分光计的调节与使用

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1、分光计的调节与使用【实验简介】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。夫琅和费生平简介图11-1夫琅和费夫琅和费

2、是德国物理学家，1787年3月6日生于斯特劳宾。他集工艺家与理论家的才干于一身，把丰富的实践经验与理论结合起来，对光学和光谱学作出了重要贡献。1814年用自己改进的分光系统，在棱镜前后分别加一个准直仪和望远镜（分光计雏形），发现并仔细研究了太阳光谱中的若干条暗线(现称为夫琅和费线)。他利用衍射原理测出它们的波长，将576条暗线编制成表，并用字母A、B、C、D、…、等将其中主要的线命名,还在星光中发现了某些谱线。他用这些谱线测量了各种光学玻璃的折射率达到以前从未有过的精度，解决了大块高质量光学玻璃制造的难题。　182

3、1年，他发表了平行光单缝衍射的研究结果（后人称平行光衍射为夫琅和费衍射），做了光谱分辨率的试验,第一个定量地研究了衍射光栅，制成260条平行线组成的光栅，用它测量了光的波长。1823年他又用金刚石刀刻制了玻璃光栅（3200条/巴黎寸），给出了至今通用的光栅方程。【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11-2所示。载物平台平行光管自准直望远镜底座刻度读数盘图11-2分光计实物图（1）底座底座上安置着中心轴（又称主轴），轴上装

4、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子准直望远镜，结构如图11-3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。图11-3阿贝式望远镜结构和分划板示意图图11-4JJY型分光计构造图1-狭缝装置；2-狭缝装置锁紧螺丝；3-平行光管；4-止动架（二）；5-载物台；6-载物台调节螺丝（共3只）；7-载物台和游标盘间锁紧螺丝；8

5、-望远镜；9-目镜筒锁紧螺丝；10-阿贝式自准目镜；11-目镜调焦手轮；12-望远镜光轴倾斜调节螺丝；13-望远镜光轴左右偏斜度调节螺丝；14-望远镜微动螺丝；15-望远镜和度盘间锁紧螺丝；16-望远镜止动螺丝（另侧）；17-止动架（一）；18-转座和刻度盘止动螺钉；19-底座；20-转座21-刻度盘；22-游标盘；23-平行光管立柱24-游标盘微动螺丝；25-游标盘止动螺丝；26-平行光管光轴左右偏斜度调节螺丝；27-平行光管光轴倾斜调节螺丝；28-狭缝宽度调节螺丝。（3）载物平台载物平台是用来放置光学元件的平台

6、，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。图11-5平行光管内部构造示意图（5）刻度读数盘读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成，读数方法与游标卡尺相似。对于JJY型分光计，刻度盘上每一格的值为30’，游标盘上刻有30根小刻线，其最小

7、分辨读数为1’，它即为JJY型分光计的误差限。示意图如图11-6所示。该图角度示值为116°12’。图11-6刻度盘和游标盘示意图为了消除刻度盘和分光计中心转轴之间的偏心差，在刻度圆盘同一直径的两端各装一个角游标。测量角度时，对一个角度的两个位置，两个游标都应读数，算出每个游标在两个位置上的读数差，再取它们的平均值作为望远镜或载物台转过的角度。【分光计调节方法及要求】一、分光计的调节的基本要求分光计调节的基本要求是：调望远镜聚焦于无穷远处；调望远镜的光轴与分光计的中心转轴相垂直；调平行光管能产生平行光，平行光管的光

8、轴应与分光计的中心转轴相垂直。二、分光计的调节方法1、目测粗调目测调整望远镜光轴（调倾仰调节螺钉12）、平行光管光轴（调倾仰调节螺钉25）、载物台平面（台下三螺钉等高），使三者大致垂直于分光计中心转轴。目测粗调是重要的一步，是进一步细调的基础，它可以缩短调整时间。2、望远镜的调焦1）目镜调焦开启望远镜照明灯，此时望远镜的目镜视场中叉丝可能不清晰，旋转目镜调节