分光计的调节与使用
分光计的调节及使用

分光计的调节及使⽤分光计的调节与使⽤⼀、实验内容:1.了解分光计的结构和调节⽅法;2.测量棱镜的折射率。
⼆、实验仪器:分光计三、实验原理:1. 分光计的结构分光计具备有四个主要部件:望远镜、平⾏光管、载物台、读数盘(刻度盘、游标盘)。
1)望远镜(8):图2 ⾃准望远镜结构望远镜是⽤来观察平⾏光的。
分光计采⽤的是⾃准直望远镜(阿贝式)。
它是由⽬镜、叉丝分划板和物镜三部分组成,分别装在三个套筒中,这三个套筒⼀个⽐⼀个⼤,彼此可以互相滑动,以便调节聚焦。
如图2所⽰。
中间的⼀个套筒装有⼀块圆形分划板,分划板⾯刻有“”形叉丝,分划板的下⽅紧贴着装有⼀块45°全反射⼩棱镜,在与分划板相贴的⼩棱镜的直⾓⾯上,刻有⼀个“+”形透光的叉丝。
在望远镜看到的“+”像就是这个叉丝(物)的像。
叉丝套筒上正对着⼩棱镜的另⼀个直⾓⾯处开有⼩孔并装⼀⼩灯,⼩灯的光进⼊⼩孔经全反射⼩棱镜反射后,沿望远镜光轴⽅向照亮分划板,以便于调节和观测。
2)平⾏光管(3):平⾏光管是⽤来产⽣平⾏光的,它由狭缝和会聚透镜组成,其结构如图3所⽰。
狭缝与透镜之间的距离可以通过伸缩狭缝套筒进⾏调节,当狭缝调到透镜的焦平⾯上时,则狭缝发出的光经透镜后就成为平⾏光。
狭缝的宽度可由图中的2进⾏调节。
3)载物平台(5):载物平台是⽤来放待测物件的(如三棱镜、光栅等)。
4)读数装置(21,22):读数装置由刻度圆盘和与游标盘组成。
刻度圆盘分为360°,每度中间有半刻度线,故刻度圆盘的最⼩读数为半度(30′),⼩于半度的值利⽤游标读出。
游标上有30分格,故最⼩刻度为。
分光计上的游标为⾓游标,但其原理和读数⽅法与游标卡尺类似。
1图3平⾏光管结构图图4分光计的游标盘为了消除刻度圆盘与游标盘不完全同轴所引起的偏⼼误差,在刻度圆盘对径⽅向(相隔)设有两个游标盘,测量时要同时记录两个游标的读数。
如图5所⽰。
图5中的外圆表⽰刻度盘,其中⼼在O ;内圆表⽰载物台,其中⼼在O'。
分光计的调整和使用实验原理

分光计的调整和使用实验原理分光计是物理学和化学学科中一个非常重要的实验装置。
它可以将白光分解成不同的颜色,同时也能够用来分析化学物质的成分。
本文将介绍分光计的调整和使用实验原理,并提供一些有用的实验技巧。
一、分光计的调整1. 调整光源分光计中使用的光源应该与标准光源保持一致,可以通过观察样品中的色光来判断光源的质量。
如果样品出现过多的杂质,那么可以尝试使用滤光片和其他仪器来调整光源,以确保它的稳定性和准确性。
2. 调整狭缝分光计中有两个狭缝,一个位于光源的前面,一个位于检测器的前面。
调整这些狭缝可以确保光线的稳定和精确。
调整前,需要关闭检测器,打开光源,并逐渐关闭前面的狭缝,直到出现明显的准线。
然后逐渐调整检测器前面的狭缝,直到准确地对准样品。
3. 调整铅直度分光计必须垂直放置才能发挥最佳效果。
要检查分光计是否水平,可以使用小气泡水平仪,当气泡在中心线上时表示水平度正确。
如果不正确,可以使用调节杆和调节螺丝来调整水平度,直到气泡在中心位置。
二、使用实验原理1.光的折射率当光线通过样品时,不同的颜色被折射的程度也不同。
通过调整分光计中的狭缝,可以确保只有一个颜色通过样品。
然后测量这个颜色在分光计中的折射率,通过比较这个折射率与标准表格中的值来确定样品的成分。
2.分析光谱另一个分光计的常见使用是分析光谱。
通过调整狭缝,可以确保只有一个特定颜色的光信号通过样品。
这个信号可以被光电探测器捕捉,并根据信号的强度来测量光谱中不同波长的强度。
三、实验技巧1. 调整分光计时,需要注意反光镜和准线的位置。
反光镜应该固定在准线上方,而准线应该准确地位于样品位置。
2. 为了保证分光计的准确性,必须使用高品质的光源和检测器,以及保持样品狭缝清洁,以避免漂移或误差。
