分光计的调节及使用

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1、分光计的调节及棱镜角的测量制作：张晶辉实验目的实验仪器实验原理实验步骤结果分析数据处理一、实验目的1、了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法2、掌握测定棱镜角的方法3、用自准直法测定棱镜角二、实验仪器分光计汞灯（或钠光灯）三棱镜平行平板双面反射镜三、实验原理分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪。在几何光学实验中，主要用来测定棱镜角、衍射角等等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观察光谱，测量光谱线的波长等。下面以JJY型分光计为例，说明它的结构原理和调节方法。1、分光计的结

2、构图1JJY型分光计的结构外形图平行光管：1．狭缝2．紧固螺钉3．平行光管26．平行光管光轴水平调节螺钉27．平行光管倾斜度调节螺钉28．狭缝宽度调节手轮望远镜：8．望远镜9．紧固螺钉10．分划板11．目镜（带调焦手轮）12．望远镜倾斜度调节螺钉13．望远镜光轴水平调节螺钉14．支臂15游标圆盘微调螺钉17．制动架18．望远镜制动螺钉载物台：5．载物台6．载物台调平螺钉（3只）7．载物台紧固螺钉圆刻度盘：16．读数刻度盘制动螺钉21．读数刻度盘22．游标盘24．游标盘微调螺钉25．游标盘制动螺钉其他：4．制动架19．底座20．转座23．立柱分

3、光计主要由底座、望远镜、准直管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，每部分均有特定的调节螺钉，图1为JJY型分光计的结构外型图。1、分光计的底座要求平稳而坚实。在底座的中央固定着中心轴，刻度盘和游标内盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。2、准直管固定在底柱的立柱上，它是用来产生平行光的。准直管的一端装有消色差物镜，另一端为装有狭缝的套管，狭缝的宽度可在0.02—2mm范围内改变。3、望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起，套在主刻度盘上，它是用来观察目标和确定光线进行方向的。物镜Lo和一般望远镜一样为消色差物镜，但目镜Le的结构有些不同，常用的是

4、阿贝式目镜。阿贝目镜式望远镜就是在目镜和分划板之间装有全反射直角棱镜，直角棱镜上刻有“十”字，从目镜观察，叉丝的一小部分被直角棱镜挡住，呈现它的阴影。目镜筒套安装在分划板的套筒内。调节图1中所示的手轮11可改变目镜和分划板的距离。分划板套筒又套在物镜筒内，前后移动分划板套筒，可改变目镜和分划板相对于物镜的距离。若在物镜前放—平面镜，使平面镜镜面与望远镜光轴垂直，且分划板位于物镜焦平面上时，则焦平面(分划板)上发出的光(绿十字)经物镜后形成平行光射于平面镜，由平面镜反射经物镜后在焦平面(分划板)上形成绿十字反射像，如图2所示。图2阿贝目镜式望远

5、镜4、分光计上控制望远镜和刻度盘转动的有三套机构，正确运用它们对于测量很重要，它们是：（1）望远镜止动和微动控制机构，图1中的16、15；（2）分光计游标盘止动和微动控制机构，图1中的25、24；（3）望远镜和度盘的离合控制机构，图1中的17。转动望远镜或移动游标位置时，都要先松开相应的止动用螺钉；微调望远镜及游标位置时要先拧紧止动螺钉。要改变度盘和望远镜的相对位置时，应先松开它们之间的离合控制螺钉，调整后再拧紧，一般是将度盘的0°线置于望远镜下，可以减少在测角度时0°线通过游标引起的计算上的不方便。5、载物平台是一个用以放置棱镜、光栅等光学

6、元件的圆形平台，套在游标内盘上，可以绕通过平台中心的铅直轴转动和升降。当平台和游标盘（刻度内盘）一起转动时，控制其转动的方式与望远镜一样，也是粗调和微调两种；平台下有三个调节螺钉，可以改变平台台面与铅直轴的倾斜度。图3分光计读数示例140°145°150°155°051015202530139°30′+14′=139°44′度盘游标6、望远镜和载物平台的相对方位可由刻度盘上的读数确定。主刻度盘上有0°—360°的圆刻度，分度值为0.5°。为了提高角度测量精密度，在内盘上相隔180°处设有两个游标V左和V右，游标上有30个分格，它和主刻度盘上2

7、9个分格相当，因此分度值为１＇。分光计的读数方法参照游标原理，如图3所示读数应为139°44＇。记录测量数据时，必须同时读取两个游标的读数（为了消除度盘的刻度中心和仪器转动轴之间的偏心差）。安置游标位置要考虑具体实验情况，主要注意读数方便，且尽可能在测量中刻度盘0°线不通过游标。记录与计算角度时，左、右游标分别进行，注意防止混淆算错角度。2、分光计的调节1、调节要求分光计是在平行光中观察有关现象和测量角度，因此要求：（1）分光计的光学系统（准直管和望远镜）要适应平行光。（2）从度盘上读出的角度要符合观测现象中的实际角度。图4分光计观测系统的三

8、个平面分光计观测系统的三个平面读值平面观察平面待测光路平面读取数据的平面，由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成的。对每一具体的分光计，读数平面都是固定的，且和中