大学物理实验分光计后习题解答
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----分光计的调节与使用评分标准
《分光计的调节与使用》参考答案和评分标准预习报告(20分)一.实验目的a.了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法;b.用分光计测定棱镜顶角。
二. 实验仪器分光计、钠灯、三棱镜、双面反射镜三. 实验原理1.分光计的调节原理2.利用分光计测定棱镜顶角的方法a.自准法b.反射法四. 实验内容和步骤1.按调节分光计的要求调好分光计2.任选一种方法测定三棱镜的顶角评分要点：1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。
（5分）2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。
（5分）3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。
（5分）4、报告的书写要整洁规范。
（5分）数据采集与实验操作(40分)评分要点：1、不能用手直接摸三棱镜和反射镜的表面。
（2分）2、是否调节好分光计。
（15分）3、对实验的原理是否掌握。
（8分）4、实验操作的熟练程度。
（10分）5、是否读出合理的数据。
（5分）A=60°16′±20′E=?评分要点：1、是否列表记录数据，数据记录是否规范、清晰（10分）2、数据处理过程是否完整（10分）[注意：反射法和自准法的公式是不同的]3、是否得出正确答案(R 在合理的范围5分，误差处理5分)六．思考题(10分)1、 分光计由哪几部分组成？答：三脚底座、望远镜、平行光管、载物平台和读数盘。
2、 分光计调整的要求是什么？答：使平行光管发出平行光，望远镜聚焦于无穷远（使叉丝平面落在目镜和物镜的焦平面上），同时使平行光管和望远镜的光轴与转轴垂直。
3、 若刻度盘中心O ’与载物台中心O 不重合，即存在着偏心差，假定载物台从1ϕ转到2ϕ，实际转过的角度为θ，而刻度盘上的读数为1ϕ、'1ϕ、2ϕ、'2ϕ，试证明 2/)]''()[(1212ϕϕϕϕθ-+-=证：如图，O 为转轴中心，O ’为刻度盘中心，θ为望远镜绕中心轴的实际转角，θ1和θ2 分别为从两游标读出的角度值。
分光计实验思考题
实验十六示波器的使用【预习题】1．示波器为什么能把看不见的变化电压显示成看得见的图象？简述其原理。
答：（1）示波管内高速电子束使荧光屏上产生光亮点，而电子束的偏转角度（光点在荧光屏上的位移）是受X轴和Y轴偏转板上所加电压的控制。
（2）若只在X轴偏转板上加一个锯齿波电压（该电压随时间从-U按一定比例增大到+U），则光点就会从荧光屏左端水平地移动到右端（称为扫描），由于荧光屏上的发光物质的特性使光迹有一定保留时间，因而在屏幕水平方向形成一条亮迹（称为扫描线）。
（3）若只在Y轴偏转板上加信号电压，则随着信号幅度的变化光点就会在荧光屏竖直方向作上下移动形成一条竖直亮迹。
（4）如在Y轴偏转板加上电压信号，同时又在X轴偏转板加上锯齿波扫描电压，则电子束受到水平和竖直电场的共同作用，光点的轨迹呈现二维图形（光点在X方向均匀地从左向右水平移动的同时又在Y方向随信号幅度的变化在竖直方向作上下移动），即将Y轴偏转板上电压信号幅度随时间变化的规律在屏幕上展开成为函数曲线（即信号波形）。
（5）要得到清晰稳定的信号波形，扫描电压的周期与信号电压的周期必须满足，以保证的起点始终与电压信号固定的一点相对应（称同步），屏幕上的波形才能稳定。
（6）为了得到可观察的图形，锯齿波扫描电压必须重复扫描．2．观察波形的几个重要步骤是什么?答：（1）开启示波器电源开关后，将耦合开关置“⊥”，，调整辉度、聚焦以及垂直、水平位移旋钮使屏幕中部出现亮度适中细小的亮点。
（2）观察、测量时将耦合开关置“AC”或“DC”，触发选择开关置“INT”，将信号用同轴电缆线连接到Y轴输入端。
（3）调节Y轴灵敏度选择开关和X轴扫描选择开关以及触发电平旋钮，使信号幅度在屏幕范围内（屏幕竖直标尺的2/3左右），且有2—5个完整稳定的波形。
（4）定量测量时还应注意将扫描微调旋钮和Y轴微调旋钮置于校准位置（顺时针旋转至最大）。
