分光计的调整和使用

实验30 分光计的调整和使用

分光计是一种测量光线偏转角的仪器，实际上就是一种精密的测角仪。由于不少物理量如折射率、波长……等往往可以用光线的偏折来量度，因此分光计是光学实验中的一种基本仪器。在分光计的载物台上放置色散棱镜或衍射光栅，它就成为一台简单的光谱仪器；在分光计上装上光电探测器，还可以对光的偏振现象进行定量的研究。为了保证测量的精确，分光计在使用前必须调整。分光计的调整方法对一般光学仪器的调整也是有一定通用性，因此学习分光计的调整方法也是使用光学仪器的一种基本训练。

[一]实验目的

1．了解分光计的结构，学会正确的调节和使用方法。

2．掌握用自准直法调节望远镜调焦至无穷远。

3．学会用分光计测量光学平面间夹角的方法。

[二]实验仪器

本实验使用JJY1 型的分光计。该分光计由“阿贝”式自准直望远镜、装有可调狭缝的平行光管、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31-1

现将各部分逐一介绍。

1.“阿贝”式自准直望远镜

装有“阿贝”目镜的望远镜称“阿贝”式自准望远镜。

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。

目镜是有场镜和接目镜组成的，常用的目镜有二种：一是高斯目镜，在它的场镜和接目镜间装了一片与镜筒成45°角的薄玻璃片。当小灯的光经玻璃片反射后可将叉丝全部照亮。二是阿贝目镜，在目镜与叉丝之间装了一个全反射小三棱镜，小灯发出的光经小三棱镜反射后将叉丝的一部分照亮，而从目镜望去这照亮的部分刚好被小三棱镜遮住，故只能看到叉丝的其他部分，见图30-2。JJY1 型分光计采用的是阿贝目镜。

图30-2

望远镜可绕分光计中心轴转动，它的倾斜度也可通过螺丝进行调节，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30-1。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30-1。

2.平行光管

平行光管是仪器中产生平行光的机构。它有一个可改变缝宽的狭缝及一个会聚透镜所组成。狭缝至透镜的距离可调节。当用光源照明狭缝时，若狭缝刚好位于透镜焦平面处，则平行光管将发出平行光。平行光管与分光计底座固定在一起，它的倾斜度可以通过调整螺丝进行调节。而平行光管固定螺丝则起着把平行光管倾斜度固定的作用（见图30-1）。为了得到较精密的调整，望远镜和平行光管均装有微调机构，只要拧紧望远镜（或平行光管）的锁紧螺丝后，再转动其微调螺丝（见图30-1），则望远镜（或平行光管）就能转动微小角度。

3.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30-3。载物台也有锁紧螺丝固定位置。

图30-3

4. 读数装置

望远镜和载物台分别与刻度盘和角游标相连，它们的相对转动角度可从读数窗中读出，读数窗有A ，B 二个，它们相隔180°，从A ，B 两窗可分别读得望远镜转过的角度，然后取平均值，这样可消除中心轴可能存在的偏心。

本实验室中分光计角游标的最小分度为1'（主刻度盘上每小格为03'，角游标30分格的弧长与刻度盘29分格的弧长相等），游标每小格之差，见图30-4。

图30-4

例如图30-4右图的读数应为： 314°03'+11'=314°14'

