南昌大学物理实验报告分光计的调节与使用
大学物理实验分光计的调整与使用实验报告
大学物理实验分光计的调整与使用实验报告大学物理实验分光计的调整与使用实验报告引言：分光计是一种常用的实验仪器，广泛应用于物理、化学、生物等领域的实验中。
本实验旨在熟悉分光计的结构和工作原理，并通过实际操作调整和使用分光计，掌握其正确的使用方法。
一、分光计的结构和工作原理1. 分光计的结构分光计主要由光源、准直系统、单色器、样品室和检测器等部分组成。
其中，光源提供光线，准直系统将光线聚焦，单色器将多色光分解为单色光，样品室用于放置待测样品，检测器接收光信号并输出电信号。
2. 分光计的工作原理分光计的工作原理基于光的衍射和干涉现象。
当光通过准直系统后，进入单色器，单色器通过光栅或棱镜将多色光分解为单色光，然后单色光进入样品室与待测样品相互作用，样品吸收或反射特定波长的光，最后通过检测器检测到的光信号转化为电信号。
二、分光计的调整1. 准直系统的调整准直系统的调整是保证光线能够准确进入单色器的关键。
首先，打开分光计，调节光源位置，使其与准直系统中心对齐。
然后，调节准直系统的调焦旋钮，使光线在单色器入口处形成清晰的光斑。
最后，使用目镜观察光斑，通过调节准直系统的调焦旋钮，使光斑在目镜中移动到中心位置。
2. 单色器的调整单色器的调整是保证光线能够被准确分解为单色光的关键。
首先，选择适当的单色器，根据待测样品的波长范围选择合适的单色器。
然后，调节单色器的入射角和旋钮，使光线通过单色器后，能够被分解为所需的波长范围。
最后，使用检测器检测单色光的强度，通过调节单色器的旋钮，使单色光的强度达到最大值。
三、分光计的使用1. 样品室的使用样品室是用于放置待测样品的部分。
在使用样品室前，应先清洁样品室，确保无杂质。
然后，将待测样品放置在样品室中，注意样品的摆放位置应与光线垂直，以避免光线的散射和干扰。
最后，关闭样品室，确保光线只能通过样品与之相互作用。
2. 检测器的使用检测器是用于接收光信号并转化为电信号的部分。
在使用检测器前，应先调节检测器的增益和灵敏度，使其适应待测样品的光强。
分光计的调节与使用实验报告
分光计的调节与使用实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构，掌握分光计的调节和使用方法。
2、利用分光计测量三棱镜的顶角和最小偏向角。
3、通过实验数据计算三棱镜材料的折射率。
二、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯、平面反射镜。
三、实验原理1、分光计的结构和原理分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、读数圆盘等部分组成。
望远镜用于观察和瞄准目标，平行光管产生平行光，载物台放置待测物体，读数圆盘用于测量角度。
分光计的读数系统是由主刻度盘和游标盘组成，主刻度盘上刻有 0°到 360°的刻度，游标盘上刻有 30 个小格，精度为 1'。
读取角度时，要分别读取主刻度盘和游标盘的读数，然后相加得到最终的角度值。
2、三棱镜顶角的测量测量三棱镜顶角的方法有自准法和反射法。
自准法是利用望远镜自身产生平行光，经三棱镜的两个面反射后，再次回到望远镜中，通过测量望远镜转过的角度来计算顶角。
反射法是将平行光照射在三棱镜的两个面上，分别测量反射光的角度，然后通过几何关系计算顶角。
3、最小偏向角的测量当光线以一定的入射角入射到三棱镜的一个面上，经过两次折射后，出射光线相对于入射光线的偏向角会随着入射角的变化而变化。
当偏向角达到最小值时，入射角和出射角相等，此时的偏向角称为最小偏向角。
通过测量入射光和出射光的角度，可以计算出最小偏向角。
然后根据折射率的定义和相关公式，可以计算出三棱镜材料的折射率。
四、实验步骤1、分光计的调节（1）粗调将望远镜、平行光管和载物台大致调至水平，使它们的中心轴线大致重合。
（2）望远镜的调节①目镜调焦：使目镜中的十字叉丝清晰。
②物镜调焦：将平面反射镜放在载物台上，使反射镜的一个面与望远镜光轴大致垂直。
通过望远镜观察反射镜，调节望远镜的物镜，使反射回来的十字叉丝清晰。
③望远镜的自准直调节：旋转载物台，使反射镜的另一个面也能反射回清晰的十字叉丝，此时望远镜已调至自准直状态。
（3）平行光管的调节①调节平行光管的俯仰，使平行光管的光轴与望远镜的光轴大致平行。
分光计的调节与使用实验报告数据
