实验名称分光仪的调节和三棱镜顶角的测定
分光计的调整与三棱镜顶角的测量示范报告
分光计的调整与三棱镜顶角的测量示范报告【实验目的】1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用；2、学习分光计调节的要求和调节方法；3、测量三棱镜顶角【实验仪器】1、分光计：（型号：JJY-Π型），最小刻度1'；2、钠灯：（型号：GY-5）；3、三棱镜棱角:60º±5′（材料：重火石玻璃，nD = 1.6475）；4、双面反射镜，变压器(6.3V/220V)【实验原理】（1）分光计调整总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直。
分要求：有三个如下：〈1〉望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法：①对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线②对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。
③分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。
④在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。
〈2〉载物台垂直仪器主轴调整方法：将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。
〈3〉平行光管出射平行光；调整方法：从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。
望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。
这时望远镜接收到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。
〈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调整方法：望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。
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分光计的调节和三棱镜顶角的测定
B T2T1αφ图自准法测三棱镜顶角的原理分光计的调节和三棱镜顶角的测定【实验目的及要求】1.学习分光计的调节2.通过分光计测定三棱镜的顶角。
【实验仪器】（规格型号）分光计三棱镜分光计是一种能精确测量角度的典型光学仪器，精确度可达到1′常用来测量折射率、光波波长、色散率和观测光谱等。
由于该装置比较精密,操纵控制部件较多而复杂，故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。
【实验原理及实验步骤】1.熟悉分光仪的结构：2.分光计的读数系统由刻度盘和游标盘组成，读数方法和游标原理相同。
3.三棱镜：两面透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；第三面为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
步骤及实验内容分光计调节1.目镜调焦。
接上照明小灯电源，打开开关，目镜调焦，视场中看到清晰的准线。
2.折射面法线方向找绿色十字。
载物台上放上三棱镜，在垂直与三棱镜折射面的方向（即法线方向），目镜视场中观察，是否能够看到“准线”和带有绿色小十字的窗口。
3.利用“各半调节”（二分之一调节法），调节望远镜的光轴和三棱镜边垂直。
调节平面镜的倾斜度螺丝和目镜的高度螺丝。
使目镜中看到的亮十字线（反射）像重合在黑准线像的对称位置上，说明望远镜光轴与镜面垂直，三棱镜位于水平位置。
测量三棱镜顶角：自准法测量三棱镜顶角的原理如图所示，只要测量三棱镜两个光学面的法线之间的夹角φ，即可求得顶角。
α=180-φ实验数据实验次数φ1左φ1右φ2左φ2右φ=φ2左-φ1左φ=φ2右-φ1右φ1α=180-φ=如跨越了0°或360°，读数时需要相应的加上360度。
【作业或思考题】：请简要分析，分光计游标盘，为什么1个游标刻度和大刻度盘对齐，代表1′。
