用分光计测三棱镜顶角.doc

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1、用分光计测三棱镜顶角一、实验目的1.了解分光仪的结构，掌握分光仪的调节和使用方法；2.测量三棱镜的顶角。二、实验仪器分光仪，汞灯，双面反射镜，三棱镜。三、实验原理1．三棱镜顶角的测量1）自准法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AC面反射的十字像与叉丝重合（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°－f=180°－(f1+f2)=180°－[('－)＋('－

2、)]2）反射法（又叫平行光法、分裂光束法）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：-4-四、实验内容一、分光计的调整（一）调整要求：1．望远镜聚焦平行光，且其光轴与分光计中心轴垂直。2．平行光管能发出平行光，且其光轴与分光计中心轴垂直。3．载物台平面与分光计中心轴垂直。（二）望远镜调节1．目镜调焦目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝，调焦办法：接通仪器电源，把目镜调焦

3、手轮旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察，直到分划板刻线成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。旋转目镜装置，使分划板刻线水平或垂直。2．望远镜调焦望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上，也就是望远镜对无穷远聚焦。其方法如下：将双面反射镜紧贴望远镜镜筒，从目镜中观察，找到从双面反射镜反射回来的光斑，前后移动目镜装置，对望远镜调焦，使绿十字叉丝成像清晰。往复移动目镜装置，使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差，最后锁紧目镜装置锁紧螺丝 .（三）调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴（各调一半法）调节如图2所示的载物台调平螺丝 b 和 c

4、 以及望远镜光轴仰角调节螺丝，使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合，如图3所示。此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。具体调节方法如下：（1）将双面反射镜放在载物台上，使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面，如图3所示。图3目测粗调-4-（2）目测粗调。用目测法调节载物台调平螺丝  及望远镜、平行光管光轴仰角调节螺丝 ，使载物台平面及望远镜、平行光管光轴与分光计中心轴大致垂直。由于望远镜视野很小，观察的范围有限，要从望远镜中观察到由双面反射镜反射的光线，应首先保证该反射光线能进入望远镜。因此，应先在望远镜外找到该反射光线。转动载

5、物台，使望远镜光轴与双面反射镜的法线成一小角度，眼睛在望远镜外侧旁观察双面反射镜，找到由双面反射镜反射的绿十字叉丝像，并调节望远镜光轴仰角调节螺丝 及载物台调平螺丝 b 和 c ，使得从双面反射镜的两个镜面反射的绿十字叉丝像的位置应与望远镜处于同一水平状态。（3）从望远镜中观察。转动载物台，使双面反射镜反射的光线进入望远镜内。此时在望远镜内出现清晰的绿十字叉丝像，但该像一般不在图4（a）所示的准确位置，而与分划板上方的十字刻度线有一定的高度差，如图4（b）所示。调节望远镜光轴仰角调节螺丝，使高度差 h 减小一半，如图4（c）所示；再调节载物台调平螺丝 b 或c ，使高度差全

6、部消除，如图4（d）所示。图4各调一半法（4）旋转载物台，使双面反射镜转过180°，则望远镜中所看到的绿十字叉丝像可能又不在准确位置，重复（3）所述的各调一半法，使绿十字叉丝像位于望远镜分划板上方的十字刻度线的水平横线上。（5）重复上述步骤（4），使经双面反射镜两个面反射的的绿十字叉丝像均位于望远镜分划板上方的十字刻度线的水平横线上。至此，望远镜的光轴完全与分光计中心轴垂直。此后，望远镜光轴仰角调节螺丝不能再任意调节！（四）调整平行光管1.调节平行光管产生平行光。2.调节平行光管光轴与分光计转轴垂直。二、调节三棱镜并测量三棱镜顶角A 1.调节三棱镜：要求三棱镜的待测顶角A的

7、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.任选一种方法（自准法或反射法）测三棱镜顶角：按实验原理测量六次取平均值。五、数据表格-4-1、测量三棱镜顶角记录数据表格2．求三棱镜顶角A的平均值及其不确定度。方法测量次数123456自准法或反射法

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11、fA五、注意事项   1、所有光学仪器的光学面均不能用手擦拭，应该用镜头纸轻轻揩擦。三棱镜、平面镜应妥善放置，以免损坏。2、分光计是较精密的光学仪器，不允许在制动螺钉锁