分光计的调节与使用实验报告数据实验目的：1.学习使用分光计进行实验前的调节和校准。
2.了解分光计的原理以及使用方法。
3.掌握正确使用分光计的技巧和注意事项。
实验原理：分光计是一种用来测量物质溶液中的吸光度的仪器。
它利用可见光与物质的相互作用来测定溶液中物质的浓度。
其中，分光计的调节和使用主要包括光源调节、参比室准直和检测器的调整。
实验步骤：1.准备工作：打开分光计，等待设备自检完成后将样品室盖子打开。
2. 光源调节：将光源选择开关调到“光源0”位置，选择合适的波长（常用的为400-700nm），调节光源亮度旋钮，使光强适中，不要过亮或过暗。
3.参比室准直：将光源选择开关调到“光源R”位置，选择合适的波长，转动参比室准直旋钮，使参比室中的光点在水平垂直的位置上都能对准，并保持稳定。
4.信号调整：将光源选择开关调到“光源S”位置，选择合适的波长，调整红外零位旋钮，使信号稳定且静止。
5.测量样品：将样品室盖子放下，选择合适的波长，根据样品的特点选择合适的测量范围，打开样品室盖子，用吸管将待测溶液加入样品室，然后盖上样品室盖子。
记录吸光度数值。
6.清洗样品室：将样品室盖子打开，用去离子水冲洗样品室，然后用吸水纸擦干。
实验数据：波长(nm)，吸光度----，----400，0.124420，0.215440，0.312460，0.416480，0.517500，0.609520，0.705540，0.792560，0.874580，0.949600，1.013620，1.071640，1.118660，1.157680，1.19700，1.219实验结果：根据实验数据，可以绘制出吸光度与波长的曲线图。
从图中可以观察到吸光度随着波长的增加而增加的趋势。
讨论与总结：1.在实验中，分光计的调节和使用需要耐心和准确性。
特别是在参比室准直和信号调整步骤中，要细心调整，确保调整准确。
2.在选择样品测量范围时，要根据样品的吸光度值合理选择，避免过大或过小的范围，以保证测量结果的准确性。
分光计的调节与使用实验报告数据
分光计的调节与使用实验报告背景分光计是一种用于测量物质吸收光谱的仪器，广泛应用于光谱分析、色彩测量和溶液浓度测量等领域。
分光计的准确性和稳定性对实验结果的可靠性至关重要，因此，对分光计的调节与使用进行实验研究具有重要意义。
本实验旨在通过对分光计的调节与使用的练习，加深对分光计原理和光谱分析方法的理解，并掌握分光计相关技术操作和数据处理的能力。
分析1. 实验设备与原理本实验使用的是双束式分光光度计，它由光源、样品室、光学系统、检测器以及数据采集系统等组成。
分光光度计利用物质吸收光的特性，通过测量样品吸光度来确定物质的浓度。
2. 实验步骤2.1 分光计调节1.确保分光计和所有配件处于稳定的工作状态。
2.调节光源位置，使其光亮度均匀。
3.调节入射光和出射光的法兰垂直度，使其与光轴垂直。
4.调节光栅平行度，使其入射光和出射光都垂直。
2.2 分光计使用1.打开分光光度计电源，预热后选择所需波长的光线。
2.对比参照样品（如纯溶剂）调零。
3.放置待测样品于样品室中，确保光线通过样品。
4.记录样品的吸光度数值，并计算出样品的浓度。
3. 实验结果与分析在本次实验中，我们使用了不同浓度的溶液进行样品测量，记录了其吸光度数值，并计算了各浓度下的样品浓度。
通过对数据的分析，我们可以得出以下结论：1.光源位置的调节对分光计的稳定性和准确性具有重要影响。
光源位置不合适时会导致光强不均匀、背景信号偏高或偏低等问题，影响测量结果的准确性。
2.入射光和出射光的法兰垂直度以及光栅平行度的调节对分光计的分辨率具有重要影响。
若光线与光轴不垂直或光栅平行度不理想，会使得光谱峰和光谱谷产生偏移、扩宽或形变，影响测量结果的准确性。
3.样品的吸光度与样品的浓度呈正相关关系。
通过绘制吸光度与浓度的曲线，可以建立样品吸光度与浓度的线性关系，从而利用吸光度测量样品浓度。
4. 实验建议基于本次实验的结果与分析，我们提出以下建议：1.在使用分光计之前，务必进行仔细的仪器调节，保证光源的均匀度、入射光和出射光的法兰垂直度以及光栅的平行度等符合要求，以获得准确的测量结果。
分光计的调整与使用实验报告
分光计的调整与使用实验报告分光计的调整与使用实验报告引言：分光计是一种常用的实验仪器，用于测量物质的吸收光谱和发射光谱。
本实验旨在探究分光计的调整方法以及正确使用分光计的技巧。