[三]实验内容

1． 分光计的调整

（1） 调整分光计的目的。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30-5所示。

图30-5 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下述三个平面构成，如图30-6。

图30-6

●读值平面这是读取数据的平面，有主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成的。

对每一具体的分光计，读值平面都是固定的，且和中心转轴垂直。

●观察平面由望远镜光轴绕仪器中心转轴旋转时所形成的。只有当望远镜光轴与中

心转轴垂直时，观察面才是一个平面，否则，将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面。

●待测光路平面有平行光管的光轴和经过待测光学元件（棱镜、光栅等）作用后，

所反射、折射和衍射的光线所共同确定的。调节载物台下方的三个螺丝，可以将待测光路平面调节到所需的方位。

应将此三个平面调节成相互平行。

所以，仪器必须精密调整，以保证：

①入射光线是平行光（即要求调整平行光管，使之发射平行光）；

②检测工具能接收平行光（即要求望远镜调焦无穷远，亦即使平行光能成象最清

晰）；

③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）。（2）调整方法。

①调整自准直望远镜。为了把望远镜调焦到无穷远，我们采用如下方法：

在望远镜之前载物台上放一镜面垂直于望远镜光轴的平面反射镜。当调节叉丝面与物镜之间的距离（即调焦），如果叉丝恰好处与物镜的焦平面上，则叉丝发出的光经物镜变为平行光，此平行光由反射镜反射回来，经物镜后所成叉丝像应准确地处在叉丝平面上。所以在调焦过程中只要在叉丝平面上看到反射回来的清晰的叉丝像时，望远镜已调焦到无穷远了。这个调焦方法叫做自准直法。

调整的步骤应先粗调后细调。粗调就是先从望远镜筒外侧面观察，粗略判断望远

镜的镜筒是否垂直于载物平台上的平行平面镜。由于望远镜的视场角很小，所以立即从望远镜目镜中观察，不一定能看到反射光。此时可先转动载物平台，眼睛直接从望远镜外侧面找到由平行平面镜反射回来的亮十字叉丝像，若这时眼睛高度比目镜中心高度为高（或低），则调节望远镜倾斜度螺丝和载物台调整螺丝，直至眼睛与目镜中心等高后，再从望远镜目镜中观察反射回来的光斑。然后调节望远镜物镜和分划板间的距离。当分划板处于物镜的焦平面上时，这一光斑就会形成清晰明亮的十字叉丝像，如图30-7所示。

图30-7

②调整望远镜的光轴与分光计中心转轴垂直，载物平台与分光计中心转轴垂直。

这一步仍要借助平行平面镜来调整。平面镜前后两个反射面是互相平行且与其底座的底面垂直的。若望远镜及载物台均已调成与分光计中心转轴垂直，则平面镜放在载物台任意位置上，都应看到如图30-7所示图像。将平台转过180°观察（见图30-8），也应如此。

图30-8

若没有达到上述调整要求会出现什么现象呢？我们不妨讨论二种特殊情况：

（a）若反射镜面与分光计中心转轴平行，而与望远镜轴不垂直，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30-9）。

图30-9

（b）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30-10）。

图30-10

一般情况下，上述（a）、（b）两种没有调好的因素均存在，所以调整时要根据观察到反射像的现象进行分析，针对原因进行调整。通常，分二步进行：第一步在载物台三只倾斜度调整螺丝a、b、c中选任二只例如a、c将反射镜面垂直平分ac联线放置（见图30-11（a）），并将望远镜正对反射镜的一个反射面，左右微微转载物台，从目镜中找到叉丝的反射像。然后将载物台转过180°（注意不要用手直接转动反射镜），这时反射镜的另一反射面正对望远镜，同样找到叉丝反射像。要仔细观察两个叉丝反射像相对于分划板的上面一条水平线的位置，如属一个偏上一个偏下，则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（这叫二分之一调节法）；如属均偏上（或均偏下），则调节望远镜的倾斜度螺丝，使两面反射叉丝像均与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30-7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。

第二步以上调节还不能决定载物平台平面垂直于中心转轴，还需将平面镜改放在与ac平行的直径上，见图30-11（b），调节螺钉b，使反射像与叉丝重合。注意此时不能再调螺钉a、c及望远镜倾斜螺丝了（为什么？）

图30-11

望远镜和载物台调好后，它们的倾斜螺丝都不能再动了。

③ 使平行光管发出平行光，并使其光轴与分光计转轴垂直。

这一步可用已调好的望远镜作为基准，调节平行光管狭缝至透镜的距离，使在望远镜中能看到狭缝清晰的像，且缝像与叉丝无视差。这时平行光管已发射平行光（为什么？）再调节平行光管倾斜度使狭缝像处于分划板上下面一条水平线上（此时应将原先竖着的狭缝转90°，成水平状，调整好还应将其恢复到原位置）。这样平行光管光轴与望远镜光轴就平行了，也就是说平行光管光轴也垂直于分光计中心转轴了。