3．怎样用李萨如图形来测待测信号的频率?答：1．将示波器功能置于外接状态（触发选择开关置“EXT”，触发信号极性开关置“X”）。
重庆大学大物实验答案网上-分光计Word版
《分光计的调整和玻璃折射率的测定》实验预习自测随机试卷离考试结束还有：一、选择题（共11题）1. 选出下列说法正确的是A：光线入射三棱镜的入射角愈小，其偏向角愈小B：日光灯经过三棱镜二次折射后，各单色光偏离入射光方向的顺序是从黄到紫 C：一束复色光经过三棱镜折射成为有序排列的单色光，当改变入射角时，都可使各色单色光同时出现最小偏向角 D：日光灯经过三棱镜二次折射后，各单色光偏离入射光方向的顺序是从紫到黄请选择:2. 下列说法正确的是A：分光计调节中，只要从望远镜中看到清晰的狭缝像，就证明平行光管已产生了平行光束。
B：分光计调节中，如果由载物台上面的的双面反射镜反射回来的亮十字象能与实物亮十字重合，就表明望远镜轴已与仪器主轴垂直。
C：分光计载物台已垂直于分光计主轴的严格说法是，双面反射镜在载物台上任一位置都能使其两面反射回来的亮十字象与上放十字叉丝重合。
D：如果看到的望远镜的叉丝清晰，并且看到经平面反射镜反射回来的亮十字象清晰，此时望远镜即没有聚集无穷远了。
请选择:3. 在测量三棱镜折射率的实验中，可以看清日光灯的主要谱线有A：紫、绿、黄 B：紫、蓝、青 C：黄、红、蓝 D：蓝、青、红请选择:1112224. 分光计是一种能够精确测量角度的光学仪器，以下不是它的组成部分的是A：望远镜 B：平行光管 C：载物台D：三棱镜请选择:1112225. 光栅是一种分光元件，光栅衍射时，绿光的衍射角____黄光的衍射角；棱镜折射时，绿光的折射角____紫光的折射角。
A：大于、小于 B：小于、大于 C：大于、大于D：小于、小于请选择:6. 在分光计实验中，仪器调节的步骤顺序是： a、粗调 b、调节平行光管，使其发出平行光 c、用自准直法对望远镜调焦 d、调处两侧面反射回来的亮十字象e、用逐渐逼近方法将亮十字象都调至与上方十字横叉丝重合A：a b c d e B：b c d a e C：c b a d e D：e d b c a请选择:7. 用自准直法测三棱镜顶角A，是在望远镜调节达到要求后，固定刻度盘转动游标盘，分别读出三棱镜两个光学面与望远镜光轴垂直是的角位置则可以求的A 了，转动游标盘时要放松制动螺钉。
大学物理实验系列分光计的调整与使用参考答案
大学物理实验系列分光计的调整与使用参考答案 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020用分光计测量三棱镜折射率实验数据处理1.顶角及不确定度)(A u 的计算(1)自准法: )(2118021210右右左左θθθθ-+--=A ， θθθ∆==⨯=)()()21(4)(22u u A u (2)反射法： )(412121右右左左θθθθ-+-=A 2.最小偏向角及最小偏向角的不确定度的计算（1）最小偏向角min δ的计算公式：)(412121min 右右左左θθθθδ-+-= （2）最小偏向角min δ的不确定度计算公式：θθθδ∆==⨯=21)(21)()41(4)(22min u u u 仪器误差Δθ = 2′= ×10-4(rad)u (A ) = 2′= ×10-4(rad) u (δmin ) = 1′= ×10-4(rad)A = ° ′±2′ δmin = ° ′±1′3.折射率n 以及折射率的不确定度)(n u 的计算(1)折射率的计算公式 A A n 21sin )(21sin min +=δ (2)折射率的不确定度计算公式)(2)(222)(min 2min 222min δδδu A ctg A u A ctg A ctg n n u ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= )(2sin 2cos 21)(2sin 2sin 2cos 212cos 2sin 21min 22min 222min min δ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ+-δ+=u A A A u A A A A A )()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(min 22min 222min δδδu A A A u A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=22min 222min )21()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(θδθδ∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=A A A 式中的角度的不确定度应取弧度为单位 n ±u (n ) = ±思考题及参考答案1.