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告【实验目的】1．了解分光计的结构，学习分光计的调节和使用方法；2．利用分光计测定三棱镜的顶角；【实验仪器】分光计，双面平面反射镜，玻璃三棱镜。
【实验原理】如图6所示，设要测三棱镜AB面和AC面所夹的顶角a，只需求出j即可，则a＝1800－j。
图6 测三棱镜顶角【实验内容与步骤】一、分光计的调整（一）调整要求：1．望远镜聚焦平行光，且其光轴与分光计中心轴垂直。
2．载物台平面与分光计中心轴垂直。
（二）望远镜调节1．目镜调焦目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝，调焦办法：接通仪器电源，把目镜调焦手轮12旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察，直到分划板刻线成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。
旋转目镜装置11，使分划板刻线水平或垂直。
2．望远镜调焦望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上，也就是望远镜对无穷远聚焦。
其方法如下：将双面反射镜紧贴望远镜镜筒，从目镜中观察，找到从双面反射镜反射回来的光斑，前后移动目镜装置11，对望远镜调焦，使绿十字叉丝成像清晰。
往复移动目镜装置，使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差，最后锁紧目镜装置锁紧螺丝 10 .（三）调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴（各调一半法）调节如图7 所示的载物台调平螺丝 b 和 c 以及望远镜光轴仰角调节螺丝13，使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合，如图8（a）所示。
此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。
具体调节方法如下：（1）将双面反射镜放在载物台上，使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面，如图7所示。
图7 用平面镜调整分光计（2）目测粗调。
用目测法调节载物台调平螺丝7及望远镜、平行光管光轴仰角调节螺丝13、29，使载物台平面及望远镜、平行光管光轴与分光计中心轴大致垂直。
分光仪的调解与三棱镜顶角的测量
5.1 分光仪的调节与使用分光仪（Spectrometer）简介分光仪是一种能精确测量角度的典型光学实验仪器，在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理的各项实验中进行角度测量。
例如：利用光的反射原理测量棱镜的角度；利用光的折射原理测量棱镜的最小偏向角，从而计算棱镜玻璃的折射率和色散率；与光栅配合，作光的衍射实验，测量光波波长；与偏振片、波片配合，作光的偏振实验等。
实验目的1．了解分光仪的结构及各组成部件的作用，掌握分光仪的调节和使用方法；2．掌握测定棱镜顶角的方法；3．学会用最小偏向角测定棱镜的折射率。
仪器用具分光仪、汞灯、平面反射镜、三棱镜。
仪器介绍1．分光仪的结构分光仪外型如图5.1-1所示，它主要由望远镜（自准直望远镜），平行光管，载物台，游标刻度圆盘等几部分组成。
（1）分光仪底座中心处有一沿铅直方向的转轴，称为分光仪的中心转轴。
在转轴上套有游标刻度圆盘（包括度盘和游标盘），两个盘可绕中心转轴转动。
（2）自准值望远镜（3）平行光管（4）载物台载物台可绕仪器转轴转动，它是为放置棱镜、光栅等被测光学元件而设置的，台下有三个调节螺丝，可调节载物台的倾斜度。
松开“游标盘止动螺丝”、锁紧“载物台锁紧螺丝”，载物台可以和游标盘一起绕分光仪游标盘的转轴转动。
（5）游标刻度圆盘游标刻度圆盘与分光仪的中心转轴垂直（分光仪出厂时已调整好）。
由于刻度圆盘的中心与中心转轴的中心制作时不能完全重合，因此在读数时会产生偏心差.游标刻度圆盘由度盘和游标盘组成，度盘最小分度值为，游标盘最小分度值为，读数方法与游标卡尺的读数方法相同（度盘上的刻度值+游标上的刻度值）。
如图5.1-5读数为：。
2．分光仪的调整为了准确测量角度，应调整分光仪达到下列状态：（1）望远镜聚集于无穷远，或称适合于观察平行光。