2． 分光计的使用—测量三棱镜棱角A

两光学平面之间的夹角称为二面角。三棱镜、直角棱镜中相邻两个光学平面之间的夹角称为棱角（或称二面角）。

用一束平行光入射到三棱镜的棱角，如图30-12所示，光线（1）经AB 面反射，光线（2）经AC 面反射，二反射光线的夹角为α。

图30-12

二反射光线的夹角α与棱角A 的关系很容易从几何光学中求得∠A=2

α∠ [四] 数据记录与处理

棱镜安放如图30-13（a ），棱角A 对准平行光管的中心，使平行光分成两半，在AB 和AC 面上反射出去，并且棱角A 应接近平台中心，否则望远镜中会看不到反射光。测量左右两反射光线的角位置，就可算得棱角。测量时稍微改变棱角A 接近平台中心

=

∠（P=）

∠

A±

U

A

注：仪器误差为1'

在决定望远镜角位置时应注意，当游标顺向（即读数增大方向）或反方向（即读数减小方向）转过刻度盘上360°时的那个刻度应加上360°或减去360°。

如左A=160°左B=340°

右A=220°右B=40°

340顺向通过360°而达到40°的位置，所以由于B窗的读数从0

左B=40°+360°=400°

故实际上转过角度Δθ=20°+40°=60°，即Δθ=400°—340°=60°

[五] 思考题

1.了解分光计各主要部件的功能,熟悉分光计上各调节螺丝的作用和调节方法,及分光计正确使用时需满足的要求。

2.为什么当调到叉丝经过平面镜反射后所成的像仍在原叉丝平面内时，望远镜就可以观察平行光了？

3.如果望远镜中看到叉丝像在叉丝的上面，而当平台转过180°后看到的叉丝像在叉丝的下面，试问这时应该调节望远镜的倾斜度呢？还是应调节平台的倾斜度？反之，如果平台转过180°后，看到的叉丝像仍然在叉丝上面，这时应调节望远镜呢？还是调节平台？

4.试根据光路图分析，说明为什么望远镜光轴与平面镜法线平行时，在目镜内应看到“+”形反射像与图30-2中叉丝的上方交点相重合？

5.利用小反射镜调节望远镜和载物台时，为什么反射镜的放置要选择 a，c的垂直平分线和平行于a, c这二个位置？随便放行不行？为什么？

6.如何调节平行光管？

7.根据图30-13说明测量三棱镜顶角时，应如何放置三棱镜？为什么？

图30-13

[附录] 圆刻度盘的偏心差

用圆刻度盘测量角度时，为了消除圆度盘的偏心差，必须由相差为180°的两个游标分别读数。我们知道，圆度盘是绕仪器主轴转动的，由于仪器制造时不容易做到圆度盘中心准确无误的与主轴重合，这就不可避免地会产生偏心差。圆度盘上的刻度均匀地刻在圆周上，当圆度盘中心与主轴重合时，由相差180°的两个游标读出的转角刻度数值相等。而当圆度盘偏心时，由两个游标读出的转角刻度数值就不相等了；所以如果只用一个游标读数就会出现系统误差。如图30-14所示，用弧AB 的刻度读数，则偏大，弧B 'A '的刻度读数又偏小。由平面几何很容易证明