3. 分光计应该每天进行一次校准,以确保准确度,并定期检查光源以确保它的亮度和色温恒定。
总结分光计是一个非常有用的实验装置,可以被用于化学和物理实验中。
在使用分光计时,需要保持准确的调整,以获得最准确的数据和分析结果。
分光计的调节及使用

分光计的调节及使用分光计是一种测量物体吸收、透射或反射光学性质的仪器。
它通过将可见光分解成不同波长的成分,使我们可以研究物质对不同波长光的吸收、透射或反射情况。
在本文中,我将介绍分光计的调节与使用方法。
1.准备工作:在使用分光计之前,我们首先需要进行一些准备工作。
1.1清洁仪器:确保分光计的仪器表面干净,并用干净的棉布擦拭光路,以确保测量的准确性。
1.2检查光源:确保分光计的光源正常工作。
如有需要,可以更换或修理损坏的光源。
1.3校准仪器:在开始使用之前,需要进行仪器的校准。
校准分光计的方法根据不同的仪器型号而异,可以通过参考仪器的使用手册来进行校准。
2.调节分光计:在使用分光计之前,我们需要将其调节到正确的工作状态。
2.1开启分光计:将分光计接通电源,并等待一段时间,让仪器适应环境温度。
2.2调节道宽:通过调节分光计的狭缝宽度来控制入射光的宽度。
如果狭缝太宽,入射光会较弱;如果狭缝太窄,入射光会过强。
可以逐步调节狭缝宽度,直到得到合适的入射光强度。
2.3调节参考光路:有些分光计具有参考光路功能,可以用于校正测量结果。
通过调节参考光路的狭缝和滤光片,使参考光的强度适合所需测量。
2.4调节波长选择器:分光计可以选择不同的波长进行测量。
通过转动波长选择器,选择所需的波长。
在转动之前,先将选择器转到最小波长的末端,然后逐渐增大到所需波长。
3.使用分光计:完成调节后,我们可以开始使用分光计进行测量。
3.1放置样品:将待测的样品放置在样品架上,并确保样品与光路中的光线接触。
3.2零点调节:在测量开始之前,需要进行零点调节。
通过选择一个透明的或非吸光的样品,调节分光计的零点位置,使其显示为零。
3.3执行测量:选择所需的波长,并观察示数。
将样品或物体放入光路中,观察示数的变化。
记录测量结果,并根据需要对样品进行进一步处理。
4.清洁与维护:在使用分光计之后,我们需要进行清洁与维护工作,以保持仪器的正常工作状态。
分光计的调节和使用

分光计的调节和使用分光计是一种用于测量和分析物质的光学仪器。
它可以通过分析物质对特定波长的光的吸收、散射或透射来确定样品的化学组成或浓度。
在使用分光计之前,我们需要进行调节和校准,以确保获得准确和可靠的测量结果。
调节分光计的步骤如下:1.准备首先,准备好所有需要的配件和材料,如样品池、标准溶液和透明的玻璃仪器。
确保所有的仪器和配件都是干净的,并且没有任何杂质或污垢。
2.电源连接分光计到电源,并确认电源的稳定性。
确保电源足够稳定以提供准确的测量结果。
3.光源调节启动仪器,并调节光源的亮度和强度。
光源通常是氘灯或钨灯,具体的调节方式将根据使用的分光仪的型号和厂家而有所不同。
但通常情况下,我们可以调节灯丝电流或灯泡的亮度来控制光源的强度。
4.选择光源根据需要选择合适的光源,例如氘灯用于紫外和可见光范围,钨灯用于可见光和近红外范围。
根据要测量的样品和波长范围选择合适的光源,以确保测量结果的准确性。
5.选择滤波器选择适当的滤波器,以选择所需的波长范围。
滤波器是用来选择特定波长的光线,以避免干扰或杂质光线的影响。
通常情况下,滤波器可以通过旋转盘或按钮来选择。
6.调节单色器单色器是一种用来选择特定波长的光线的装置。
根据所选择的波长范围和滤波器,调节单色器的位置和角度,以确保只有所需的波长会通过。
7.基准校准选择一个合适的基准样品,并将其放入样品池中。
调节样品池的位置和角度,以使光线通过样品池,并连续测量光的吸收值。
