东北大学单色仪定标实验详细过程

首先是实验报告中的记录表格，那本书上并没有给出完整表格，只给了一个表头，我们画表格的时候则要画至少19行（推荐20行乃至21行会更好些），老师在检查完实验报告后说许多人的表格画的不合格，大都是因为行数画少了。

其次就是实验前预习，老师讲解的时候真的会提问的，不过没有扣分就是了。问的问题大致是六个，分别是：

1.单色仪的结构原理

2.单色仪定标的原理

3.单色仪定标的意义

4.如何识别谱图

5.单色仪鼓轮读数怎么读

6.显微镜的使用方法

前3个问题在书中都能找到，后三个问题稍后我会说明，这6个问题也就是整个实验的核心内容，弄懂了这6个问题整个实验操作就不会犯太大的错误。

进教室并将书包放好之后，老师会将实验报告收上来，然后让我们看一段幻灯片（自动播放的），同时她在那检查实验报告，幻灯片的内容就是上述的6个问题的答案，所以万一课前没来得及预习，将幻灯片里的内容记下来也可以。幻灯片结束之后就是老师讲解了，这里我们略过，直接看实验过程吧。

注：单色仪的两狭缝宽度千万不要调！

光谱、读数显微镜与单色仪

透镜和汞灯

以上就是我们实验时用到的仪器。

首先打开汞灯，刚开始不要急着观察，汞灯需要点亮一段时间才能达到最大亮度。

接着是调整单色仪鼓轮的位置

注意：单色仪的鼓轮是配有一个反射镜的（让我拿下去了），单色仪鼓轮上主尺的读数是左大右小（老师可能会问到），和读数显微镜的主尺标示不一样，如上图所示。

而在实验时我们观察单色仪鼓轮读数是通过反射镜来观察，如下图：

从反射镜中看主尺读数就是左小右大了，如此时的读数应为18.311mm左右（主尺上一个格1mm，测微鼓轮一个格0.01mm）。

我们通过拧动上图的杆来旋动鼓轮，鼓轮随着杆的转动而转动，不要把手伸到单色仪下方转鼓轮，拧动杆使得鼓轮的读数在18.000mm处，鼓轮的位置就调节好了。

然后是调整透镜的位置

注意入射缝那有一个较亮的原点，那个原点就是入射光线，我们需要调节原点的亮度达到最大，前后移动透镜，观察原点的变化趋势，在原点达到最亮的时候停止，之后的实验中就不要动透镜了。

接下来是调节读数显微镜

显微镜的位置一般不需移动，需要调节的主要是1，有可能用到2、3、4。

首先从显微镜里寻找出射狭缝的刀口，通过最右侧的鼓轮来左右移动寻找，找到以后旋动1，使得看到的刀口最为清晰。2是锁紧螺钉，松开2以后就可以调节4了，3调节目镜中分划板的叉丝的清晰程度，旋转3使得叉丝最清晰，4为分划板，如果发现叉丝有些倾斜可以旋转4调节（不过老师说将叉丝调成X形并非十字形会看的更方便一些），调好后拧紧锁紧螺钉。

接下来是找谱线，先转动鼓轮至刀口的一侧，然后旋转鼓轮使得叉丝与其中一个刀口相切，记下显微镜读数（主尺1mm，侧位鼓轮0.01mm）,然后继续向同一个方向转动鼓轮，与另一个刀口相切，记下读数，计算两读数的平均值，接着将鼓轮转到最初的位置，

最后转动鼓轮使显微镜沿与刚才同一个方向直至转到刚才算出的平均值的位置为止，显微镜调节完毕后，之后的实验就不要动显微镜了。

做几个模拟图（本来是段动画的，无奈人人不让上传动态图片⋯⋯）：

小圆内为显微镜的视野。整个流程大概就是这样，之所以这样操作是因为鼓轮向左转和向右转的时候是有空程差的，做过牛顿环实验的应该知道，所以为了消除误差，就要保证整个实验过程中鼓轮向着一个方向转动。

显微镜也调好了以后就该辨认光谱了。步骤就是根据显微镜中看到的光谱，到光谱图中找到对应的光的波长，然后再读出单色仪鼓轮上的数据，一组数就结束了。由于实验时忘了照光谱图，这里只能拿模拟图来介绍一下，还望将要做实验的同学做完后提供张照片

先贴几张显微镜内的图像吧

红、橙光区

黄光区

黄、绿光区

绿、蓝光区（注意眼睛实际看到的光与照出来的效果不是完全一样的，如右边的两条蓝光我当时看的时候就没有那么蓝，不过颜色什么的不用讲究太细，老师也说看着是什么颜色就写什么颜色就行）。

紫光区那么光谱怎么读呢？我们主要看的是光谱的颜色、强度（即亮度）、间距（通过各个谱线距离的关系推知）

我们如何得出的三条红光的波长的呢？看图，根据实际谱图可以得知，第一条红光最亮，第二条次之，第三条最暗，从间距上看，第一条与第二条的距离比第二条与第三条的距离要大，通过这两个特征，我们就可以找到波长为623.4、612.3、607.2的三条红光谱线满足要求，从而得出波长，将叉丝中心依次对准每条谱线的中心，测得鼓轮读数，我们就得到了三个数据了。

其他的谱线识别方法同理，有兴趣的可以照着实物谱图找其他的波长。

刚看到谱线的时候不要急着马上测量数据，将所有谱线从左到右（或者从右到左）全部扫一遍（通过转动单色仪鼓轮），辨认出你所看到的每一条谱线（太暗的就不要辨认了），要能确定出他们的波长，红色的谱线至少要能看出5条，否则数据会不够，如果看不到5条，调节一下透镜的亮度，第一遍不要测量数据。

第二遍将单色仪鼓轮转到第一遍初始的位置，按照与刚才相同的方向转动，这遍开始要读取鼓轮读数了，所以这一遍鼓轮不要反转，整个过程均向一个方向转动，将你看到的所有谱线的数据全部记录下来。

第三遍就是重复第二遍的过程，整个实验只测两组数据即可。

注意：如果同一条谱线，第三遍与第二遍的结果不一样的话，一定不要就那么放着，也不要立刻就转回去重新测量，将不同的数据标记一下，第三遍测量结束后，将鼓轮转回初始位置再次测量差别较大的数据，如果第三遍的数据与前两遍都不同的话，再次测量吧⋯⋯数据差太多了老师肯定会扣分的⋯⋯

书上说鼓轮的范围应在17~23mm之间，不过在最后测量紫光时鼓轮的读数很可能超过23mm，老师说这个是没问题的，只要不超过24.500mm都允许。

单色仪是两人一组的实验，不过如果赶上是15个人做实验的话则有可能单出来，两人一组的话是前一个人测第二遍数据，后一个人测第三遍的数据，数据交给老师检查的时候是两个人一起交，如果错了的话分也是两个人一起扣。一个人的话就要自己测两遍数据，虽然累了点，不过由于两次数据都是自己测的所以心里更有数。数据差别一定不要太大，一般前三位都是相同的。数据的话真的是最好有多少谱线测多少数据，难免哪组数据就不准呢，而且测的数据多一点的话给老师的印象会好一些，画图的时候也会更轻松一些。

至此单色仪的整个实验过程就结束了，实验的时候可以看看教室前面的黑板，有一些提示的。