一、分光计的调整1. 光源调整：分光计的光源是实验的关键，它需要稳定且具有较高的亮度。
在调整光源时，首先要确保它的位置正确，通常位于分光计的顶部。
然后，使用调节旋钮调整光源的亮度，使其达到适当的亮度水平。
2. 光栅调整：光栅是分光计中的另一个重要组件，它用于分离入射光的不同波长。
在调整光栅时，需要先将分光计的光栅旋钮置于初始位置，然后使用调节旋钮逐渐移动光栅，直到观察到最清晰的光谱。
3. 光路调整：光路的调整对于分光计的准确测量至关重要。
在调整光路时，首先要确保光路中没有杂散光干扰。
可以通过调整分光计的光路盖板或使用遮光板来消除杂散光。
其次，需要确保光路中的光线垂直于光栅，可以通过调整光路盖板的角度来实现。
二、使用分光计的技巧1. 校准分光计：在进行任何实验之前，必须先校准分光计。
校准分光计的方法是使用已知浓度的标准溶液，测量其吸光度，并与已知数值进行比较。
如果差异较大，可能需要调整分光计的参数或进行维护。
2. 选择合适的波长：不同物质在不同波长下的吸光度不同，因此在测量物质的吸光度时，应选择合适的波长。
可以通过观察样品的光谱图，找到吸光度最大的波长，并将分光计设置为该波长。
3. 注意样品的处理：在测量样品吸光度之前，需要对样品进行适当的处理。
例如，如果样品是固体，需要将其溶解在适当的溶剂中。
如果样品是液体，需要注意避免气泡的产生，以免干扰测量结果。
4. 记录实验数据：在进行实验时，应准确记录实验数据，包括吸光度的数值以及所用的波长和样品浓度。
这样可以方便后续的数据分析和比较。
结论：通过本次实验，我们了解了分光计的调整方法和使用技巧。
正确调整分光计的光源、光栅和光路可以保证实验的准确性和可靠性。
合理选择波长、处理样品和记录实验数据也是使用分光计的重要技巧。
南昌大学物理实验报告-分光计调整及光栅常数测量
2 243 ゜ 3'
63 ゜ 1'
南昌大学物理实验报告 姓名：罗程 学号：5902616003 序号：17 班级：能动 161 班 实验名称：分光计调整及光栅常数测量 实验目的: 1.加深对光栅分光原理的理解。 2.用透射光栅测定光栅常量； 3.熟悉分光计的使用方法。 实验仪器：望远镜，载栅其衍射的明条纹满足光栅方程 d sin k （k=0,1,2…）
3.测光栅常量 d,已知绿光λ=546.07nm
衍射光谱级数（K）
左侧衍射光角坐标 左
-1
1
265 ゜ 39' 249 ゜ 51'
-2 275 ゜ 18'
右侧衍射光角坐标 右
85 ゜ 36' 69 ゜ 50'
95 ゜ 16'
2 k左 -k左 - k左
15 ゜ 48'
32 ゜ 15'
16 ゜ 7.5' 3.932
注意事项： 1.测量中光栅位置不可移动，测量中应记下中央明条纹的位置； 2.光学仪器镜头及光栅不可用手摸，轻放轻拿；
3.若度盘 0 刻线过游标 0 刻线，θ=（360 ゜+小）- 大 。
4.游标盘左右读数可消除偏心差， （1 - 2）/ 2 。
原始数据如下：
2 k右 -k右 - k右
15 ゜ 46'
32 ゜ 15'
2 k (2 k左 2 k右）/ 2
15 ゜ 47'
32 ゜ 15'
k 2 k / 2
d
k sin
（mm）
d (d1 d2 ) / 2 (mm)
7.5 ゜ 23.5' 3.977 3.9545
分光计的调节与使用实验报告
分光计的调节与使用实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构和工作原理。
2、掌握分光计的调节方法，使其达到正常工作状态。
3、学会用分光计测量三棱镜顶角和最小偏向角。
二、实验原理1、分光计的结构和原理分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、刻度盘和游标盘等部分组成。
望远镜用于观察和测量光线的角度，平行光管用于产生平行光，载物台用于放置待测物体，刻度盘和游标盘用于测量角度。
分光计的测量原理基于光的折射和反射定律。
当光线通过三棱镜时，会发生折射现象，其折射角与入射角和三棱镜的折射率有关。
通过测量光线的入射角和折射角，可以计算出三棱镜的折射率。
2、三棱镜顶角的测量测量三棱镜顶角通常采用自准直法。
将三棱镜放置在载物台上，使三棱镜的一个折射面与望远镜光轴垂直。
通过望远镜观察反射回来的十字叉丝像，调整载物台或望远镜，使十字叉丝像与分划板上的十字线重合。
此时，望远镜的光轴与三棱镜的折射面垂直。
