分光仪的调整及应用

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1、北航物理实验研究性报告专题:分光仪的调整及其应用第一作者：陈凯学号：10031074班级：100323班第二作者：刘汉鹏学号：59000225班级：100323班2010.11.2510目录目录2摘要3一、实验目的3二、实验原理与步骤31、分光仪的调整32、三棱镜顶角的测量（反射法）43、棱镜折射率的测量（最小偏向角法）……..……………………………..4三、实验仪器5四、数据记录与处理5五、讨论与总结910摘要：分光仪是分光测角仪的简称，它能较精确地测量平行光线的偏转角度。借助它并利用反射、折射、衍射等物

2、理现象，可完成全偏振角、晶体折射率、光波波长等物理量的测量，其用途十分广泛。近代摄谱仪，单色仪等精密光学仪器也都是在分光仪的基础上发展而成的。本文主要讨论分光仪调整及其应用的过程中实验步骤、实验数据处理、误差分析及实验总结等问题。一、实验目的1.了解分光仪的构造及其主要部件的作用；2.学习并掌握分光仪的调节原理与调节方法；3.掌握自准直法和主次逼近调节法，巩固消视差技术；4.学会用反射法测量三棱镜的顶角。二、实验原理与步骤1.分光仪的调节原理（1）根据自准直原理，当叉丝位于物镜焦平面时，叉丝与小十字刻线的反

3、射像共面，即绿十字与叉丝无视差，此时望远镜聚焦于无穷远。（2）若望远镜光轴垂直于平面及反射镜镜面，且平面镜镜面与仪器主轴平行，则望远镜光轴必垂直于仪器主轴，此时若将载物台仪器主轴旋转18010，使平面镜另一面对准望远镜，望远镜光轴仍将垂直于平面镜。（3）使平行光管产生平行光，当被光所照明的狭缝刚好位于透镜的焦平面时，平行光管射出平行光；调节平行光管光轴与仪器主轴垂直，望远镜光轴与平行光管平行。实验步骤:（1）粗调，调节水平调节螺钉，使望远镜居支架中央，并目测调节望远镜俯仰螺钉，使光轴大致与主轴垂直，调节载物

4、台下方3个螺钉外伸部分等长，使平台平面大致与主轴垂直。（2）调整望远镜，在载物平台上放置平面反射镜，调节目镜，改变目镜与叉丝分化板之间的距离，直至看清分化板上的双十字形叉丝。旋转载物台，改变平面反射镜沿水平方向的方位，直至在旋转载物台的过程中，总可以在某一位置通过目镜看到一个绿色十字。（3）调节望远镜光轴与仪器光轴垂直，使得平面镜绕主轴旋转180度，绿色小十字始终都落在上叉丝中心为止。（4）平行光管的调整，将已调好的望远镜对准平行光管，拧动狭缝宽度调节手轮，打开狭缝，松开狭缝套筒锁紧螺钉，前后移动狭缝套筒，

5、当在已调焦无穷远的望远镜目镜中无视差地看到边缘清晰的狭缝像时，平行光管即发出平行光。2.三棱镜的测量原理（反射法）反射法测三棱镜顶角必须使望远镜的光轴旋转平面垂直于待测顶角A的两个光学平面AB、ACθ=A++①10A=+②A=θ/2为了消除偏心差的影响，采用对径法读数，左边游标开始时读数为，右边读数为，当望远镜或载物台转过某一角度后，左边游标读数，右边，可以由左边的读数得到其转角=-，由右边读数得到其转角=-，然后取其平均，==1.棱镜折射率的测量（最小偏向角法）如图所示，测出棱镜的最小偏向角,可以导出：三

6、、实验仪器分光仪，屏幕反射镜，三棱镜，钠光及电源.四、原始数据与处理1.三棱镜顶角的测量:10编号123453600’30020’25035’1908’14056’’12018’7041’1011’3212’2402’18022’130317012’2055’601’019’31029’2507’20059’11959’119’1200’1208’1202’A5959’30’’5959’0’’604’0’’600’0’’601’0’’其中，A=；根据实际测量的数值，的表达式可能进行调整，=将A的单位化为度，

7、则有：59.99259.98360.06760.00060.01760.012计算A的不确定度：=0.083510游标盘的准确度为1’，则其误差限为1，故：==0.0096则==0.08最终结果可以表示为：2.棱镜折射率的测量1234529245’26130’215’3018042’5230’11250’8130’3530’039’13229’34345’31228’26637’23141’10331’16350’13227’86’415136’28332’510’5057’519’5056’512’其中或

8、=.将单位改为度并求其平均值：1051.050.95851.15050.95251.033由其中A由前一实验测得：A带入数据得：n=1.65下面计算的不确定度：故.由,计算n的不确定度分量：10.06820.022所以=0.0710折射率的最终结果为n五、讨论与总结1.误差分析本实验误差来源主要如下：（1）实验环境为光线较暗的封闭实验室，所以仪器调整、现象观察、数据记录都比较容易出差错，长时间的实验更是容易使人眼