=B 'A '+)(2

1弧弧AB 弧D C CD ''=弧

图30-14

实验10,11分光计的调整与使用

实验十 分光计的调整与使用 实验目的 1.了解分光计的基本结构和原理； 2.掌握分光计的调整要求和调整方法； 3.用分光计测三棱镜的顶角。 实验仪器 分光计，汞灯，玻璃三棱镜 仪器描述 分光计是一种精确测量角度的仪器，它常用来测量折射率、光波波长、色散率和观察光谱等。它是一种比较精密的仪器。分光计的结构如图10-1所示。 1－狭缝装置；2－狭缝装置锁紧螺钉；3－平行光管；4－制动架（二）；5－载物台；6－载物台调节螺钉（3只）；7－载物台锁紧螺钉；8－望远镜；9－目镜锁紧螺钉；10－阿贝自准直目镜；11－目镜调节手轮；12－望远镜仰角调节螺钉；13－望远镜水平调节螺钉；14－支臂；15－望远镜微调螺钉；16－转座与度盘止动螺钉；17－望远镜止动螺钉；18－制动架（一）；19－底座；20－转座；21－度盘；22－游标盘；23－立柱；24游标盘微调螺钉；25－游标盘止动螺钉；26－平行光管水平调节螺钉；27－平行光管仰角调节螺钉；28－狭缝宽度调节手轮 图10-1分光计的结构示意图 分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物台和读数圆盘5部分组成。

1.分光计底座底座中心有一固定转轴，望远镜、读数盘、载物台套在中心转轴上，可绕其旋转。 2.望远镜望远镜由物镜Y和目镜C组成，如图10－2所示。为了调节和测量，物镜和目镜之间装有分划板P，分划板上刻有“?”形格子，它固定在B筒上。目镜可沿B筒前后移动以改变目镜与分划板的距离，使“?”形格子能调到目镜的焦平面上。物镜固定在A筒的另一端，是一个消色复合透镜。B筒可沿A 筒滑动，以改变“?”形格子与物镜的距离，使“?”形格子既能调到目镜焦平面上又同时能调到物镜焦平面上。我们所使用的目镜是阿贝目镜，在目镜和分划板间紧贴分划板下边胶粘着一块全反射小棱镜R（此小棱镜遮去一部分视野），在分划板与小棱镜相接触的面上，镀有不透光的薄膜，并在薄膜上刻画出一个透光小十字，小十字的交点对称于分划板上边的十字线的交点，如图10-2所示。 图10-2阿贝目镜式望远镜 在目镜调节管外装有一个“T”型接头，在接头中装有一个磨砂电珠（电压6.3V，由专用变压器供电）。电珠发出的光透过绿色虑光片V和目镜调节管B上的小方孔射到小棱镜上，经它全反射后，透过小十字方向转为沿望远镜轴线，从物镜Y射出。若被物镜外面的平面镜反射回来，将成绿色十字像落在分划板上。 3．平行光管它的作用是产生平行光。一端是一个消色的复合正透镜，另一端是可调狭缝。如图10－3所示，狭缝和透镜的距离可通过伸缩狭缝套筒来调节，只要将狭缝调到透镜的焦平面上，则从狭缝进入的光经透镜后就成为平行光。狭

分光计的调节与使用实验报告

分光计的调节与使用实验报告 姓名： 学号： 专业班级： 实验时间： 12周 星期四 上午10:00-12:00 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2、测量三棱镜玻璃的折射率。 二、实验仪器 分光计，三棱镜，准直镜。 三、实验原理 1.测折射率原理： 当i 1＝i 2'时，δ为最小,此时 21 A i =' 22 11 1min A i i i -='-=δ )(21 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则

2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2 sin sin min 1 A A A i n +== δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。 四、实验步骤 1.调节分光计 1）调整望远镜： a 目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 b 调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 c 调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在 上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a 调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b 接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 注意）： 1、望远镜对平行光聚焦。