然后，测量两个折射面的法线夹角，即为三棱镜的顶角。
3、最小偏向角的测量当光线以一定的入射角入射到三棱镜的一个折射面时，会发生折射现象。
随着入射角的改变，折射光线的偏向角也会发生变化。
当偏向角达到最小值时，称为最小偏向角。
通过测量最小偏向角，可以计算出三棱镜的折射率。
三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯、平面反射镜四、实验步骤1、分光计的调节（1）粗调将望远镜和平行光管的俯仰调节螺钉松开，使它们的光轴大致水平。
调节载物台的三个调节螺钉，使载物台大致水平。
（2）望远镜的调节将平面反射镜放置在载物台上，使反射镜的一个面与载物台的一个调节螺钉平行。
通过望远镜观察反射镜中的十字叉丝像。
调节望远镜的目镜，使十字叉丝清晰。
然后，调节望远镜的俯仰调节螺钉，使十字叉丝像与分划板上的十字线重合。
（3）平行光管的调节将望远镜对准平行光管，调节平行光管的俯仰调节螺钉，使望远镜中看到的狭缝像清晰。
然后，调节平行光管的焦距调节螺钉，使狭缝像的宽度适中。
（4）载物台的调节将三棱镜放置在载物台上，使三棱镜的一个折射面与望远镜光轴大致垂直。
分光镜的调整和光栅常数的测量实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：分光计的调节和光栅常数的测量学院：信息工程学院专业班级：计算机科学与技术学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1.了解分光计的基本结构和原理；2.掌握分光计的调整要求和调整方法；3.调整分光计，使其达到最佳工作状态，可进行精密测量；4.用调整好的分光计测三棱镜的顶角；5.观察光栅衍射现象，理解光栅衍射基本规律；学会用分光计测光栅常数。
二、实验原理：①分光计的调节和使用分光计主要由五个部分构成：底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。
不同型号分光计的光学原理基本相同。
JJY型分光计如图3-7-1所示。
1．底座分光计底座（17）中心固定有一中心轴，望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上，可绕中心轴旋转。
2．平行光管平行光管安装在固定立柱上，它的作用是产生平行光。
平行光管由狭缝和透镜组成，如图3-7-2。
狭缝宽度可调（范围0.02~2mm），透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。
当狭缝位于透镜焦平面上时，由狭缝经过透镜出射的光为平行光。
3．自准直望远镜阿贝式自准直望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。
它用来观察和确定光线行进方向。
自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成（如图3-7-3），三者间距可调。
其中，分划板上刻有“”形叉丝；分划板下方与一块45º全反射小棱镜的直角面相贴，直角面上涂有不透明薄膜，薄膜上划有一个“十”形透光的窗口，当小电珠光从管侧经另一直角面入射到棱镜上，即照亮“十”字窗口。
调节目镜，使目镜视场中出现清晰的“”形叉丝。
在物镜前方放置一平面镜，然后调节物镜，使分划板位于物境焦平面上，那么从棱镜“十”字口发出的绿光经物镜后成为平行光射向前方平面境，其反射光又经物镜成像于分划板上。
这时，从目镜中可以看到清晰的“”形叉丝和绿色“十”字像。
此时望远镜已调焦至无穷远，适合观察平行光了。
如果平面境的法线与望远镜光轴方向一致，则绿色“十”字像位于分划板“”形叉丝的上横线上，如图3-7-3中的视场。
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学生姓名：王威 学号：6102114075 专业班级：电子142班 试验时间： 16时00分 第 10 周 星期 三 座位号：36 教师编号： 成绩：
分光计的调整及光栅常数的测量
一 实验目的
1了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法。
2观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律。
3学会测定光栅的光栅常数.
