不确定度调