望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直，应该在望远镜中看到什么现象利用哪些螺钉调节光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的十字像，都能与望远镜分划板叉丝刻线上交点重合。
【大学物理实验(含 数据+思考题)】分光计的调整与使用实验报告
实验3.9 分光计的调整与使用一、实验目的（1）了解分光计的构造、作用和工作原理。
（2）掌握分光计的调整和使用方法。
（3）用分光计测棱镜的折射率。
二、实验仪器分光计、三棱镜、反射镜、汞灯三、实验原理1.测角原理测量光线之间的夹角，实质是测定平行光束的方位角。
如图3.9-6所示，A、B为平行光束在望远镜焦平面上的会聚像点。
焦平面上的每个点都与从一定方向入射的平行光束相对应。
如果望远镜光轴绕垂直于光束1和2的转轴转动，光轴由平行于光束1的方位(光轴上的会聚像点为A)转到平行于光束2的方位(光轴上的会聚像点为B)，则光轴所转过的角度即平行光束1与2之间的夹角θ。
图3.9-6测角原理2.用最小偏向角法测三棱镜折射率 n的原理如图3.9-7所示，单色光PM以入射角α1投射到三棱镜的AB面，经两次折射后,以α2′角从AC面射出。
入射光束与折射光束的夹角 θ称为偏向角。
显然θ=(α1−α1′)+(α2′−α2)=α1+α2′−φ式中φ为棱镜的顶角。
图3.9-7 最小偏向角法测三棱镜折射率原理对于给定的棱镜，其顶角φ和折射率n都是已定的。
从上式可见，偏向角θ是α1的函数。
可以证明，当a1=α2′，α1′=α2，即MM′∕∕BC(磨砂面)时，此时θ值最小，称为最小偏向角，用θ0表示。
此时有α1′=φ2，a1=φ+θ02。
则折射率为n=sin12(φ+θ0)sin12φ实验时只要测出最小偏向角θ0便可由上式计算出棱镜的折射率n。
四、实验内容及步骤1．调节分光计(1)目测粗调。
目测粗调就是直接用眼睛观察进行调节。
调节望远镜倾斜度调节螺钉和平行光管倾斜度调节螺钉使望远镜和平行光管平行于刻度盘；调节载物台倾斜度调节螺钉使载物台平行于刻度盘。
(2)细调的要求和步骤：①调节目镜至能清晰看到分划板的准线。
接上小灯泡电源，打开开关，观察视场下半区是否有绿色光区。
若有，则缓慢转动目镜调焦手轮直到能够清晰看到准线和绿色光区中的绿色“十”字，如图3.9-8所示。
大学物理实验系列——分光计的调整与使用参考答案
用分光计测量三棱镜折射率实验数据处理1.顶角及不确定度)(A u 的计算(1)自准法: )(2118021210右右左左θθθθ-+--=A ， θθθ∆==⨯=)()()21(4)(22u u A u (2)反射法： )(412121右右左左θθθθ-+-=A 2.最小偏向角及最小偏向角的不确定度的计算 （1）最小偏向角min δ的计算公式：)(412121min 右右左左θθθθδ-+-= （2）最小偏向角min δ的不确定度计算公式： θθθδ∆==⨯=21)(21)()41(4)(22min u u u 仪器误差Δθ = 2′= ×10-4(rad) u (A ) = 2′= ×10-4(rad) u (δmin ) = 1′= ×10-4(rad)A = ° ′±2′ δmin = ° ′±1′3.