（2）平行光管射出的光是平行光，即狭缝口的位置正好处于平行光管会聚透镜的焦平面处。
（3）望远镜和平行光管的主光轴一定要与分光仪中心转轴相互垂直。
试验十四分光仪的调节与三棱镜顶角的测定
实验十四分光仪的调节与三棱镜顶角的测定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。
一、实验目的要求1．了解分光仪的结构，掌握调节和使用分光仪的方法。
2．利用分光仪测定三棱镜的顶角。
二、仪器用具JJY-2型分光仪、钠光灯及电源、三棱镜一块。
三、实验原理（一）、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6-1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自准直望远镜，结构如图6-2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。
载物平台平行光管自准直望远镜底座刻度读数盘图6-1分光计实物图图6-2阿贝式望远镜结构和分划板示意图（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。
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告
物理实验报告《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》_实验报告目录一、实验目的 (2)二、实验原理 (2)1. 分光计的工作原理 (3)2. 三棱镜顶角测定的原理 (4)三、实验仪器与材料 (5)1. 分光计 (6)2. 三棱镜 (7)3. 测量工具 (8)4. 实验环境要求 (10)四、实验步骤 (10)1. 分光计的调整 (11)1.1 调整光源位置 (12)1.2 调整望远镜的目镜 (13)1.3 校正分光计的读数 (13)2. 三棱镜顶角的测定 (14)2.1 安装三棱镜 (15)2.2 调整测量装置 (15)2.3 进行顶角测量 (16)2.4 数据处理与结果分析 (17)五、实验数据记录与处理 (18)1. 实验数据的记录格式 (19)2. 实验数据的处理方法 (20)3. 结果分析与讨论 (20)六、实验结论 (22)七、实验误差来源分析及改进措施 (22)八、实验心得与体会 (23)一、实验目的本次实验旨在深入探究分光计的调整方法及其在测定三棱镜顶角中的应用。
通过实际操作，学生将熟悉分光计的工作原理和使用技巧，掌握调整分光计至最佳工作状态的方法，并能够准确测量三棱镜的顶角。
这不仅有助于提升学生的动手能力，还能加深对其光学性质的理解，为后续的光学实验和研究打下坚实基础。
二、实验原理本实验主要研究分光计的调整和三棱镜顶角的测定，分光计是一种用于测量光线波长分布的仪器，它可以将入射光线分解成不同波长的成分，从而实现对光线的分析和测量。
三棱镜顶角是指在特定条件下，从三棱镜底面反射出的顶角大小。
这两个实验都是光学领域的基本实验，对于了解光学基本原理和掌握光学仪器的使用具有重要意义。
我们来介绍分光计的调整，分光计由光源、透镜、光栅等部分组成，通过调整这些部件的位置和参数，可以使入射光线经过透镜和光栅后形成平行光线，从而实现对光线波长的测量。
在本实验中，我们将学习如何调整分光计的透镜和光栅，使其工作在合适的波长范围内。
分光计的调整和棱镜顶角的测定
Ⅱ．调节望远镜光轴位置高低的螺钉，使垂直方向的位移消除。
Ⅲ．转动载物平台，使载物台上双面镜再转180o，检查对另一反射面其重合程度，重复I和Ⅱ使垂直方向的位移得到完全校正，经过重复多次调整，使得两面都是图6-9(c)的状态，则表明望远镜光轴和分光计主轴已经垂直。
读数装置由刻度园盘和沿园盘相隔180o对称安置的两角游标组成。按角游标读数原理，就可以读出角度值。为了消除因刻度园盘和角游标盘中心轴不同而引起的偏心差，分光计设有两个读数窗口（M和N），其读数差应为180o，并按下式求平均值:
式中φ是望远镜转过的角度。θM，θN为望远镜初始位置角度读数，θM’，θN’为望远镜转过φ角后的角度读数。
①平行光管
平行光管是用来获得平行光束的。它的一端是物镜，另一端装有一个可伸缩的套筒，其末端装有一可调狭缝。如图6-2所示。当狭缝位于物镜的焦平面上时，平行光管出射平行光。
②阿贝式自准直望远镜
