分光计的调节及使用
04分光计的调节和使用

先让AB面正对望远镜,找到反射叉丝,调节b 螺钉,使反射叉丝与分划板上水平线重合;再 让AC面正对望远镜,调节a螺钉,使反射叉丝 与分划板上水平线重合。如此反复,最终使 AB及AC面都能将叉丝成像于分划板上水平线 上。
2) 自准直法测顶角
待测角度为A角。先让 望远镜正对AB边(反 射叉丝与分划板垂线重 合),读出角位置θ1 和θ1'。再让望远镜正对 AC边,读出角位置 θ2 和θ2'。望远镜转过的角 度即为顶角A的2倍
分光计的调节及棱镜顶角的测量
一、分光计的基本结构
望远镜
平行光管
载物台
平行光管结构
光源 狭缝
物镜
望远镜结构
目镜视场
目镜
分划板
小棱镜
灯珠
物镜
二、分光计调节的目标
平行光管产生平行光,且光轴垂直于仪器主轴; 望远镜能接收平行光,且光轴垂直于仪器主轴; 载物台平面与主轴垂直。
三、分光计调节方法
1) 目视粗调
b
c
望远镜
至此,望远镜与载物台均与仪器主轴垂直。
4)平行光管轴线与中心转轴垂直
❖ 取走反射镜,将已调节好的望远镜正对着平行光管, 打开钠灯,照亮狭缝。
❖ 调节焦距,使望远镜视场中能看到清晰的狭缝像(产 生平行光)。
❖ 调节狭缝宽度,使狭缝像清晰而细锐。
❖ 旋转狭缝方向,使狭缝像与分划板水平叉丝平行。调 节平行光管俯仰螺钉,使狭缝像与分划板中间水平叉 丝重合。至此以后,不再碰动平行光管仰角螺丝。
使望远镜、平行光管、载物台基本水平
⑤ 调节望远镜俯仰调节螺钉
平行光管俯仰调节螺钉
平行光管水平调节螺钉
松开
游标盘锁紧螺钉 ③
锁紧
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。
分光计的调节和使用实验报告误差分析

分光计的调节和使用实验报告误差分析分光计的调节和使用实验报告误差分析引言:分光计是一种重要的光学仪器,广泛应用于物理、化学、生物等领域的实验中。
在实验中,正确调节和使用分光计对于获得准确的实验结果至关重要。
本文将介绍分光计的调节方法,并对使用分光计进行实验的误差进行分析。
一、分光计的调节方法1. 调节光源:分光计的光源是实验中的关键部分,它需要保持稳定且光强均匀。
在调节光源时,首先应确保灯泡或激光器的位置正确,光源的亮度适中。
其次,可以通过调节光源的位置和角度来改变光线的入射方向,以获得最佳的测量效果。
2. 调节入射光束:分光计的入射光束需要保持平行和均匀。
在调节入射光束时,可以使用调节螺丝来改变光束的方向和大小。
通过观察光束在分光计内部的传播情况,可以判断是否需要进一步调节。
3. 调节检测器:分光计的检测器需要保持敏感和稳定。
在调节检测器时,可以使用调节螺丝来改变检测器的位置和角度。
通过观察检测器输出的信号,可以判断是否需要进一步调节。
二、使用分光计进行实验的误差分析1. 光源误差:光源的亮度和稳定性会影响实验结果的准确性。
如果光源亮度不足或波动较大,会导致实验结果的误差增加。
因此,在实验中应选择稳定亮度的光源,并在实验过程中定期检查光源的亮度。
2. 入射光束误差:入射光束的平行度和均匀度会影响实验结果的准确性。
如果入射光束不平行或不均匀,会导致实验结果的误差增加。
因此,在实验中应注意调节入射光束,使其尽可能平行和均匀。
3. 检测器误差:检测器的敏感度和稳定性会影响实验结果的准确性。
如果检测器不敏感或波动较大,会导致实验结果的误差增加。
因此,在实验中应选择敏感且稳定的检测器,并在实验过程中定期检查检测器的性能。
4. 仪器误差:分光计本身的误差也会对实验结果产生影响。
例如,分光计的刻度误差、仪器漂移等都会导致实验结果的误差增加。
因此,在实验中应注意校准分光计,并在实验过程中定期检查仪器的准确性。
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

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'。
两个游标与载物台固联,并在其直径的两端,它们与刻度盘圆弧相接触。
通过O'的虚线表示两游标零线连线。
