分光计的调节及使用.docx

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1、分光计的调节与使用一、实验内容：1.了解分光计的结构和调节方法；2.测量棱镜的折射率。二、实验仪器：分光计三、实验原理：1.分光计的结构分光计具备有四个主要部件：望远镜、平行光管、载物台、读数盘（刻度盘、游标盘）。1）望远镜(8):图2自准望远镜结构望远镜是用来观察平行光的。分光计采用的是自准直望远镜(阿贝式)。它是由目镜、叉丝分划板和物镜三部分组成，分别装在三个套筒中，这三个套筒一个比一个大，彼此可以互相滑动，以便调节聚焦。如图2所示。中间的一个套筒装有一块圆形分划板，分划板面刻有“”形叉丝，分划板的下方紧贴着装有一块45°全反射小棱镜，在与分划板相贴的小棱镜的直角面上，刻有一个“+”形透光

2、的叉丝。在望远镜看到的“+”像就是这个叉丝(物)的像。叉丝套筒上正对着小棱镜的另一个直角面处开有小孔并装一小灯，小灯的光进入小孔经全反射小棱镜反射后，沿望远镜光轴方向照亮分划板，以便于调节和观测。2）平行光管(3)：图3平行光管结构图平行光管是用来产生平行光的，它由狭缝和会聚透镜组成，其结构如图3所示。狭缝与透镜之间的距离可以通过伸缩狭缝套筒进行调节，当狭缝调到透镜的焦平面上时，则狭缝发出的光经透镜后就成为平行光。狭缝的宽度可由图中的2进行调节。3）载物平台(5)：载物平台是用来放待测物件的（如三棱镜、光栅等）。图4分光计的游标盘4）读数装置(21，22)：读数装置由刻度圆盘和与游标盘组成。刻

3、度圆盘分为360°，每度中间有半刻度线，故刻度圆盘的最小读数为半度(30′)，小于半度的值利用游标读出。游标上有30分格，故最小刻度为。分光计上的游标为角游标，但其原理和读数方法与游标卡尺类似。图5双游标消除偏心差示意图为了消除刻度圆盘与游标盘不完全同轴所引起的偏心误差，在刻度圆盘对径方向(相隔)设有两个游标盘，测量时要同时记录两个游标的读数。如图5所示。图5中的外圆表示刻度盘，其中心在O；内圆表示载物台，其中心在O'。两个游标与载物台固联，并在其直径的两端，它们与刻度盘圆弧相接触。通过O'的虚线表示两游标零线连线。假定载物台从j1转到j2，实际转过的角度为q，而刻度盘上的读数为j1、j2；j

4、'1、j'2。计算得到转角q1=j1'-j1，q2=j2'-j2。由几何定理a1=q1/2，a2=q2/2，而q=a1+a2，故载物台实际转过的角度：2.棱镜折射率i1i2i’1i’2A测量公式：式中A为顶角，为棱镜折射率，为最小偏向角。A1122入射光线反射光线反射光线3.棱镜顶角的测量1）反射法2.自准法A四、实验步骤：1.分光计的调节1）、分光计的调节要求分光计要作精密测量，它必须首先满足下述两个要求：①入射光和出射光应当是平行光；②入射光和出射光的方向以及反射面和出射面的法线都与分光计的刻度盘平行。为达此目的，对分光计的调节要求是：a．望远镜聚焦于无穷远；b．望远镜光轴与分光计中心轴垂

5、直；c．平行光管发射平行光，且其光轴也与分光计中心轴垂直。2）、分光计调节顺序：（1）目测粗调为了便于后面的光路细调，需先目测粗调。即将分光计在实验桌上的位置摆正，使平行光管狭缝端正对着桌上的光源灯管；调节有关的倾角螺丝（载物台下三颗螺钉、望远镜与平行光管的倾仰角螺丝），使望远镜、平行光管、载物台大致水平；载物台调节到适当的高度，且其两层小圆板之间，留有适当的间隙，上层小圆板的三条半径线与下层小圆板的三个调节螺丝的位置对齐。（2）调望远镜聚焦于无穷远(用“自准法”)①调节目镜，使得分划板为目镜焦平面：（使分划板上的叉丝“”清晰）望远镜里的圆形分划板上，有双叉丝线“”，分划板的下方有个“+”形的

6、透光窗孔，仔细转动目镜头，使分划板上的叉丝清晰。②伸缩镜桶，使得分划板为物镜焦平面：（使“+”在分划板上成像清晰）在载物台上放上小平面镜，然后松开望远镜筒上面的“叉丝筒制动螺丝”(9)，伸缩叉丝筒，直至分划板上经平面镜反射回来的“+”像清晰，且无视差。如有视差（所谓视差，就是在叉丝清晰时在不同的位置看，其位置不同。），应反复调节，予以消除。至此，望远镜已聚焦无穷远处了，即能接收和检验平行光了。这种调节方法称为“自准法”。[自准法]调节目镜，使得视野中的分划板清晰；以分划板小“+”字发出的光，透过物镜，经物镜前小平面镜反射，再透过物镜，伸缩套筒，改变分划板位置，使得通过目镜看到清晰的小“+”字像

7、，即通过小平面镜反射后的小十字成像于分划板上。上述调节结果，分划板为目镜和物镜的公共焦平面，这种调节方法称为“自准法”。 （3）调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直(“各半调节法”)图6各半调节示意图接着上步调节，见图6，将小“+”字像先调到分划板叉丝竖线上。此时，如果“+”像与分划板最上面的一条水平线相差一段距离，则调节“望远镜倾角螺丝”(12)，使此距离减小一半，再调“载物台倾角螺丝”（6），消除