折射率n 以及折射率的不确定度)(n u 的计算(1)折射率的计算公式 A A n 21sin )(21sin min +=δ (2)折射率的不确定度计算公式)(2)(222)(min 2min 222min δδδu A ctg A u A ctg A ctg n n u ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= )(2sin 2cos 21)(2sin 2sin 2cos 212cos 2sin 21min 22min 222min min δ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ+-δ+=u A A A u A A A A A )()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(min 22min 222min δδδu A A A u A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡= 22min 222min )21()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(θδθδ∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=A A A式中的角度的不确定度应取弧度为单位n±u (n)= ±思考题及参考答案1.望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直，应该在望远镜中看到什么现象利用哪些螺钉调节光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的十字像，都能与望远镜分划板叉丝刻线上交点重合。
大学物理实验习题答案
实验7 分光计的调整与使用1． 本实验所用分光计测量角度的精度是多少？仪器为什么设两个游标？如何测量望远镜转过的角度？提示：本实验所用分光计测量角度的精度是：'1提示：刻度盘绕中心轴转动，因工艺的原因，中心轴不可能正好在盘的中心，因此转动测量时会产生一个所谓的偏心差，在盘的一直径两端对称设置两个游标，读数求平均即可消除偏心差。
见图。
D C CD B A AB ''==''+)(212．假设平面镜反射面已经和转轴平行，而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。
提示：反射的小十字像和平面镜转过180o 后反射的小十字像的位置不变，此时应该调节望远镜仰角螺钉，使十字反射像落在上十字叉线的横线上。
光路图如下3．假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。
提示：反射的小十字像和平面镜转过180o 后反射的小十字像的位置是一上一下，此时应该载物台下螺钉，直到两镜面反射的十字像等高，才表明载物台已调好。
光路图如下：图3望远镜光轴未与中心轴垂直的表现4.对分光计的调节要求是什么？如何判断调节达到要求？怎样才能调节好？提示：（1）对分光计调整的要求：①望远镜、平行光管的光轴均垂直于仪器中心转轴；②望远镜对平行光聚焦（即望远调焦于无穷远）；③平行光管出射平行光；（2）各部分调节好的判断标志①望远镜对平行光聚焦的判定标志——从望远镜中同时看到分划板上的黑十字准线和绿色反射十字像最清晰且无视差。
（用自准直光路，调节望远镜的目镜和物镜聚焦）②望远镜光轴与分光计中心转轴垂直的判定标志——放在载物台上的双面反射镜转180o前后，两反射绿色十字像均与分划板上方黑十字线重合。
大学物理实验答案2
⼤学物理实验答案2实验7 分光计的调整与使⽤★1、本实验所⽤分光计测量⾓度的精度是多少仪器为什么设两个游标如何测量望远镜转过的⾓度本实验所⽤分光计测量⾓度的精度是：1＇。
为了消除因刻度盘和游标盘不共轴所引起的偏⼼误差，所以仪器设两个游标。
望远镜从位置Ⅰ到位置Ⅱ所转过的⾓度为2)_()('1'212+-=，注：如越过刻度零点，则必须按式)(120360??--来计算望远镜的转⾓。
★2、假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，⽽平⾯镜反射⾯和仪器转轴成⼀⾓度β，则反射的⼩⼗字像和平⾯镜转过1800后反射的⼩⼗字像的位置应是怎样的此时应如何调节试画出光路图。
反射的⼩⼗字像和平⾯镜转过180o 后反射的⼩⼗字像的位置是⼀上⼀下，此时应该载物台下螺钉，直到两镜⾯反射的⼗字像等⾼，才表明载物台已调好。
