大学物理实验：分光计、光栅－光电

1、笔试：所有做过的实验,1、实验原理 2、操作过程、步骤 3、数据处理（包括作图） 4、思考题,操作： 分光计的调节及用分光计测量棱镜对绿光的折射率,操作复习要求：操作要规范，做完实验要归整,笔试题型：填空、简答、数据处理、作图,考试的内容,考试的复习,1、分光计的结构,五部份构成：平行光管、望远镜、载物台、读数圆盘、底座。,2、分光计的调节,1) 目视粗调 （实验时切勿忘记此步骤）,2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远,A、旋转目镜调节鼓轮,C、伸缩目镜筒,B、按图示放置平面镜,3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直,进行载物台水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉各半调节渐近法,将载物台转过180o，

2、重复进行各半调节，使十字像与上准直线重合。如此反复调节，使平面镜正反两面反射回的“十”字像均与分划板的上准直线线重合。（注意：现调靠近视场边缘的那面的十字像）,4) 调节平行光管,调节狭缝的粗细， 使缝宽适当,1）各半调节时，载物台水平、望远镜俯仰调节的特例,平面镜正反两面的反射“”字像分别位于上准直线的上方和下方d时，说明 载物台 没调节好， 望远镜 已达要求；只需调节载物台的水平调节螺钉,平面镜正反两面的反射“”字像同时位于上准直线的上方或下方d时，说明 望远镜 没调节好， 载物台 已达要求；只需调节望远镜的俯仰调节螺钉,3、分光计应注意的问题,2）调节望远镜光轴垂直于仪器中心轴的标志是什

3、么？,3）用简图表示出在调节分光计望远镜时双反平面镜的放置要求,通过望远镜目镜观察到双反平面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板的上准直线重合。,画出望远镜和平行光管与双反平面镜垂直； 画出双反平面镜与三个螺丝的位置如图所示。,4）通过望远镜目镜观察到分划板的准直线不清晰、反射回来的 “+”字像不清晰、狭缝像不清晰，说明什么问题？应如何调整？,准直线不清晰：说明望远镜目镜未调节好；应旋转目镜调节鼓轮，直到分划板的准直线清晰。 “+”字像不清晰：说明分划板没有位于望远镜物镜的焦平面上，应松开目镜紧锁螺钉，前后伸缩叉丝分划板套筒，使“+”字像清晰，然后锁紧目镜紧锁螺钉。 狭缝像不清晰：说明狭缝

4、没有位于平行光管准直透镜的焦平面上，应松开狭缝紧锁螺钉，前后伸缩狭缝套筒，当在已调焦无穷远的望远镜目镜中清晰地看到边缘锐利的狭缝像时，然后锁紧狭缝紧锁螺钉。,1）棱镜折射率计算公式： 光栅方程为： 光栅的角色散率计算公式：,4、光栅、三棱镜应注意的问题,2）在光栅实验中，除分光计调节外，还必须满足两个条件： 一是入射的平行光必须与光栅平面垂直； 二是光栅的刻痕必须与仪器转轴平行。,3）用透射法测量光栅常数时，要求入射的平行光要与光栅平面垂直， 若不垂直，光栅方程： 将变为：,衍射角、最小偏向角、三棱镜顶角计算方法：,d、的单位是m； D的单位是m-1。,1505,4）光栅衍射实验中，狭缝太宽、

5、太窄时将会出现什么现象？为什么？,狭缝太宽：谱线太亮、太宽，会造成较大的测量误差且分不出双黄线； 狭缝太窄：谱线亮度不够，无法看清谱线，甚至会造成找不到谱线。 因此，应该使狭缝宽窄合适，应在0.51mm左右。,5）当透过棱镜看狭缝时，看到一组彩色的狭缝像，是因为 棱镜的色散； 观察到的光谱顺序是：（从光轴起由近到远）_红紫_。 当透过光栅看狭缝时，看到一组彩色的狭缝像，是因为 光栅的衍射； 观察到的光谱顺序是：（从光轴起由近到远）_紫 红_。,6）试分析光栅和棱镜分光的主要区别有哪些？,一、光栅分光是利用光的衍射原理，利用不同颜色的光波长不同，通过光栅后产生衍射图样的亮线位置分布不同产生分光效果。二、三棱镜分光是利用不同颜色的光在同一介质中折射率不同，产生色散的原理制成。三、利用光栅分光后，可以看到多级光谱，而棱镜分光后只有1级光谱。四、在光栅光谱中，对于同一衍射级次k,波长越大衍射角也越大，即红光偏转最大；在棱镜光谱中，由于波长越大折射率越小，偏向角也越小，故紫光偏转最大。,五部份构成：平行光管、望远镜、载物台、读数圆盘、底座