二 实验仪器
分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等
三 实验原理
衍射光栅、光栅常数
图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度，b 为透明狭缝宽度。
d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
图40-1 图40-2 光栅衍射原理图 图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度，b 为透明狭缝宽度。
d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
2．光栅方程、光栅光谱
由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为：
ϕϕsin sin )(d b a =+=∆
式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b 为光栅常数，若在光栅片上每厘米刻有n 条刻痕，则光栅常数n
b a 1)(=+cm 。
ϕ 为衍射角。
当衍射角ϕ 满足光栅方程：
λϕk d =sin ( k =0，±1，±2…) （40-1）
学生姓名：王威学号：6102114075 专业班级：电子142班
试验时间： 16时00分第 10 周星期三座位号：36 教师编号：成绩：时，光会加强。
式中λ为单色光波长，k是明条纹级数。
如果光源中包含几种不同波长的复色光，除零级以外，同一级谱线将有不同的衍射角ϕ。
因此，在透镜焦平面上将
出现按波长次序排列的谱线，称为光
栅光谱。
相同k值谱线组成的光谱为
同一级光谱，于是就有一级光谱、二
级光谱……之分。
图40-3为低压汞灯
的衍射光谱示意图，它每一级光谱中
有4条特征谱线：紫色λ1= 435．8nm，
图40-3
绿色λ2=546．1nm，黄色两条λ3=
577．0nm和λ4=579．1nm。
四实验步骤
1 调节分光计
（1）调整望远镜：ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。
ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。
ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。
（2）调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。
2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。
（1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。
（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC和AB返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。
学生姓名：王威 学号：6102114075 专业班级：电子142班 试验时间： 16时00分 第 10 周 星期 三 座位号：36 教师编号： 成绩：
光栅常数与光波波长的测量
（1）以绿色光谱线的波长 λ = 546．07nm 为已知。
测出其第一级（k = 1）光谱的衍射角ϕ。
为了消除分光计的偏心差，应同时读出分光计左、右两游标的读数。
对 k = +1时，记下S 1、S 2；对k = -1时，记下S 1′、S 2′。
则所测得的ϕ为：
21211[]4
S S S S ϕ''=-+- 重复测量4次,计算d 值及其不确定度u （d ）。
五 数据表格与数据记录
绿光 次数 1 2 1S
'21141︒ '20145︒ 2S '00322︒ '20323︒
1'S '15182︒ '03204︒
2'S '15362︒ '50384︒
ϕ
'2865︒ '2665︒ 由公式[]
1'2'1241S S S S -+-=ϕ分别求出ϕ，填入表格中。
由公式λϕk d =sin 求得
学生姓名：王威 学号：6102114075 专业班级：电子142班 试验时间： 16时00分 第 10 周 星期 三 座位号：36 教师编号： 成绩：
nm d 222.6608271.01007.546sin 911=⨯==-ϕλnm d 983.6598274.01007.546sin 9
22=⨯==-ϕλ nm d 425.6598281
.01007.546sin 9
33=⨯==-ϕλ nm d 382.6598269
.01007.546sin 9
44=⨯==-ϕλ nm d 863.6598263
.01007.546sin 9
55=⨯==-ϕλ nm d 863.6598263
.01007.546sin 9
66=⨯==-ϕλ nm d d d d 790.6596
621=+⋅⋅⋅⋅++= nm d d U d 1051.056)
(2=⨯-=∑
六 小结与讨论
（1） 做此实验观察了光栅的衍射光谱，理解了光栅衍射的基本规律，进一步熟悉了分光计的调节与使用，测定了光栅常数。
达到了实验的预期要求。
（2） 讨论：对于同一光源,分别利用光栅分光和棱镜分光有什么不同? 光栅分光：光波将在每个狭缝处发生衍射，经过所有狭缝衍射的光波又彼此发生干涉，这种由衍射光形成的干涉条纹是定域于无穷远处的。
光栅在使用面积一定的情况下，狭缝数越多，分辨率越高；对于光栅常数一定的光栅，有效使用面积越大，分辨率越高。
棱镜分光：棱镜也是分光系统中的一个组成部件，因棱镜色散力随波长不同而变化，所在宽入射角宽波段偏振分光棱镜。
棱镜分辨率随波长变化而变化，在短波部分分辨率较大，即棱镜分光具有“非匀排性”，色谱的光谱为“非匀排光谱”。
这是棱镜分光最大的不足。