假定载物台从ϕ1转到ϕ2,实际转过的角度为θ,而刻度盘上的读数为ϕ1、ϕ2;ϕ'1、ϕ'2。
计算得到转角θ1=ϕ1'-ϕ1, θ2=ϕ2'-ϕ2。
由几何定理α1=θ1/2,α2=θ2/2,而θ=α1+α2,故载物台实际转过的角度: []221121ϕϕϕϕθ-'+-'= 2.棱镜折射率测量公式:2sin2sinmin A An +=δ式中A 为顶角,n 为棱镜折射率,min δ为最小偏向角。
3.棱镜顶角的测量 1)反射法21∠+∠+∠=A ϕ21∠+∠=∠Aϕ21=∠A2.自准法180图5双游标消除偏心差示意图i 1i 2i ’1i ’2AA112 2入射光线反射光线反射光线ϕπ-=∠A四、实验步骤:1.分光计的调节 1)、分光计的调节要求分光计要作精密测量,它必须首先满足下述两个要求: ①入射光和出射光应当是平行光;②入射光和出射光的方向以及反射面和出射面的法线都与分光计的刻度盘平行。
为达此目的,对分光计的调节要求是: a .望远镜聚焦于无穷远;b .望远镜光轴与分光计中心轴垂直;c .平行光管发射平行光,且其光轴也与分光计中心轴垂直。
2)、分光计调节顺序: (1)目测粗调为了便于后面的光路细调,需先目测粗调。
即将分光计在实验桌上的位置摆正,使平行光管狭缝端正对着桌上的光源灯管;调节有关的倾角螺丝(载物台下三颗螺钉、望远镜与平行光管的倾仰角螺丝),使望远镜、平行光管、载物台大致水平;载物台调节到适当的高度,且其两层小圆板之间,留有适当的间隙,上层小圆板的三条半径线与下层小圆板的三个调节螺丝的位置对齐。
(2)调望远镜聚焦于无穷远 ( 用“自准法”)①调节目镜,使得分划板为目镜焦平面:(使分划板上的叉丝“”清晰)望远镜里的圆形分划板上,有双叉丝线“”,分划板的下方有个“+”形的透光窗孔,仔细转动目镜头,使分划板上的叉丝清晰。
②伸缩镜桶,使得分划板为物镜焦平面:(使“+”在分划板上成像清晰)在载物台上放上小平面镜,然后松开望远镜筒上面的“叉丝筒制动螺丝”(9),伸缩叉丝筒,直至分划板上经平面镜反射回来的“+”像清晰,且无视差。
如有视差(所谓视差,就是在叉丝清晰时在不同的位置看,其位置不同。
),应反复调节,予以消除。
至此,望远镜已聚焦无穷远处了,即能接收和检验平行光了。
这种调节方法称为“自准法”。
[自准法]调节目镜,使得视野中的分划板清晰;以分划板小“+”字发出的光,透过物镜,经物A镜前小平面镜反射,再透过物镜,伸缩套筒,改变分划板位置,使得通过目镜看到清晰的小“+”字像,即通过小平面镜反射后的小十字成像于分划板上。
上述调节结果,分划板为目镜和物镜的公共焦平面,这种调节方法称为“自准法”。
(3)调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直 ( “各半调节法”)接着上步调节,见图6,将小“+”字像先调到分划板叉丝竖线上。
此时,如果“+”像与分划板最上面的一条水平线相差一段距离,则调节“望远镜倾角螺丝”(12),使此距离减小一半,再调“载物台倾角螺丝”(6),消除另一半差距,使“+”像与上方的水平线重合(不是中间的那条水平线)。
将刻度盘旋转180°,使平面镜的另一面对准望远镜,再用此法进行调节,也使“+”像与上方的水平线重合。
经过几次反复调节后,在仅转动刻度盘的情况下,使望远镜先后对着平面镜的两面,都能看到“+”像与分划板上部的叉丝线重合,则望远镜的光轴即垂直分光计的中心轴了。
(4)调节平行光管发射平行光,且其光轴垂直中心轴点亮汞灯,使光束射入平行光管,以前面调好的望远镜为准来调节平行光管。
①.调节(伸缩)平行光管的狭缝体,使从望远镜中观察的狭缝亮线最清晰时,平行光管发射的光即为平行光了。
②.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。
此调节过程可用图见图7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。
