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1、实验四分光计得调整及光栅常数得测定分光计作为基本得光学仪器之一,它就是精确测定光线偏转角得仪器,也称之为测角仪。光学中很多基本量(如反射角、折射角、衍射角等)都可以由它直接测量。因此，可以应用它测定物质得有关常数(如折射率、光栅常数、光波波长等),或研究物质得光学特性(如光谱分析)。应用分光计必须经过一系列仔细得调整，才能得到准确得结果。因此,在学习使用过程中,要做到严谨、细致,才能正确掌握。【实验目得】１。了解分光计构造得基本原理。2．学习分光计得调整技术,掌握分光计得正确使用方法.３。利用分光计测定光栅常数。【实验原理】1．分光计光线入射到光学元件上,由于反射或折射
2、等作用,使光线产生偏离，分光计就就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度得一种仪器。要测定此角，必须满足两个条件:⑴入射光与出射光均为平行光；⑵入射光、出射光以及反射面或折射面得法线都与分光计得刻度盘平行.为此,分光计上装有能造成平行光得平行光管、观察平行光得望远镜及放置光学元件得载物台,它们都装有调节水平得螺钉。为了读出测量时望远镜转过得角度,配有与望远镜连接在一起得刻度盘，如图4—1所示。各部分别介绍如下：⑴读数装置。在底座１9得中央固定一中心轴,度盘２２与游标盘21套在中心轴上，可以绕中心轴旋转;度盘下端有轴承支撑,使旋转轻便灵活;度盘上得刻线把360°圆周角分成7
3、20等份，每份为30′。同一直径方向两端各有一个游标读数装置,测量时,对望远镜得两个位置中每一位置都读出两个数值,然后对同侧得差值读数取平均值,这样可以消除因偏心引起得误差（见本实验参考资料)。⑵平行光管。立柱2３固定在底座上，平行光管３安装在立柱上,平行光管得光轴位置可以通过立柱上得调节螺钉26、２7分别进行左右、水平微调,平行光管有一狭缝装置1。旋松螺钉２,转动装有狭缝得内套筒使狭缝成严格得垂直状，前后移动内套筒,使狭缝严格地处在透镜焦平面上,则平行光管发出狭缝平行光。狭缝得宽度可在0、02～2、0０mm内由螺钉28调节，一般在教师指导下调节.分划线十字叉丝图４-２
4、图4-1JJY型1′分光计图4—3分划板视望远镜结构场⑶望远镜。阿贝自准直望远镜8安装在支臂１４上,支臂与转座20固定在一起并套在度盘上。当松开制动螺钉16时，转座与度盘可以相对转动，当旋紧此制动螺钉,转座与度盘一起旋转.旋紧制动架18与底座上得制动螺钉17时，借助于此制动架末端上得调节螺钉１５可以对望远镜进行左右转动微调.望远镜得光轴位置,可以通过螺钉12、1３分别进行水平、左右微调.阿贝自准直望远镜内部结构如图12—２所示，从目镜所见分划板视场如图4—3.旋目镜调焦手轮11，使目镜中能十分清晰地瞧到分划板上得分划线.旋松螺钉9，转动目镜组１0使分划线成水平状。前后移
5、动目镜组，使分划板处在物镜得焦平面上,则亮十字经物镜发出得光为平行光，当它被反射回望远镜时，将在分划板上成清晰得亮十字像,且与实物亮十字无视差。⑷载物台。载物台5套在游标盘上,可绕中心轴旋转，旋紧载物台锁紧螺钉7与制动架4与游标盘得制动螺钉２5时,借助于立柱２３得调节螺钉24可以对载物台进行微调。放松载物台锁紧螺钉时,载物台可根据需要升高或降低。调到所需位置后,再把锁紧螺钉锁紧.载物台有三只调平螺钉6,可用来调节载物台面,使之与旋转主轴垂直。⑸照明.外接6、3V电源，插头插图4-4衍射光栅在底座得插座上，经导电环通到转座得插座上,望远镜系统得照明器插头与之相接,这样可以
6、避免望远镜系统旋转时电线拖动。２。光栅光栅就是由许多等宽度a（透光部分）、等间距b(不透光部分)得平行缝组成得一种分光元件。当波长为λ得单色光垂直照射在光栅面上时，则透过各狭缝得光线因衍射将向各方向传播，经透镜会聚后相互干涉,并在透镜焦平面上形成一系列间距不同得明条纹。根据夫琅与费衍射理论,衍射光谱中明条纹得位置由下式决定：(a+ｂ）sinφk=kλ（k=0,±1,±2,⋯）(4-1)式中a+ｂ=d称为光栅常数，k为光谱级数，φk为第k级谱线得衍射角。见图4—4，k=０对应于φ=0，称为中央明条纹,其它级数得谱线对称分布在零级谱线得两侧。如果入射光不就是单色光,则由式(
7、4-1）可知，λ不同,φk也各不相同，于就是将复色光分解。而在中央k＝0,φk=0处，各色光仍然重叠在一起，组成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布k=1，２,⋯级光谱线,各级谱线都按波长由小到大，依次排列成一组彩色谱线,如图４—5所示。根据式（４-1)，如能测出各种波长谱线得衍射角φk，则从已知波长λ得大小，可以算出光栅常数d；反之,已知光栅常数d,则可以算出波长λ．【实验仪器】分光计,钠光灯，双平面镜，光栅。【注意事项】1.移动望远镜时，只能推动立柱1４,不允许搬动镜筒及目镜。2。取放双面镜及光栅时只能拿边缘，不许触摸表面，且严防失