分光计的调整和使用

分光计的调整和使用 [分光计的结构] 1. 小灯； 2. 分划板套筒； 3. 目镜； 4. 目镜筒锁紧螺丝； 5. 望远镜斜度调节螺丝； 6. 望远镜镜筒； 7. 弹簧片； 8. 平行光管； 9. 平行光管斜度调节螺丝； 10. 狭缝套筒锁紧螺丝； 11. 狭缝宽度调节钮； 12. 游标盘锁紧螺丝； 13. 游标盘微调螺丝；14. 放大镜； 15. 游标盘；16. 刻度圆盘； 17. 底座；18. 刻度圆盘锁紧螺丝； 19. 刻度圆盘微调螺丝；20. 载物台； 21. 载物台水平调节螺丝； (a) 22. 载物台锁紧螺丝。 [分光计的调整内容和方法] 1.望远镜的调整 望远镜的结构如图(b) (b) (c) （1）目测粗调 调整载物台下的三个调平螺丝（21），使载物台呈水平状态。调节望远镜斜度调节螺丝（5）和平行光管倾斜度调节螺丝（9），使它们的光轴大致垂直于分光计转轴。 打开分光计电源，转动目镜调焦手轮（3），调节目镜对分化板的距离，看清分划板上的刻线和“+”字窗的亮线，然后放上双面镜。转动平台，观察从双面镜正、反两面反射的像是否进入望远镜内。适当调节望远镜斜度调节螺丝和载物台下的三个调平螺丝，使十字像进入望远镜镜筒内，如图(c)。 双面镜放置方法：将双面镜放置在载物台中央，与载物台上任意两个螺丝平行，如图(d)。

（d）（e） (f) (2)用自准直法调整望远镜聚焦于无穷远 伸缩目镜筒调节物镜和分划板的距离，使十字像清晰并无视差。 2．调整望远镜光轴和载物台，使之与分光计转轴垂直 调节载物台螺丝a如图(d)和望远镜倾斜度调节螺丝，使双面镜的正、反两面的反射像都成像在望远镜中分划板上方与“+”字窗对称的水平线上，如图（f）。调节方法：如果从双面镜正反两面反射回来的“+”字像都在分划板上水平线的上方或都在下方，可调节望远镜的斜度调节螺丝；如果正、反两面的反射像分别成像在上水平线的上下两侧，可采用逐次逼近法，即调节平台螺丝a，使像与叉丝距离移近一半；再调望远镜下的倾斜度螺丝，使像与叉丝重合，反之亦然。转过180°后，重复上面方法调节。 3．调整载物台垂直于分光计转轴 90，如图(e)。调节载物台另外两个螺丝b和c，仍在载物台上将双面镜转 采用逐次逼近法调节，使双面镜的正反两面的反射像与分划板上水平字线重合。 4.调整平行光管 （1）用光源将平行光管前面的狭缝照亮， 用望远镜观察狭缝的像是否清晰，同时调 节缝宽(11)，伸缩狭缝筒的位置直到看见 清晰的狭逢像(一条黄线)如图（g）。 （2）调节平行光管的斜度调节螺丝（9）， 使狭缝像在分划板上居中，上下对称。 [注意事项] 1．调节过程中，每一步调好后，在调节下一步的时候，不能再破坏原来的调节；2．不要用手触摸光学表面； 3．调节平行光管时再开钠灯，打开后不要再频繁开关； 4．不要将双面镜和三棱镜碰落、打碎，实验完毕后交给老师。 与分光计有关的实验 用分光计测量三棱镜的顶角及最小偏向角、光栅衍射实验、偏振光及其应用、超声光栅实验等。

1312-分光计的调整与使用

分光计的调整与使用 加灰色底纹部分是预习报告必写部分 【实验目的】 1.了解分光计的基本结构和原理 2.掌握分光计的调整要求和调整方法 3.学会使用调整好的分光计测三棱镜的顶角 【实验仪器与用具】 分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。外形如图1所示。 图1分光计外形图 1—狭缝装置；2—狭缝装置锁紧螺钉；3—平行光管；4—制动架(二)；5—载物台；6—载物台调节螺钉(3只)；7—载物台锁紧螺钉；8—望远镜；9—目镜锁紧螺钉；10—阿贝式自准直目镜；11—目镜调节手轮；12—望远镜仰角调节螺钉；13—望远镜水平调节螺钉；14—望远镜微调螺钉；15—转座与刻度盘止动螺钉；16—望远镜止动螺钉；17—制动架(一)；18—底座；19—转座；20—刻度盘；21—游标盘；22—游标盘微调螺钉；23—游标盘止动螺钉；24—平行光管水平调节螺钉；25—平行光管仰角调节螺钉；26—狭缝宽度调节手轮 (1)底座——中心有一竖轴，望远镜和读数圆盘可绕该轴转动，该轴也称为仪器的公共轴或主轴。 (2)平行光管——是产生平行光的装置，管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝的圆筒，狭缝宽度可以根据需要调节。 (3)望远镜——观测用，由目镜系统和物镜组成，为了调节和测量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼此可以相互移动，也可以用螺钉固定。参看图2，在中管的分划板下方紧贴一块45°全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小十字窗口。光线从小棱镜的另一直角边入射，从45°反射面反射到分划板上，透光部分便形成一个在分划板上的明亮的十字窗。 (4)载物台——放平面镜、棱镜等光学元件用。台面下三个螺钉可调节台面的倾斜角度，平台的高度可旋松螺钉(7)升降，调到合适位置再锁紧螺钉。 (5)读数圆盘——是读数装置。由可绕仪器公共轴转动的刻度盘和游标盘组成。度盘上刻有720等分刻线，格值为30分。在游标盘对称方向设有两个角游标。这是因为读数时，要读出两个游标处的读数值，然后取平均值，这样可消除刻度盘和游标盘的圆心与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。

