分光计调整的改进措施

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1、分光计调整的改进措施原因介绍：分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。光学中的许多基本量如波长，折射率等都可以直接或间接的表现为光线的偏转角，因而利用它可测量波长、折射率，此外还能精确的测量光学平面间的夹角。许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等）的基本结构也是以它为基础的，所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。但在有这么多的用处的基础上，使用分光计时必须经过一系列的精细的调整才能得到准确的结果，这又使得实验的难度大大增加，实验的上手度也更为艰难，在实验时也会因此而浪费很多的时间。针对这样的现象

2、，我认为找到更好的调整分光计的方法，不仅能让分光计的使用更为方便，也能大大地增广分光计知识的普及程度，这对于物理实验的普及及其原理的掌握也是会有所作用的，于是我们才定下这一课题。实验仪器介绍：该分光计由望远镜、平行光管、可升降的载物平台及光学度盘游标读数系统等四大部分组成。1——目镜2——小灯3——望远镜筒4——平行平面镜5——平台倾斜度调节螺丝6——平行光管7——狭缝装置8——望远镜倾斜度调节螺丝9——望远镜微调螺丝10——平行光管微调螺丝11——度盘微调螺丝12——望远镜锁进螺丝13——游标盘图1分光计的调整实验难点

3、有二：1．由于望远镜视场很小(3°22¢)，分光计的调整难度较大；2．载物台的调节。这实验的难点主要集中在望远镜筒的调节和载物台的调节上，以下就首先对这两方面的调节作下介绍：1．望远镜它用以观察平行光进行的方向。与普通望远镜相类似，它由物镜与目镜组成。改变物镜至目镜的距离，可以使不同距离远处的物体成象清晰。望远镜调焦于无穷远时，则可使从无穷远处来的平行光成象最清晰。为了测量，物镜与目镜之间有叉丝，目镜与叉丝，及目镜、叉丝相对于物镜的距离均可调节，叉丝应位于目镜焦平面上。图2望远镜可绕分光计中心轴转动，它的倾斜度也可通过螺

4、丝进行调节，而望远镜固定螺丝则起着把望远镜倾斜度固定的作用，见图1。在望远镜与中心轴相连处有望远镜锁紧螺丝，放松时可使望远镜绕中心轴转动，旋紧时可固定望远镜，见图1。2．可升降的载物平台载物小平台可放光学元件，如三棱镜、光栅等。有三只调节螺钉a、b和c可改变小平台倾斜度，见图3。载物台也有锁紧螺丝固定位置。图3调整分光计的原理：分光计在实验中通常来测量光线经各种光学元件（如狭缝、光栅、棱镜等）后的偏转角度，其测角时的光路如图4所示。图4转动望远镜，使之对准偏转光线，由读数窗所得读数变化即得角度。但是为使得所得角度与实际光

5、线偏转角度一致，必须有以下考虑。用分光计进行观测时，其观测系统基本上由读值平面、待测光路平面、观察平面三个平面构成，如图5。图5在测量时需要将3个平面调成相互平行的状态，因为读值平面一般情况下不会改变相对位置，所以上述的实验难点主要集中在调节观察平面和待测光路平面的平行上。读值平面、观察平面和待测光路平面平行（即要求调整平行光管和望远镜的光轴与分光计中心轴垂直，同时也要调整载物台平面垂直于分光计中心轴）。调整3平面平行原因：如果三平面平行了，图形应该如下图图6所示：图6若反射镜面与分光计中心转轴平行，而与望远镜轴不垂直，

6、则当转动载物台时，无论哪个反射面对准望远镜，在望远镜中看到叉丝的反射像总是偏上或总是偏下（见图7）。图7若望远镜光轴与分光计中心转轴是垂直的，而反射镜面与转轴不平行，则当转动载物台，使一个反射面正对望远镜时若叉丝箱偏下；转过180°，使另一面正对望远镜，叉丝像必偏上（见图8）。图8调节方法：在遇到如图7的情况时普遍使用的都是二分之一调节法，即通过反复调节载物平台倾斜螺丝a或c，使两面反射叉丝像的水平线与分划板上一条水平线距离各减小一半，逐步逼近直至重合。在遇到如图8的情况时，则调节望远镜的倾斜度螺丝，使两面反射叉丝像均与

7、分划板上边十字丝的水平线重合。然后不断转动载物平台，观察叉丝像是否处于图6所示的位置。若不符合，可重复交替用以上方法进行调节，直至两反射像由逐渐接近黑十字线到重合为止。但正因为了以上的调节方法较为繁琐，此处才成为了使用分光计的难点所在，而又由于望远镜视场很小(3°22¢)，如果粗调不准，往往只能观察到一面的叉丝，当转动平面镜到另一面时，就找不到叉丝的踪迹了，此时再调，就会感到难以下手。我们由图5和图6可以知道，不论是粗调还是细调，其最终的目标都是要调整读值平面、观察平面和待测光路平面3大平面的平行，也既是调整平行光管和望

8、远镜的光轴与分光计中心轴垂直，同时也要调整载物台平面垂直于分光计中心轴。分光计的中心轴是始终垂直于读值平面的，那我们要做的就只是调整平行光管和望远镜的光轴，以及载物台平面与分光计中心轴垂直就可以了。基于这点出发，我想到了两种方法来辅助调节３平面平行：1、利用游标卡尺协助调节3平面平行。如图9为游标卡尺图，叙述方法