物理研究性实验报告--分光仪

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1、物理研究性实验报告分光仪测量三棱镜顶角第一作者：XXX学号：10041187第二作者：XXX学号：10041171所在院系：能源与动力工程学院2011年11月27日摘要本文以“分光仪测量三棱镜顶角”为主要内容，首先介绍了实验的基本原理和过程，而后进行了数据处理以及不确定度的计算。并主要以本实验数据对实验的误差来源进行了定量分析以及一些解决方法。关键词：分光仪；三棱镜顶角；误差分析；一、实验原理（1）、用自准直法测量三棱镜的顶角利用望远镜自身产生平行光，固定平台，转动望远镜，先使棱镜AB面反射的绿十字像与叉丝重合（即望远镜光轴与三棱镜AB面垂直），记下刻度盘两边的方位角读数、。然后再转动望远镜使

2、AC面反射的绿十字像与叉丝重合（即望远镜光轴与AC面垂直），记下读数'和'（注意与不能颠倒），两次读数相减即得∠A的补角f。故∠A=180°－f，即∠A=180°－(f1+f2)=（2）反射法平行光管射出的光束照射在三棱镜的两个光学面上。将望远镜转到一侧（如左边）的反射方向上观察，把望远镜叉丝对准狭缝像，此时读出两个窗口的方位角读数与；再将望远镜转到另一侧，把叉丝对准狭缝像后读出'和'，则三棱镜的顶角为：二、实验仪器分光仪、平面反射镜、三棱镜、钠灯及电源三、实验主要步骤1．分光仪的调节调节时，首先应该进行目测粗调，使望远镜、平行光管大致垂直于仪器主轴，使载物平台下的三个调节螺丝支撑平台高度基本

3、一致。在粗调的基础上进行细调，调节时按如下三个步骤进行：（1）使望远镜对无穷远聚焦。调节望远镜的物镜（注意此时不能再调节目镜），使十字像清晰，并且要求像与叉丝二者间没有视差（轻轻晃动眼睛，看到的绿十字像与叉丝无相对位移即无视差，否则说明有视差）。这时望远镜已聚焦于无穷远，即能够接收平行光。（2）调整望远镜光轴与仪器主轴垂直。在望远镜中已经看到从平面镜的一个平面反射回来的十字像，现在把台（连同平面镜）转过180°，从它的另一个平面找反射回来的十字像。如果两面反射回来的绿十字像都与叉丝重合，则说明望远镜与仪器主轴垂直，这也是判断“垂直”的标准。这里所说的“重合”，是指十字像与叉丝的横线等高，即微微

4、转动平台时，十字像恰好能沿着叉丝的横向移动。（3）调整平行光管，使其光轴与仪器主轴垂直并且能够发出平行光。A．调整平行光管光轴与仪器主轴垂直。调节平行光管下面的螺丝达到要求。B．使平行光管发出平行光。改变狭缝与平行光管透镜间的距离（拉进拉出狭缝体），使望远镜中看到清晰的狭缝像，并且没有视差，这时平行光管即已能够发出平行光。2．测量三棱镜的顶角（1）调节三棱镜：要求三棱镜的待测顶角A的两个侧面都与仪器主轴平行。把三棱镜放在平台上，为了便于调节，应将棱镜三边分别垂直于平台下三个螺丝的连线。调节使反射回来的十字像与叉丝横线重合。（2）用自准法测三棱镜顶角：按实验原理测量两次取平均值。（3）用平行光法

5、测三棱镜顶角：按实验原理测量两次取平均值。四、数据处理α1β1α2β2θA17。16’187。9’127。23’307。9’120。3’60。2’223。9’203。12’143。11’323。8’119。57’59。59’337。12’217。7’157。10’337。9’120。60。445。36’225。39’165。32’345。37’120。4’60。2’556。42’236。41’176。39’356。44’120。60。A=15(A1+A2+A3+A4+A5)=60。1’=60.017。UA(A)=A2-A2k(k-1)=0。67’=0.011。UB(A)1603=0.0096。

6、所以U(∆x)=UA(∆x)2+UB(∆x)2=0.0147。综上所述，结果为∆x+U(∆x)=(60.017。±0.01。)mm五、讨论（误差分析）1、光学元件在使用过程中的轻微损坏以及操作时不小心用手触摸了光学面，这都会导致在数据测量中产生较大误差2、分光计是精密的光学仪器，在长期的使用过程中很容易磨损，使得分光仪的精度下降。3、在实验中要保证望远镜的调焦若不准确，再加上杂光的干扰使得观察到比较叉丝像比较模糊，造成测量误差。4、在测量数据时若未将分光计的几个该锁紧的止动螺钉是锁紧，则会导致测得的数据会不可靠。5、测量角度时，若不使用望远镜微调螺钉或游标盘微调螺钉便测量数据，则会使得数据在读

7、数测量上变得不是那么的准确。