分光计调节及棱镜角的测量.doc

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1、分光计调节及棱镜角的测量【学习要求】1．了解分光计的结构原理和用途。2．掌握分光计的调节原理和方法。3．学会用分光计测量角度。【实验仪器】分光计，平面镜，光源，三棱镜。【实验原理】1．分光计的结构原理分光计又你测角仪，是测量角度的精密仪器。实验中常用来精确地测定棱镜角和光谱T.自准直望远望C.平行光管P.载物台N.刻度盘游标1.远镜倾斜度螺旋2.望远镜固定螺钉3.望远镜微调螺旋4.狭缝装置5.缝套筒固定螺钉6.狭缝宽度调节螺旋7.平行光管倾斜度螺旋8.载物台调平螺旋（三个）9.物台升降固定螺钉10.游标

2、盘固定螺钉11.游标盘微调螺钉12.转座与刻度盘固定螺丝钉13.转座14.底座15.望远镜调焦定位螺钉。线的偏向角，从而确定固体液体的折射率及光谱线的波长等。分光计的种类很多，然而，无论哪种形式的分光计，其基本结构和调节方法大致相同。实验室中常用的型学生式分光计的外形结构如图6—5—1所示，主要包括自准直望远镜、平行光管、载物台和刻度盘。每部分均附有特定的调节螺旋，现分别介绍如下：（1）自准直望远镜T望远镜是用来观察和确定光线行进方向的。它由复合的消色差物镜和目镜组成，如图6—5—2所示。物镜装在物镜筒

3、的一端，目镜装在镜筒另一端的套筒中。为了调节和测量，在套筒中装有分划板。目镜可沿套筒前后移动，以改变目镜和分划板之间的距离，使目镜对分划板聚焦清晰。套筒可在物镜筒中前后移动，改变分划板和物镜的距离，以便达到调焦的目的。自准直望远望镜采用的目镜形式有两种。一种为高斯型目镜，其目体结构及目镜中的视场如图6—5—2（a）所示。套筒内安装十字分划板，目镜`两个平凸透镜共轴构成，在目镜磁筒的侧面开有窗孔d，外装照明小灯，两透镜之间装有一与光轴成45?角的平面玻璃片g。光线从小孔中射入，经玻璃片g反射后，沿光轴前进

4、并照亮十字叉丝o。自准直望远望目镜的另一种形式为阿贝目镜，其具体结构及目镜中的视场如图6—5—2（b）所示。在目镜和分划板之间装有全反射小棱镜p，绿色的（或黄色的）照明光线经小开望远镜调焦位螺钉（１５），前后移动目镜套筒，直到反射清晰且与原分划无视差为止，这时分划已处于望远镜物镜的焦平面上，如图６—５—４（Ｃ）所示，它表明望远镜已对向无穷远。若望远镜光轴和反射镜面严格垂直，则反身的自准分划像（小十字像）应和调节叉丝重合，像和自准分划关于中间横线对称。（２）使望远镜光轴垂直于仪器转轴为了使望远镜光轴垂

5、直于仪器转轴，还必须借助于反射镜进行调节。设反射镜的两面严格平行，并且也平行于仪器转轴，那么，当望远镜能够和一侧镜面垂直时，将物台转过１８０后，它也必然能够与另一侧镜面垂直。如果望远金镜能够和每一个反射面都垂直，就表明反射镜面平行于仪器转轴，而望远镜光轴则垂直于仪器轴。由于在调节之前，望远镜未必垂直于仪器转轴，反射镜也未必平行于仪器轴。因此，一般情况下必须同时对两者进行调节。方法如下：当望远镜对无穷聚焦后，视场中已看到清晰的自准分划的反射像，若此像并不与调节叉丝重合，在竖直方向上有一段距离（水平方向上

6、的偏离很容易通过转动望远镜或物台来消除），偏高或偏低。此时调节物台下的螺旋或（平面镜垂直平分此两螺旋的连线）使距离减少一半，再调望远镜的俯仰使距离完全消除。将物台转过，使反射镜的另一面对向望远镜，重复上述调节，使之重合。这样反复几次，直到反射镜正反两面反射回的自准分划像都与调节叉丝重合为止。（３）使望远镜的竖直分划线平行于仪器轴为了便于对准侍测目标，保证测量的精确性，望远镜的竖直分划线应平行于仪器轴。检验的方法是：使望远镜垂直于一个反射镜面，此时反射像和调节叉丝重合。然后轻微转动物台。如果反射像沿着

7、调节叉丝横线水平移动，说明已达到要求，否则可稍微转望远镜分划使达到要求（但不要破坏调焦状态）。完成以上三步调节，望远镜已达标准状态，应把调焦定位螺钉（１５）固定。以下的调节都是以望远镜为标准进行的，绝不可再调望远镜。（４）调平行光管的狭缝位于准直物镜的焦平面上，且光轴垂直于仪器转轴转螺旋（６）开启平行光管狭缝，并用低压灯泡照亮。转望远镜对准平行光管，通过反射镜（实为半透半反镜）观察狭缝像；（５），旋转并前后移动狭缝套筒，直至狭缝像与望远镜竖直分划线平行且无视差。调节（７），使狭缝像位于视场中央（

8、缝像被测量叉丝横线平分）。此时，狭缝位于准直物镜的焦平面上，平行光管出射平行光，且平行光管的光轴垂直于仪器轴。用螺钉（５）固定狭缝套筒。至此，分光计已全部调节完毕。３、测定三棱的顶角三棱镜的棱角是三棱镜的两光学表面相交所构成的两面角，交线称为折射棱。当以垂直于折射棱的平面（称为主截面）切割棱镜时，得到一个三角形，三角形中和折射棱相应的角，称为三棱镜的顶角。为了测量这个角，必须使三棱镜的折射棱平行于仪器轴（即主截面平行于刻度平面）。调节