将这个吸收值作为基准,以便后续测量中进行相对测量。
8.样品准备将待测样品放入样品池中,并调节样品池的位置和角度,以确保光线可以穿过样品池并测量光的吸收值。
确保样品池中没有杂质或气泡。
9.测量和记录根据实验需要选择测量条件,如波长范围、扫描速度等。
启动仪器并开始测量。
记录吸收、透射或散射的数据,并根据需要进行计算和分析。
分光计的使用注意事项如下:1.保持仪器清洁确保仪器和配件的清洁,避免任何污垢或杂质对测量结果的干扰。
分光计的调节与使用

B3 双平面镜 B1 B2 双面反射镜的位置
h
+ +
h 2
+
+
+
+
各半调节法调整望远镜
+
+
+
平行光管的调节
实验内容 :
1. 按调节分光计的要求调好分光计。 2. 用反射法测量三棱镜的顶角A 。 a. 将三棱镜置于载物平台的偏后位 置处,让顶角A 的角分线大致对齐
B
A
平行光管的光轴。(如右图)
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 . 用分光计测定三楞镜的顶角。
分光计 :
分光计是分光测角计的简称,是一种精密的测量光线
偏转角的仪器,因此又称测角仪。
1.分光计的结构 :
分光计由五大部分构成: 三角底座.望远镜.平行光管.
载物平台和读数盘。( 如图片 )
望远镜
右游标读数 2
读数盘上角游标的读数方法。
图(a)游标上22与读 数盘上刻度重合, 故 读数为 1490 22 。
图(b)游标上14与读 数盘上刻度重合,且零 线已过了半度线,故 读数为 149044 。
平行光管
载物平台
三角底座Biblioteka 读数盘2.分光计的调整 :
调节分光计的要求是 :使平行光管发出平行光, 望远镜聚焦于无 穷远(使分划板落在目镜和物镜的焦平面上),同时使平行光管 和望远镜的光轴与仪器中心转轴垂直。
(1)目测粗调; (2)细调望远镜; (3)调节望远镜光轴与仪器转轴垂直,同时载物台平面 与仪器转轴垂直; (4)调节平行光管出射平行光,平行光管的光轴与望 远镜光轴重合;
分光计的调节和使用

分光计的调节和使用【实验目的】1.了解分光计的结构,学会分光计的调整方法。
2.学会用反射法测量三棱镜的顶角。
【实验仪器】JJY—01型分光计或FGY——01型分光计及其附件、钠灯、三棱镜、平面反射镜等【实验原理】一、分光计的结构及调节原理1.平行光管平行光管用来产生平行光束。
管的一端装有消色差透镜,另一端内插入一个套筒,套筒末端有一条可调狭缝。
2.望远镜分光计采用自准望远镜。
它由物镜、叉丝分化板和目镜组成。
分别装在三个套管上,彼此可以相当滑动。
3. 载物台载物台是用来放置待测器件(如平面镜、棱镜、光栅等)位置的平台。
平台下方有呈正三角形分布着三个调平螺钉,它们可用来调节平台使之与中心轴垂直。
旋松滚花螺母,可以调节平台的高度。
4.读数装置分光计的刻度盘垂直于分光计主轴且可绕主轴转动。
为消除偏心差,采用两个相差180˚的窗口读数。
二、三棱镜顶角的测量原理1、自准法测三棱镜顶角如图5所示,只需测出三棱镜的两个光学面的法线之间的夹角φ,即可求得顶角α=180°-φ2、平行光法测三棱镜顶角如图6所示,由平行光管射出的平行光照在三棱镜顶角上,经两反射面反射后,只要测出两反射光束之间的夹角,即可求得三棱镜顶角【实验内容】一、分光计的调节精密的光学测量一般使用平行光进行测量,分光计也是按此设计的,所以在使用时必须调整好分光计,以达到以下要求:(1)望远镜能接收平行光;(2)平行光管能发出平行光;(3)望远镜光轴和平行光管光轴组成的平面垂直于分光仪的中心旋转轴;(4)望远镜光轴和平行光管光轴组成的平面与读数度盘平面平行。