2.棱镜顶角的测量转动望远镜,使棱镜的一个面垂直望远镜,记下两游标的读数1φ和2φ,再转动望远镜,使之垂直棱镜的另一个面,记下两游标的读数1φ'和2φ',同一游标两次读数之差即是载物台图6 各半调节示意图图7平行光管与分光计中心轴垂直调节示意图转过的角度Φ,而Φ是A 角的补角,则Φ-=0180A . 3.棱镜最小偏向角的测量1) 平行光管狭缝对准前方水银灯光源。
2) 旋松望远镜止动螺钉和游标盘止动螺钉,把载物台及望远镜转至适当的位置,再左右微微转动望远镜,找出棱镜出射的各种颜色的水银灯光谱线(各种波长的狭缝像)。
3)轻轻转动载物台(改变入射角),在望远镜中将看到谱线跟着动。
改变入射角,使谱线往δ减小的方向移动(向顶角A 方向移动)。
望远镜要跟踪光谱线转动,直到棱镜继续转动,而谱线开始要反向移动(即偏向角反而变大)为止。
这个反向移动的转折位置,就是光线以最小偏向角射出的方向。
固定载物台,再使望远镜微动,使其分划板上的中心竖线对准其中的那条绿谱线(546.1mm)。
记下此时两游标处的读数,取下三棱镜(载物台保持不动),转动望远镜对准平行光管,以确定入射光的方向,再记下两游标处的读数。
五、数据记录和数据处理顶角A 的测量 1'=∆仪 次i入射光方位出射光方位[]右右左左ϕϕϕϕπ'-+'--=21i A 左ϕ右ϕ左ϕ' 右ϕ' 1 2 3 4 5最小偏向角δ的测量 1'=∆仪次i入射光方位出射光方位[]右右左左ϕϕϕϕδ'-+'-=21i 左ϕ右ϕ左ϕ' 右ϕ' 1 2 3 4(参考:棱镜折射率6475.1=n)六、注意事项:1. 注意过“0”点问题。
2. 当角度作为直接运算数参加四则运算时,应划成弧度值。
3.狭缝是精密部件,为避免损伤,只有在望远镜中看到狭缝亮线像的情况下,才能调节狭缝的宽度。
4.读数的整数部分应从游标“0”刻线算起,不能从游标的边缘算起。
七、思考题:1) 分光仪的主要结构2) 分光仪分划板的叉丝竖线清晰应该如何调节? 要看清反射的“+”字又如何调节? 提示:调节望远镜的目镜可清晰的看见分划板上的叉丝竖线;调节望远镜的物镜可使“+”字反射像清晰的成像在分划板上。
3) 如何调节分光仪使望远镜的主轴与载物台的中心轴垂直? 提示:“各半调节法”4) 如何调节平行光管与望远镜共轴?提示:转动狭缝900,使狭缝亮线呈水平状,调节平行光管下面的倾角螺丝,使亮线与叉丝水平线重合即可。
5)顶角如何测量?提示:采用自准法,转动望远镜对准棱镜一个面,使“+”字与叉丝竖线重合,记下此时刻度盘读数1φ,转动望远镜对准棱镜的另一个面,使“+”字与叉丝竖线重合,记下刻度盘读数2φ,则顶角为120180φφ--=A 。
6)证明当21i i =时偏向角为最小偏向角。
提示:)()()()(21212211i i i i i i i i '+'-+='-+'-=δ (1)21i i '+'=α (2) αδ-+=)(21i i (3)对(2)式两边对i 求导数,有1211di di di d +=δ(4)当δ有极值时有01121=+=di di di d δ,112-=di di (5) 由折射定律 11sin sin i i n =' (6)22sin sin i i n =' (7) i 1i 2i ’1i ’2由(6)两边微分得:1111)(cos )cos (di i i d i n ='' (8) 由(7)两边微分得:2222)(cos )cos (di i i d i n ='' (9)(8)与(9)相除得:12122112cos cos cos cos i d i d i i i i di di ''⋅''= (10)由(2)两边微分得:112-=''i d i d (11) 将(5)、(11)代入(10)得:1)1(cos cos cos cos 122112-=-⋅''=i i i i di di1cos cos cos cos 1221=''i i i i (12) 将(12)平方并代入(6)和(7)得:0)sin )(sin 1(22122=--i i n于是有 :21i i =7)如何确定最小偏向角的出射方位?提示:轻轻转动载物台改变入射角,使谱线往δ减小的方向移动(向顶角A 方向移动)。