分光计的调整与使用

分光计的调整与使用 实验内容 1．测定棱镜顶角、最小偏向角。 2．测定棱镜材料的折射率。 教学要求 ?? １．了解分光计的结构及各组成部件的作用。 ?? ２．熟悉分光计的调整要求，掌握其调整技术。 实验器材 分光计，双面镜，钠光灯，三棱镜。 光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射，光线将改变传播的方向，结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。通过对某些角度的测量，可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。因而精确测量这些角度，在光学实验中显得十分重要。 ?? 分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。 分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。 ?? 实验原理 ?? 三棱镜如图24-1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角α称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。 图24-1三棱镜示意图 ?? 1．反射法测三棱镜顶角α T 如图24-2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿 3

和4T 方位射出，3T 和4T 方向的夹角记为θ，由几何学关系可知： ?? 342 12T T -== θα 图24-2反射法测顶角 2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率 假设有一束单色平行光LD 入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER 方向射出，则入射光线LD 与出射光线ER 间的夹角δ称为偏向角，如图24-3所示。 ? 图24-3最小偏向角的测定 转动三棱镜，改变入射光对光学面AC 的入射角，出射光线的方向ER 也随之改变，即偏向角δ发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时偏向角达

分光计的调节与使用

分光计的调节与使用 1.分光计的结构 分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、分度盘及游标盘组成，其结构见 图1； 1）望远镜 望远镜的目镜为自准直目镜，在其焦平面上装有带有双十字准线的分划板；分划板刻有十字叉丝，打开目镜照明小灯，可在目镜视场看到带有十字叉丝的绿色窗；望远镜可通过调节螺丝进行高低与水平的调节； 2）平行光管 平行光管的作用是产生平行光；平行光管的一端装有宽度可调的狭缝，当狭缝调到物镜的焦平面上时，由狭缝射出的光线经物镜便成为平行光； 3）载物台 载物台为双层结构，上层平台用于放置待测光学元件；两层之间有3个调平螺丝。用于调节上层平台的倾斜度；载物台高度可调，可单独转动，也可与游标盘固联一起同步转动； 图1分光计结构图 1.狭缝； 2.狭缝锁紧螺丝； 3. 狭缝宽度调节螺丝； 4.平行光管； 5.载物台； 6.载物台调平螺丝； 7.载物台锁紧螺丝； 8.望远镜； 9.望远镜锁紧螺丝；10.自准直目镜；11.目镜视度调节手轮；12. 望远镜光轴高低调节螺丝；13.望远镜光轴水平调节螺丝；14.望远镜微调螺丝；15.望远镜锁紧螺丝；16.分度盘与望远镜固联螺丝；17.游标盘；18.分度盘；19.游标盘微调螺丝；20.游标盘制动螺丝；21.平行光管光轴水平调节螺