1.目测粗调从侧面用眼睛观察,调节望远镜光轴和平行光管光轴等高共轴,并调节载物台平面(调三个调平螺钉等高),使望远镜、平行光管、载物台三者大致均垂直于分光仪中心旋转轴。
2.调节望远镜(1)调节望远镜适合观察平行光①打开分光仪电源开关。
②调节目镜与分划板的距离,使目镜中观察到的“╪”形叉丝清晰。
分光计的调节与使用

分光计的调节与使用1、引言分光计是一种用来精确测量入射光和出射光之间偏转角度的精密仪器。
分光计的基本原理:让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线,经过光学元件的反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望远镜的焦平面上,通过目镜进行观察和测量各种光线的偏转角度,从而得到光学参量例如折射率、波长、色散率、衍射角等。
分光计的基本部件和调节原理与其他更复杂的光学仪器(如摄谱仪、单色仪等)有许多相似之处。
2、分光计的调节1、粗调望远镜处于水平状态转动望远镜使它与平行光管成90度角,眼睛距望远镜50cm左右,粗测望远镜是否处于水平状态,如果不水平,可调整望远镜水平调节螺钉,使之处于水平状态。
2、粗调载物台水平(1)将载物台上三条120度等分线与载物台下三个水平调节螺钉对齐,再将平面反光镜按图放置到载物台上。
(2)松开载物台套筒上高低调节锁定螺钉,调节载物台的高度满足反射镜中心与望远镜轴线等高。
(3)松开游标盘止动螺钉(位于分光计背后),缓慢转动游标盘(连同载物台),观察载物台是否处于水平状态。
否则,要分别细心调节载物台下三个螺钉,用眼睛粗测,满足水平状态为止。
3、调节望远镜聚焦于无穷远(1)点亮目镜照明小灯,然后缓慢转动目镜调焦手轮,直到能够清晰地看到分划板上的黑十字叉丝。
(2)将平面镜贴住望远镜物镜镜头,松开望远镜套筒锁定螺钉,前后伸缩望远镜套筒,直到能够看到清晰的绿色亮“十”字像,如图所示,然后重新锁紧望远镜套筒锁定螺钉。
此时,望远镜聚焦于无穷远。
4、调节望远镜主轴垂直于仪器转轴(1)轻缓转动游标盘,使镜面旋转一个小角度,从望远镜外侧用眼睛观察从平面镜反射回的绿十字像。
适当调节望远镜和载物平台的倾斜度,使绿十字反射像和望远镜处于同一高度。
转动载物平台,从目镜中找出反射回来的绿十字像。
(图中人眼高度比望远镜低,因此反射像偏低,须抬高靠近自己一侧的载物平台或降低望远镜筒,才能在望远镜目镜中观察到反射像。
(2)用“各半调节法”(1/2调节法),将绿十字像调至分划板的上交叉点上。
—分光计的调整和使用

School of Physics and Electronics ; Henan University
分光计是一种精确测量
角度的仪器; 常用来测量光波 波长、折射率等;此外;还可用 来测量光学平面间的夹角
一、分光计的结构
• 分光计组成部件: 平行光管——发出平行光; 望远镜——观察平行光; 载物台——放置光学器件; 读数圆盘——测量光线偏转角度&
2、望远镜和平行光管轴线水平; 3、载物台平面水平& 操作:调节望远镜与平行光管的俯仰和水平 调节螺钉;调解载物台调平螺钉&
2细调
细调1:调整望远镜光轴与分光计中心轴 垂直并聚焦于无穷远
望远镜的结构
1 调节目镜调焦旋钮;看清分划板上的准线和带有绿色小十 字的窗口
分光计的调整步骤:
2将平面镜放在载物台上;与望远镜筒垂直;视场中能看到 小十字像&
——转动载物台或望远镜
俯视
侧视
3、光学平板法线与望远镜光轴竖直方向不对齐 ——调节望远镜俯仰或载物台调平螺钉 这三个方法经常需要联合使用
细调2:调节平行光管光轴与分光计 中心轴垂直并发出平行光
• 平行光管由狭缝和准直透镜组成&
1、伸缩狭缝筒;使望远镜中的狭缝像清晰;
2、调节平行光管倾角 螺钉使狭缝与叉丝 中间水平线重合;
3、转动狭缝竖直; 锁住狭缝锁紧螺钉
