分光计调节方法的修正-论文.pdf

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1、第27卷第4期大学物理实验Vo1．27No．42014年8月PHYSICALEXPERIMENT0FC0LLEGEAug．2014文章编号：1007—2934(2014)04—0070—03分光计调节方法的修正万伟(西南科技大学，四川绵阳621010)摘要：分光计作为光学精密测量工具，测量前的调整至关重要。在对载物台及望远镜的调节中，分析了传统调节方法存在的遗漏与弊端，提出了应采用垂直方向的分步调节方法，确保载物台平面和望远镜光轴都与分光计中心轴处于垂直状态。关键词：分光计；望远镜；载物台；调节中图分类号：0

2、4．34文献标志码：A分光计是一种测量角度的光学仪器，可用它仰角，使平行光管光轴也垂直于分光计中心轴。来测量折射率、光波波长、色散率等，是光学实验三步调节中，(1)、(3)步相对容易调节。图1为中最基本的光学仪器。分光计的调节非常重要，第(2)步调节完成后应到达的要求侧视图。其调节的准确与否直接关系到各物理量的测定精载物台面中心法线Oz与持光计中心轴N】!】【其轴度。其中，调整载物台和望远镜光轴对分光计中心转轴垂直是整个分光计调节的重点和难点1-4]。在教学和实践中，发现即使按传统的调节方法对载物台和望远镜进

3、行仔细调节到位，测量中将望远镜旋至左、右位置进行多次、对称观察和测量时仍存在较大的偏差。通过理论分析，提出对分光计载物台和望远镜调节的修正方法并在实践中得到验证1传统调节方法图1载物台和望远镜调节到位的状态1．1基本原理分光计包括四部分：望远镜、平行光管、载物1．2存在问题第(2)步调节必须借助放置在载物台上、对台和读数盘。测量中望远镜用以观察、对正现象；载物台用来放置被测物和连续改变入射角的作正望远镜的双面平面镜(底座与镜面垂直，也即用，它们根据需要都可进行大角度旋转。分光计载物台面中心法线平行于镜面)的反

4、射功能和自使用前必须进行调节，调节顺序及总体方法为：准好的望远镜射出平行光，通过双面平面镜反射回望远镜所成“十”字像的高低位置(可直接反映(1)望远镜自准，接收平行光清晰成像；(2)将专用双面平面镜(底座与镜面垂直)置于载物台上，望远镜光轴是否与平面镜面垂直)来调节和判断。望远镜目镜视场见图2，自准完成后望远镜通过调节望远镜俯仰及载物台台面角度(三颗调节螺丝)，达到载物台面及望远镜光轴都与分光内的透光十字窗口位于望远镜物镜后焦平面下计中心轴垂直；(3)用望远镜观察、调节平行方，它和分划板上的上十字线是以分划板

5、中的下光管，使其产生标准平行光，并校正平行光管的俯十字线的横线对称的。当双面平面镜镜面与望远收稿日期：2014．04—11基金项目：西南科技大学2013年度实验技术研究项目(13SYJS一32)分光计调节方法的修正镜光轴垂直时，由几何光学知，此时的反射“十”面又须重新调节；②当用调节好的分光计进行左字像应位于上十字线的横线位置高度J，正如图右对称观察、测量时，现象非对称，导致观察、测量2所示。目前，很多物理实验教材在介绍该步调误差；③由于载物台面与分光计中心轴不垂直，入节时，只强调望远镜光轴与分光计中心轴垂直

6、关射光将与介质端面不垂直，使用厚型介质(如三系的调节，调节方法均采用旋转载物台180。，借棱镜)实验时，测量误差必然增大。助载物台上双面平面镜的两面(A、B面)反射平行光进入望远镜内所成“十”字像的高低位置进行调节，调节时采用各半调节法(望远镜俯仰调节螺丝修正一半、载物台面调节螺丝修正一半)，使双面平面镜A、B两面反射回望远镜的“十”字／像的高度位置均在望远镜目镜视场中的上十字线塑远镜横线高度处即完成调节。实际上，这样的调节并台面未真正达到所要求的状态。图3载物台台面中心法线偏离分光计中心轴俯视图反射十字氛：

7、lT载物f一一J图2望远镜目镜视场图4载物台台面存在分量时望远镜无法判断图3为第2步调节中的俯视图，图3中分光1．3调节修正方法计中心轴垂直纸面，载物台面与分光计中心轴不分光计第2步的观察、调节过程是一个二维垂直，其倾斜状态用载物台面中心点法线O2表平面修正过程，应将OZL、OZH两个分量都修正．-．．．．．．．．J为零，达到载物台面及望远镜光轴都与分光计中示。Oz总可分解为沿望远镜方向的倾斜ozE和心轴垂直，而传统的调节仅强调望远镜光轴与分垂直望远镜方向的的倾斜0z}i。在反复旋转载光计中心轴垂直则演变成一

8、维修正过程，必然导物台180。利用双平面镜的A、B面反射作用观察致载物台对垂直望远镜方向的倾斜分量ozii的和调节中，OZL和OZH都将发生对称变化，不作为现象出现。因此，正确的调节方法应对两——————．—．．．且OZL垂直于双平面镜面、OZH平行于镜面。正个垂直方向的倾斜分量OZL、Oz}i进行分步调对望远镜的双平面镜检测的是oz~分量，当通过节、修正。为避免重复调节，具体操作方法为：①望远镜、