分光计的调节与使

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1、分光计的调节与使用郑州大学物理实验中心实验目的：1、了解分光计的结构、各部分的作用及工作原理。2、掌握分光计的调节要求和调节方法。3、学会测量棱镜的顶角、棱镜玻璃的折射率。装置介绍—分光计的结构分光计主要由四部分组成：平行光管、望远镜、载物台和读数装置。装置介绍—平行光管平行光管的作用是产生平行光。管的一端装有一个可沿管前后移动的套筒，套筒末端有一宽度可调的狭缝；管的另一端装有会聚透镜。沿管前后移动狭缝装置，当狭缝恰位于透镜的焦平面上时，照射在狭缝上的光经过透镜后成为平行光。装置介绍—望远镜望远镜用于观察、确定被测光线方向。它由目镜、分化板和物镜组成。照明小灯泡的光自望远镜筒

2、下侧进入，经小三棱镜反射后照亮分划板下半部的十字刻度线（十字叉丝）。目镜、分化板及物镜间的距离均可调节，当调节分化板位于物镜的焦平面时，十字叉丝发出的光经物镜后成为平行光。该平行光经双面反射镜反射后，再经物镜聚焦在分划板平面，形成十字叉丝的像（绿色）。装置介绍—载物台载物台用于放置待测物体。台下有三个螺钉用于调整平台水平。装置介绍—读数装置读数装置由刻度圆盘和沿圆盘边相隔180°对称安置的两个游标组成。刻度圆盘分成360°，最小分度为0.5度（30′），小于0.5度的利用游标读出。游标上有30格读数单位为1′。两个游标对称放置，是为了消除刻度盘中心与分光计中心轴线之间的偏心差

3、，测量时，要同时记下两游标所示的读数。分光计在测量前，必须经过仔细调整，要求达到：望远镜调焦无穷远；望远镜和平行光管共轴，并均与分光计中心轴垂直，平行光管出射平行光。.目测粗调：用眼睛估测，调节望远镜和平行光管下方调倾螺钉、载物台下的三个调平螺丝，使望远镜和平行光管光轴、载物台平面尽量与刻度盘平行。装置调节—装置调节—望远镜的调节调节望远镜聚焦无穷远1、点亮照明小灯，调节目镜与分划板间的距离，看清分划板上的刻度线和绿色方块中黑色的小十字（目镜对分划板调焦）。2、将双面镜放置在载物台上，使双面镜的镜面与载物台下两螺钉连线垂直;使双面镜的反射面与望远镜大致垂直，缓缓地转动载物台，

4、从侧面观察，判断从双面镜正、反两面反射的十字叉丝光线能否进入望远镜内。3、从望远镜的目镜中观察到十字叉丝像，前后移动目镜对望远镜调焦，使十字叉丝成像清晰,如右下图所示。装置调节—望远镜的调节用二分之一调节法调望远镜的光轴与仪器的主轴垂直1、转动载物平台使小十字叉丝的反射像的竖线与分刻板的竖线合。2、调节望远镜的调倾螺钉，使小十字叉丝的反射像向调整用叉丝靠近一半的距离。然后再调节载物平台下与连线反射镜面垂直的螺钉，使小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合。3、将载物台旋转180，使另外一个反射面对准望远镜，找到小十字叉丝的反射像后，用二分之一调节法调节小十字叉丝的反射像和调整用叉丝

5、重合。4、重复步骤2、3，直到望远镜不论对准哪个反射面，小十字叉丝的反射像都和调整用叉丝重合，则望远镜的光轴和仪器的主轴垂直。装置调节—平行光管的调节平行光管的光轴与仪器的主轴垂直1、关掉目镜的照明灯电源，打开光源。调节狭缝使宽度适中，让光照亮狭缝。2、将望远镜对准平行光管，找到狭缝的像后，前后移动狭缝的位置，使从望远镜中看到清晰的狭缝像，此时平行光管发出平行光。3、转动望远镜和狭缝（注意不能前后移动狭缝）的位置，使狭缝的像与分刻板上的竖线重合，然后固定狭缝和望远镜的位置。4、调节平行光管的调倾螺钉，使狭缝的像相对于测量用叉丝对称。实验原理—三棱镜玻璃的折射率由光的反射和折射

6、定律可以求得棱镜折射率n式中i1、i2、δmin分别为某一单色光的入射角、折射角和最小偏向角δmin，α为三棱镜的顶角。实验原理—自准直法测三棱镜顶角下图为自准直法测量三棱镜顶角的示意图。让望远镜对准三棱镜的一个光学面，当小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合时，从刻度盘上记录两游标的读数和；转动望远镜（或载物台），让三棱镜的另外一个光学面对准望远镜，当小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合时，再次记录两游标的读数和。由图可知，三棱镜的顶角为其中实验原理—三棱镜的最小偏向角如图所示，观察光线偏向情况，判断出射光线的方向。先用眼睛沿光线可能出射的方向观察，微微转动载物台，当观察到出射的

7、彩色谱线时，选定一种谱线，继续转动载物台，注意该谱线出射光所对应的偏向角的变化，选择使偏向角减小的方向缓慢转动载物台，当看到该谱线移至某一位置后反向移动，逆转处即为最小偏向角的位置。则最小偏向角出射光线与原光路（不放三棱镜时望远镜直接对准入射光线的位置）之间的夹角即为最小偏向角。设最小偏向位置时两游标的读数为、，原光路的为、，则有右式：实验内容—调节分光计为可工作状态调整好的分光计只能测量与刻度盘相平行平面内的角度，所以测量时必须对待测光学元件进行调节，使经光学元件（棱镜、光栅）反射、折射和衍射的光线确