&பைடு நூலகம்
二、读数方法
读数圆盘:主刻度盘+游标最小分度值是 1
游标窗口
游标盘 主刻度盘
233º13΄
设置两个弯游标的原因: 消除主刻度盘和游标盘的偏心差
主刻度盘 游标盘
1 2
(左
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分光计的调节与使用【实验简介】分光计是一种精确地测量光线偏转角度的光学仪器,可以用来观察光谱,测量光谱波长、偏转角、棱镜角等与角度有关的光学量。
许多光学仪器的基本结构都是以分光计为基础的。
现代的X 射线、 射线分光计已用于分析各种物质的成分和放射性剂量的测定。
由于分光计比较精密,操作控制部件较多且复杂,使用时必须按一定的规则严格调整,方能获得较高精度的测量结果。
分光计的调整思想、方法与技巧,在光学仪器中有一定的代表性,学习它的调节和使用方法,有助于掌握更为复杂的光学仪器的使用。
夫琅和费生平简介夫琅和费是德国物理学家,1787年3月6日生于斯特劳宾。
他集工艺家与理论家的才干于一身,把丰富的实践经验与理论结合起来,对光学和光谱学作出了重要贡献。
1814年用自己改进的分光系统,在棱镜前后分别加一个准直仪和望远镜(分光计雏形),发现并仔细研究了太阳光谱中的若干条暗线(现称为夫琅和费线)。
他利用衍射原理测出它们的波长,将 576条暗线编制成表,并用字母A 、B 、C 、D 、…、等将其中主要的线命名,还在星光中发现了某些谱线。
他用这些谱线测量了各种光学玻璃的折射率达到以前从未有过的精度,解决了大块高质量光学玻璃制造的难题。
1821年,他发表了平行光单缝衍射的研究结果(后人称平行光衍射为夫琅和费衍射),做了光谱分辨率的试验,第一个定量地研究了衍射光栅,制成260条平行线组成的光栅,用它测量了光的波长。
1823年他又用金刚石刀刻制了玻璃光栅(3200条/巴黎寸),给出了至今通用的光栅方程。
【分光计的构造与工作原理】分光计主要由底座、望远镜、载物平台、平行光管和读数装置等五个部分组成,物理实验常用的JJY 型分光计结构如图11-2所示。
(1)底座 底座上安置着中心轴(又称主轴),轴上装有可绕中心轴转动的望远镜、刻度圆盘、角游标盘、载物台和与底座座脚相连接的平行光管。
(2)望远镜 望远镜采用的是阿贝式子准直望远镜,结构如图11-3所示。
由目镜、管筒、分划板、小棱镜、小灯泡和物镜组成。
望远镜可以绕分光计的中心轴转动,并可以用制动螺钉固定在游标盘的某一位置上,其角度位置可由游标盘的读数装置读得。
图11-3 阿贝式望远镜结构和分划板示意图载物平台 平行光管 自准直望远镜 底座刻度读数盘 图11-2 分光计实物图图11-4 JJY型分光计构造图1-狭缝装置;2-狭缝装置锁紧螺丝;3-平行光管;4-止动架(二);5-载物台;6-载物台调节螺丝(共3只);7-载物台和游标盘间锁紧螺丝;8-望远镜;9-目镜筒锁紧螺丝;10-阿贝式自准目镜;11-目镜调焦手轮;12-望远镜光轴倾斜调节螺丝;13-望远镜光轴左右偏斜度调节螺丝;14-望远镜微动螺丝;15-望远镜和度盘间锁紧螺丝;16-望远镜止动螺丝(另侧);17-止动架(一);18-转座和刻度盘止动螺钉;19-底座;20-转座21-刻度盘;22-游标盘;23-平行光管立柱24-游标盘微动螺丝;25-游标盘止动螺丝;26-平行光管光轴左右偏斜度调节螺丝;27-平行光管光轴倾斜调节螺丝;28-狭缝宽度调节螺丝。
(3)载物平台载物平台是用来放置光学元件的平台,可绕分光计的中心轴转动;松开该平台固定螺钉,可使平台沿中心轴升降;台下有三个调节螺钉,用以调节平台的水平度。
(4)平行光管平行光管是用来出射平行光束的,它在分光计上的位置是固定的;他的狭缝调节可以使狭缝宽度发生变化;松开固定螺钉可使狭缝前后移动,以使狭缝位于平行光管物镜的焦平面上;当狭缝被照亮时,光线便以平行光形式射出平行光管。
