分光计调节与光栅测波长

实验10分光计的调节与光栅衍射法测光波波长五邑大学物理实验中心2010.9实验目的

了解分光计的主要构造及各部分的作用。掌握分光计的调节要求和使用方法。观察光栅衍射现象，测量汞灯在可见光范围内几条强光光谱线的波长。分光计的主要用途1、分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。2、光学中的许多基本量如波长、折射率等都可以直接或间接的表现为光线的偏转角，因而利用分光计可测量波长、折射率等。3、使用分光计时必须经过一系列的精细的调整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实验中的基本技术之一，必须正确掌握。分光计的主要构造刻度盘与游标盘中心转轴分光计的光学系统及调节的要求仪器转轴一同轴三调焦三垂直平行光管望远镜目镜、物镜、平行光管望远镜轴线、载物台、平行光管轴线vs中心转轴载物台Step1.游标盘固定不动Step2.望远镜

&刻度盘转到其中一条光线的位置Step3.读数（左右游标）Step4.重复2.3步读数另一光线的位置参数分光计的测角度的方法测什么？如何测？如何计算？位置1位置2左游标右游标？？用2个游标，Why?AOBb

不偏心时，由于，所以可用弧长反映角度的大小。由于偏心，使之用弧长反映角度时产生的系统误差。如：这是由偏心造成的。偏心差及其处理方法分光计的测量方法望远镜旋转角度的计算公式

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（1左和1右），当望远镜竖直叉丝对准另一条光线后，左右两个游标的零刻度线分别对准刻度盘上的另两个值（2左和2右）。分光计的读数与游标卡尺的读数类似，如右图，游标的零刻度线对准的刻度盘读数为116o15′。1左1右2右2左则望远镜转过的角度即为位置1位置2分光计的测量方法2、在计算望远镜转过的角度时，要注意游标是否经过了刻度盘的0o或360o刻度线。若越过，则对旋转角度的计算公式应予以修正（思考如何修正）注意事项1、刻度盘上最小刻度为30’，测量时看清游标零刻度线是否越过刻度盘上30’刻度线。光栅衍射原理透射式衍射光栅透明不透明ab通常为1023~10mm数量级d光柵常数:ab()+d光栅衍射光路图(强度分布)YI光栅透镜屏幕光栅衍射光路图(具体分析)主极大(明条纹)角位置条件k称为主极大级数根据光栅方程测量光的波长,或者给定光的波长测量光栅常数光栅方程:光栅中央明条纹K=0一级明条纹K=-1绿黄黄绿光栅衍射光路图(光谱分布)实验内容调节分光计（三调焦三垂直）放置光栅（见右图）调节光栅平面与入射光线垂直调节光栅刻线与分光计主轴平行定性观察汞光的衍射光谱测量汞光谱线的衍射角计算汞光谱线的波长光栅即调节光栅平面与平行光管的光轴垂直。其调节方法是:先用眼睛直接观察,转动分光计的刻度盘带动载物台,使光栅面与平行光管垂直;然后转动望远镜,使望远镜中的分划板上的竖线与平行光管射过来的狭缝像相重合,此时,望远镜的光轴与平行光管的光轴一致,随之拧紧“望远镜固定螺丝”(底座右边)将望远镜的位置固定,再仔细转动刻度盘带动载物台,并结合调节a1或a2,直到光栅面反射回来的小绿“+”字像位于分划板上方叉丝交点上。此时,入射光垂直光栅面。随即拧紧载物台固定螺丝,以保持光栅的位置不动。在调节前可先作一定性观察。如果光栅刻线与分光计主轴不平行,将会发现左右衍射光线倾斜。为此,可通过调节平台下面的倾角螺丝a3使左右衍射光线在水平方向高度一致。汞光的可见光区主要谱线表波长（nm）颜色相对强度579.07黄强576.96黄强546.07绿很强491.60蓝绿中435.84蓝紫很强404.66紫强