光路图如下：★3、对分光计的调节要求是什么如何判断调节达到要求怎样才能调节好调节要求：①望远镜、平⾏光管的光轴均垂直于仪器中⼼转轴；②望远镜对平⾏光聚焦（即望远调焦于⽆穷远）；③平⾏光管出射平⾏光；④待测光学元件光学⾯与中⼼转轴平⾏。
判断调节达到要求的标志是：①望远镜对平⾏光聚焦的判定标志；②望远镜光轴与分光计中⼼转轴垂直的判定标志；③平⾏光管出射平⾏光的判定标志；④平⾏光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中⼼轴垂直的判定标志。
调节⽅法：①先进⾏⽬测粗调；②进⾏精细调节：分别⽤⾃准直法和各半调节法进⾏调节。
4、在分光计调节使⽤过程中，要注意什么事项①当轻轻推动分光计的可转动部件时，当⽆法转动时，切记不能强制使其转动，应分析原因后再进⾏调节。
旋转各旋钮时动作应轻缓。
②严禁⽤⼿触摸棱镜、平⾯镜和望远镜、平⾏光管上各透镜的光学表⾯，严防棱镜和平⾯镜磕碰或跌落。
③转动望远镜时，要握住⽀臂转动望远镜，切忌握住⽬镜和⽬镜调节⼿轮转动望远镜。
④望远镜调节好后不能再动其仰⾓螺钉。
5、测棱镜顶⾓还可以使⽤⾃准法，当⼊射光的平⾏度较差时，⽤哪种⽅法测顶⾓误差较⼩21=A 的成⽴条件是⼊射光是平⾏的，当⼊射光的平⾏度较差时，此公式已不再适⽤，应⽤⾃准直法测三棱镜的顶⾓，⽤公式?-=1800A 来计算，误差较⼩。
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大学物理实验分光计的使用习题解答
实验十二分光计的调整与使用
【预习思考题】
1. 分光计由哪几部分组成，各部分的作用是什么
答：分光计由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成。
（1）平行光管用来提供平行入射光。
(2) 望远镜用来观察和确定光束的行进方向。
(3) 载物台用来放置光学元件。
(4) 读数装置用来测量望远镜转动的角度。
2. 调节望远镜光轴垂直于仪器中心轴的标志是什么
答：通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“”形叉丝的上十字重合。
3. “+”字像、狭缝像不清晰分别如何调整
答：（1）“+”字像不清晰说明分划板没有位于物镜的焦平面上，应松开目镜紧锁螺钉，前后伸缩叉丝分划板套筒，使“+”字像清晰并做到当眼睛左右移动时，“+”字像与叉丝分划板无相对移动，然后锁紧目镜紧锁螺钉。
（2）狭缝像不清晰说明狭缝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。
【分析讨论题】
1. 当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“”形叉丝的上十字上下对称位置时，说明望远镜和载物台哪部分没调好当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时，说明望远镜和载物台哪部分没调好应怎样调节
答：（1）当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“”形叉丝的上十字上下对称位置时，说明载物台没调好，望远镜已水平。
应调载物台下调平螺钉b或c，使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“”形叉丝的上十字重合。
（2）当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时，说明望远镜不水平，双面镜镜面法线已水平。
应调节望远镜倾角螺钉，使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“”形叉丝的上十字重合。
2. 如何用反射法（一束平行光由三棱镜的顶角入射，在两光学面上分成两束平行光）测三棱镜的顶角
解：如图所示，由平行光管射出的平行光束照射在三棱镜顶角上，分别射向
三棱镜的两个光学面AB和AC，并分别被反射。
由反射定律和几何关系可证明反
射光线1、2的夹角ϕ与棱镜顶角α关系为α
ϕ2
=
先使望远镜接收光线1，记下两个角游标的读数和，然后，再转动望远
镜使望远镜接收光线2，记下两个角标读数和，两次读数相减即得，故
反射法光路图。