图11-5平行光管内部构造示意图(5)刻度读数盘读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成,读数方法与游标卡尺相似。
对于JJY型分光计,刻度盘上每一格的值为30’,游标盘上刻有30根小刻线,其最小分辨读数为1’,它即为JJY型分光计的误差限。
示意图如图11-6所示。
该图角度示值为116°12’。
图11-7 平面镜放置ca b ba c图11-6 刻度盘和游标盘示意图 为了消除刻度盘和分光计中心转轴之间的偏心差,在刻度圆盘同一直径的两端各装一个角游标。
测量角度时,对一个角度的两个位置,两个游标都应读数,算出每个游标在两个位置上的读数差,再取它们的平均值作为望远镜或载物台转过的角度。
【分光计调节方法及要求】一、分光计的调节的基本要求 分光计调节的基本要求是:○1调望远镜聚焦于无穷远处;○2调望远镜的光轴与分光计的中心转轴相垂直; ○3调平行光管能产生平行光,平行光管的光轴应与分光计的中心转轴相垂直。
二、分光计的调节方法 1、目测粗调目测调整望远镜光轴(调倾仰调节螺钉12)、平行光管光轴(调倾仰调节螺钉25)、载物台平面(台下三螺钉等高),使三者大致垂直于分光计中心转轴。
目测粗调是重要的一步,是进一步细调的基础,它可以缩短调整时间。
2、望远镜的调焦 1)目镜调焦开启望远镜照明灯,此时望远镜的目镜视场中叉丝可能不清晰,旋转目镜调节手轮,调整目镜与分划板相对位置,使叉丝与小十字变清晰为止。
2)物镜调焦○1在载物台上放置一双面平面反射镜,平面镜平面与载物台下螺钉a 、b 连线垂直或平行,两种放置方法如图11-7所示。
图11-8 望远镜垂直正对反射镜○2使望远镜光轴大致垂直平面镜,调望远镜俯仰角,左右转动载物台或望远镜,从望远镜中能看到十字反射像。
松开目镜套管固定螺钉,移动套管到物镜距离(即分划板与物镜相对位置),使小十字及其反射像皆十分清晰为止,如图所示11-8所示。
○3眼睛左右移动时,微调目镜系统,使小十字反射像与叉丝无相对位移,从而消除视差。
3、调节望远镜光轴和载物台平面与分光计中心轴相垂直。
1) 转动载物台,使平面镜前后两面反射的十字反射像皆在望远镜视场内。
仔细调望远镜俯仰角,使之正对平面镜两面都能看到十字反射像。
设其中一反射像与上十字叉丝距离为h (如图11-9(a)所示),我们用“各半”调节法消除h 。
2)调节载物台下a 或b 两螺钉之一,使此h 缩短为h/2(如图11-9(b )所示),再调望远镜俯仰角,使十字反射像与分划板上十字叉丝重合(如图11-9(c )所示)。
图11-9 用“各半”调节法调反射十字像3)转动载物台,用“各半”调节法调节使另一反射面的十字反射像与分划板上十字叉丝重合(如图11-9(c )所示)。
4)将平面镜转动90°后放在载物台上(如图11-7所示),调节载物台下螺钉c,使十字反射像与分划板上十字叉丝重合。
4、调整平行光管,使之能发出平行光,并使其光轴与分光计中心轴相垂直。
1)调平行光管产生平行光点亮汞灯或钠灯,均匀照亮狭缝,以前面调好的望远镜为准来调节平行光管。
改变狭缝与平行光管透镜间的距离,使狭缝在望远镜视场中清晰成像,且像与分划板叉丝无视差。
平行光管发射的光即为平行光了。
2)调平行光管光轴与分光计中心轴垂直调整狭缝宽度通过望远镜观察,使狭缝宽约0.3mm.。
转动狭缝体,使狭缝亮线呈水平状,再调节平行光管下面的倾角螺丝,改变平行光管的俯仰,使狭缝亮线位于望远镜分划板的中央,与叉丝线的水平线重合。
这时平行光管的光轴与望远镜的光轴一致了,因而也垂直分光计中心轴了。
