指导书-13用分光计测三棱镜顶角

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1、天津城市建设学院大学物理实验中心大学物理实验A/B实验教学指导书用分光计测三棱镜顶角分光计是精确测定光线偏转角的仪器，还可以用它测量折射率、色散率、光波波长等。分光计装置较精密，结构较复杂，调节要求也较高，所以初学者要注意了解其基本结构和测量光路，严格按要求和步骤耐心进行调节。【实验目的】1、了解分光计的结构和各部件的作用。2、掌握分光计的调整要求和调整方法。3、学会用分光计测量角度。【实验仪器】分光计、双面反射镜、低压汞灯、三棱镜。【实验原理】分光计是光学实验中基本的、常用的仪器，又称光学测角仪，其结构如图15-1所示。它主要由望远镜

2、、平行光管、载物台和分度盘组成，其中平行光管是固定的，望远镜、载物台、分度盘、游标盘都可绕仪器中心轴转动。1.狭缝宽度调节手轮2.狭缝锁紧螺钉3.平行光管仰俯调节螺钉4.平行光管5.游标盘微调手轮6.载物台7.载物台调平螺钉8.望远镜9.调焦手轮10.望远镜仰俯调节螺钉11.目镜视度调节手轮12.望远镜支架13.望远镜微调螺钉14.底座15.游标刻度盘16.游标盘微调手轮17.载物台锁紧螺钉图15-1JJ—2型分光计（1）望远镜：望远镜结构如图15-2所示，由物镜5、分划板1（板上刻有十字叉丝）和目镜2组成。调节目镜可改变分划板到目镜的

3、距离，使叉丝调到目镜的焦平面上，调节分划板的位置改变分划板到物镜的距离，可使分划板处在物镜的焦平面上。如果配合调节目镜可使分划板即在目镜的焦平面上，同时亦在物镜的焦平面上，此时望远镜能接受平行光。4天津城市建设学院大学物理实验中心大学物理实验A/B实验教学指导书1.分划板2.目镜3.小棱镜4.侧窗5.物镜图15-2望远镜结构示意图望远镜采用阿贝式自准直目镜，分划板上紧贴一个直角三棱镜3，在棱镜的直角面上有一个被光源照亮（光线通过直角三棱镜的斜边平面反射）的带颜色的十字，其中心位置与分划板上方的十字线交点对称。如图15-3所示。如果在载物

4、台上放置一块双面平行的平面反射镜，并使其反射面和望远镜光轴大体垂直，则十字发出的光通过物镜后经反射面反射回来，在分划板上将形成十字反射像，适当调节可使十字反射像无视差地落在分划板上，且与上方十字线中心重合，表明望远镜与反射镜面垂直，且可接受平行光。这种方法称为自准直法。+图15-3（2）平行光管：平行光管的作用是产生平行光，由一个装有狭缝的套管和一个透镜组成，狭缝的宽度和位置均可调节。调节狭缝宽窄调节螺钉，调狭缝调焦手轮，伸缩狭缝套筒，当狭缝正好在透镜的焦平面上时，通过狭缝的光束经过透镜即成平行光。（3）载物台：载物台是用来放置待测器件

5、的。载物台的下方有三个调平螺钉，若需调整和固定台面高度，放松或锁紧载物台下方水平螺钉和转轴螺钉即可。（4）分度盘：可与望远镜固定在一起，绕分光计中心轴转动。利用它和与载物台固定在一起的游标盘，可以测出望远镜转过的角度。【实验内容与步骤】一、分光计的调整分光计的调整要求是：1）望远镜能够接受平行光；2）平行光管能发出平行光；3）望远镜和平行光管等高同轴且与分光计的中心轴相垂直。为达到上述要求，须完成以下调整工作：1.调节望远镜使之能接受平行光（1）目镜调焦：目的是使眼睛通过目镜可以清楚地看到分划板上的刻线（叉丝），即分划板位于目镜的焦平面

6、上。为此，慢慢转动目镜调焦手轮，使目镜前后伸缩，至刻线成像清晰即可。（2）望远镜调焦：目的是将分划板调整到物镜的焦平面上，即望远镜聚焦无穷远。具体方法是：先把望远镜下方螺钉调到适中位置，使望远镜筒大致水平。在载物台中央放一块双面反射镜，让载物台下两个调平螺丝的连线垂直于镜面，如图15-4所示。使镜的反射面与望远镜光轴大致垂直。然后打开望远镜照明灯开关，从目镜中可见一亮斑，调节望远镜的调焦手轮，前后移动物镜筒，可使亮斑聚成清晰的亮十字像，且与叉丝无视差，此时望远镜能接受平行光。2.调节望远镜的光轴使其垂直于仪器转轴4天津城市建设学院大学物

7、理实验中心大学物理实验A/B实验教学指导书acb图15-4（1）平面镜反射回来的十字像，一般和分划板上方的十字线并不重合，可调节载物台螺钉b（或c），或望远镜筒下的螺钉，使十字像和上十字线完全重合。但需采用“各半调节法”即光调望远镜倾度螺钉，使十字像距上十字线偏离减少一半，再调载物台的一个调平螺钉b（或c），使亮十字像与上十字线完全重合。（2）转动游标盘连同载物台及小平面镜且使之转动1800，从望远镜中找到亮十字像。此像一般不与上十字线重合，此时仍用“各半调节法”使亮十字像与上十字完全重合。（3）将载物台连同小平面镜转动1800，重复以

8、上步骤，直到两个反射面反射的十字像总是与上十字叉丝重合。注意在其后的调节和实验中均不得再动望远镜（除绕仪器转轴转动外）。若在步骤（2）中转动载物台后不见十字像，这是因为望远镜视场较小所致，可用眼睛直接从平面