自准直望远镜是由目镜、分划板及物镜组成。分划板是刻有黑十字准线(十字叉丝)的透明玻璃板。在黑十字准线的竖线下方，紧贴一块小棱镜，在其涂黑的端面上有一个透光的十字窗口，光线由小方孔进入小棱镜，见图6-3。经反射后通过刻有透光小十字窗的分划板和望远镜物镜。若在物镜前放一平面镜(或三棱镜、光栅)，前后调节分划板与物镜的间距。使分划板位于物镜焦平面上时，小电珠发出透过空心十字窗口的光经物镜后成平行光射向平面镜，反射光经物镜后在分划板上形成十字窗口的像。若望远镜光轴和反射面垂直时，反射像将位于分划板中心上方的十字准线上。见图6-3。
当双面反射镜放在任意二个螺丝b、c的中垂线上时，利用b(或c)可调载物台倾斜度，利用望远镜的倾斜度螺丝可调望远镜的倾斜度，每调节一次将小十字反射像移过十字准线一半，直至转动载物台使双面反射镜的正反两方面反射的小十字像都与十字准线相重合为止。
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1'（推导公式与结果）
结果表示为：∠
2. 测量三棱镜折射率记录数据表格
0.003
折射率结果表示为： n =(1.526±0.003) 六、预习题
（1）在调节望远镜时，你如何判断十字叉丝和十字像是否在同 一平面上（即如何判断有无视差）
答：轻轻晃动头，使眼睛看到的十字像与叉丝无相对视差
（2）调节望远镜光轴与仪器主轴的垂直关系时，两面反射回来
的十字像都偏上（或都偏下）； B 一面偏上、一面偏下，分别应如何调节如果一面偏上3a ，另一面则偏下a ，这时应如何调节，怎样迅速使两面反射的像都与叉丝重合
答：都偏上（或下），说明望远镜与仪器主轴不垂直，而载物台与仪器主轴垂直。
若像上下对称，说明望远镜正常而载物台倾斜。
通过渐进逼近方法调节，即：先调望远镜使偏上的3a 下降a ，然后调载物台使上下对称的2a 回到正确位置。
（3）载物平台下边有三个调节螺丝用来调节其倾斜度，为了在实验
中便于调节，对于平面镜和三棱镜应分别如何放置（画图说明）
（4）在测角时某个游标读数第一次为343?56'，第二次为33?28'，游标经过圆盘零点和不经过圆盘零点时所转过的角度分别是多少 过零点时，0000(3603328)343564932ϕ'''=+-= 不过零点时，00034356332831028ϕ'''=-=
（5）在测量最小偏向角时，能否不转动平台，而是让三棱镜相
对平台转动来获得，为什么
不能！原因：三棱镜在载物台上的位置要调节到光学面法线与仪器主轴垂直，然后才能进行测量。
而让三棱镜相对平台转动会破坏这个条件
（6）在实验中如何确定最小偏向角的位置
先用眼睛观察，找到折射光线狭缝像。
然后分别向顺时针方向和逆时针方向轻
轻转动载物平台（即改变入射角），注意观察狭缝像移动方向。
找到最小偏向角的位置。
（7）若找到了一种单色光的最小偏向角位置，此时其它单色光是否
也同时处于最小偏向位置为什么
此时，其它单色光不处在最小偏向角位置。
原因折射光线与光波波长有关，不同波长最小偏向角会不同。
九、课后作业题
（1）若角游标刻度盘中心
O 跟游标中心O'不重合（如图，但画时
夸大了），则游标转过φ角时，从刻度盘读出的角度φ1≠φ2≠φ3，但φ总等于φ1和φ2的平均值，即()2112
1
φφφ+=
试证明之。
利用圆周角和圆心角的关系自己证明，此处从略！
（2）用平行光法测量三棱镜顶角时，为什么应把顶角置于载物平台
中心附近试作图说明之。
原因：望远镜的中心轴与载物台的中心轴同为一轴，望远镜活动范围限制在以中心轴为中心旋转且只能接收平行光。
因此，望远镜只能接收由中心o 点发出的径向光线。
其它光线不能接收。
如图所示。
（3）如果三棱镜的质料不变，顶角变大（或变小），用同样的光
源测量，其折射率及最小偏向角有无变化，如何变化
折射率只与质料及光源有关。
当光源不变、质料不变，其折射率不变。
顶角变大（或
变小），最小偏向角随之变大（或变小）。
（4）如果三棱镜的顶角不变，质料变化，用同样的光源测量，其折射率及最小偏向角有无变化，如何变化
折射率只与质料及光源有关。
当光源不变、质料变化，其折射率改变。
当折射率变大（或变小），最小偏向角随之变大（或变小）。
本实验数据处理的几点说明：
1、 测量角度的不确定度计算，由于测量次数较少，不再考虑A 类不确定度贡献，
只考虑B 类分量。
2、 当计算的不确定度小于仪器误差限时，以仪器误差限表示结果的不确定度大
小。
3、 在计算折射率n 的不确定度时，要将直接测量量不确定度的角度表示化为弧
度表示后，再代入传递公式中去计算。
4、。