图11-10平行光管与分光计中心轴垂直调节示意图 此调节过程可用图见图11-10的(a)、(b)两个图表示。
分光计完全调好后,望远镜、平行光管、载物台的状态不能再改变(否则整个调节要重新进行)。
接下去可以进行各种实验测量了。
实验练习一 用分光计测三棱镜的顶角【实验目的】1、了解分光计的结构及其基本原理;2、学习分光计的调节方法;3、用自准直法或反射法测三棱镜的顶角。
【实验仪器】JJY 型分光计,汞灯或钠灯,平面反射镜,三棱镜 【实验原理】玻璃三棱镜是光学基本元件如图1-1所示。
AB 和AC 是两个透光的光学表面,称为“折射面”,其夹角a 称为三棱镜的顶角;BC 面一般为毛玻璃面,称为“三棱镜的底面”。
图11-1-1 玻璃三棱镜 图11-1-2 自准直法测三棱镜顶角1、自准直法测量三棱镜的顶角图1-2所示为自准直法测量三棱镜顶角的示意图。
将三棱镜放到分光计载物台上,三棱1T (21θθ、)、21θϑ )、212(θθT镜放置方法如图1-3(a )所示。
望远镜照明小灯发出的光线垂直入射于三棱镜AB 面而沿原路反射回来,记下此时光线入射方位1T ()、21θθ两角度值;然后转动望远镜使光线垂直入射于AC 面,记下沿原路反射回来的方位2T (43θθ、)两角度值,则望远镜转角ϕ,三棱镜顶角a 分别为()21314212T T ϕθθθθ=-=-+- ()0314211802a θθθθ=--+-(11-1-1)图 11-1-3(a ) 图 11-1-3(b )2、反射法测三棱镜的顶角将三棱镜放置在载物台上并离平行光管远些,转动载物台,使三棱镜顶角对准平行光管,让平行光管射出的光束照在三棱镜两个折射面上(见图1-4(b ))。
将望远镜转至I 处观测反射光,调节望远镜微调螺丝使望远镜竖直叉丝对准狭缝像中心线。
再分别从两个游标(设左游标为A ,右游标为B )读出反射光的方位角21θθ、;然后将望远镜转至Ⅱ处观测反射光,相同方法读出反射光的方位角43θθ、。
由图1-4(a)光路图可以证明得到:21∠+∠+∠=A ϕ21∠+∠=∠A图11-1-4(a ) 反射法光路图()3142124a ϕθθθθ==-+- (11-1-2) 【实验内容及要求】1、分光计的调节1)目测粗调(调节内容见前述);2)调望远镜的焦距(调节方法见前述); 3)调节望远镜光轴和载物台平面与分光计中心轴相垂直(调节方法见前述);4)调整平行光管,使之能发出平行光,并使其光轴与分光计中心轴相垂直(调节方法见前述)。
2、用自准直法测三棱镜的顶角 1)点亮望远镜照明灯并正对三棱镜AC 反射面,使反射小十字像与望远镜分划板上十字叉丝重合,若偏高或偏低,可调载物台下螺钉b,再使望远镜正对三棱镜AB 反射面,若反射小十字像偏高或偏低,只调载物台下螺钉c ,使小十字像与分划板上十字叉丝重合。
2)记下望远镜两位置四个角度值(21θθ、)和(43θθ、),重复测量五次,列表记录数据,b c计算顶角的平均值和不确定度。
3、用反射法测三棱镜的顶角1)开启汞灯或钠灯照亮平行光管狭缝,三棱镜顶角对准平行光管,使望远镜从三棱镜AB 面找到狭缝像并对准分划板垂线,记下望远镜两角度值(21θθ、),再将望远镜转到AC 面,使狭缝像对准分划板垂线,记下此时望远镜两角度值(43θθ、),重复测量五次,列表记录数据。
2)根据计算式计算顶角平均值和不确定度。
附顶角不确定度计算公式如下:)1()(51--=∑=n n a au i iA 仪∆=31B u 22B A a u u u +=实验练习二 三棱镜折射率的测定【实验目的】1、了解分光计的结构及其基本原理;2、学习分光计的调节方法;3、测定三棱镜顶角,观察三棱镜对汞灯的色散现象;4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠光的折射率。