4）分度盘与游标盘 分度盘与游标盘为读数装置；测量时分度盘应与望远镜同步转动，游标盘应与载物台同步转动；分度盘被等分为720格，每格为0.5， 即30'；游标盘游标的最小分度值为1'（读数方法参 照游标卡尺读数原理）。如图2所示的读数应为15038'；为消除仪器的偏心差，游标盘设有两个游 标； 2.分光计的调节 分光计调节前，应熟悉分光计的各部件及各螺丝的作用和用法。 调节要求：望远镜接收平行光（即聚焦无穷远）；平行光管产生平行光；望远镜与平行光管同轴，且与分光计的转轴垂直； 1）粗调 用眼睛目测，调节望远镜、平行光管和载物台，使三 者大致垂直于分光计的转轴；此步是进一步细调的基础； 2）自准直法调节望远镜 a .调节目镜；打开目镜照明灯，转动目镜视度调节手 轮，使分划板在目镜视场中清晰成像； b . 调节望远镜光轴与分光计转轴垂直：将平面镜按图11-7放置在载物台上，望远镜对准平面镜；慢慢转动载物台，调节载物台调平螺丝（1B 或2B ）以及望远镜光轴高低调节螺丝（图5中的15），使在目镜中能清楚的观察 到由平面镜反射回来的绿色十字叉丝像，并左右移动眼睛， 观察十字叉丝像与分划板是否有视差；用“各半调节法” 使十字叉丝像位于分划板上十字线中心（见图8）。具体 方法如下：调节载物台调平螺丝1B 或2B ，使十字叉丝像 与上十字线中心的距离减小一半，然后调节望远镜光轴高 低调节螺丝（图5中的12），使十字叉丝像位于分划板 上十字线中心；将载物台旋转180，使平面镜的另一面对 准望远镜，重复上述步骤；反复重复调节，直到平面镜的 任意一面反射回来的十字叉丝像都位于分划板上十字线中心的位置，且无视差为止；此时，望远镜的光轴与分光计转轴垂直。调好后，望远镜的调平螺丝不可再动； 游标 0 10 20 150160分度盘 图2 游标的读数 3B 图7 平面镜的放置 图8 衍射光栅的调节

分光计的调整和使用

实验30 分光计的调整和使用 分光计是一种测量光线偏转角的仪器，实际上就是一种精密的测角仪。由于不少物理量如折射率、波长……等往往可以用光线的偏折来量度，因此分光计是光学实验中的一种基本仪器。在分光计的载物台上放置色散棱镜或衍射光栅，它就成为一台简单的光谱仪器；在分光计上装上光电探测器，还可以对光的偏振现象进行定量的研究。为了保证测量的精确，分光计在使用前必须调整。分光计的调整方法对一般光学仪器的调整也是有一定通用性，因此学习分光计的调整方法也是使用光学仪器的一种基本训练。 [一]实验目的 1．了解分光计的结构，学会正确的调节和使用方法。 2．掌握用自准直法调节望远镜调焦至无穷远。 3．学会用分光计测量光学平面间夹角的方法。 [二]实验仪器 本实验使用JJY1 型的分光计。该分光计由“阿贝”式自准直望远镜、装有可调狭缝的平行光管、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31-1

现将各部分逐一介绍。 1.“阿贝”式自准直望远镜 装有“阿贝”目镜的望远镜称“阿贝”式自准望远镜。 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。 目镜是有场镜和接目镜组成的，常用的目镜有二种：一是高斯目镜，在它的场镜和接目镜间装了一片与镜筒成45°角的薄玻璃片。当小灯的光经玻璃片反射后可将叉丝全部照亮。二是阿贝目镜，在目镜与叉丝之间装了一个全反射小三棱镜，小灯发出的光经小三棱镜反射后将叉丝的一部分照亮，而从目镜望去这照亮的部分刚好被小三棱镜遮住，故只能看到叉丝的其他部分，见图30-2。JJY1 型分光计采用的是阿贝目镜。 图30-2 望远镜可绕分光计中心轴转动，它的倾斜度也可通过螺丝进行调节，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30-1。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30-1。 2.平行光管 平行光管是仪器中产生平行光的机构。它有一个可改变缝宽的狭缝及一个会聚透镜所组成。狭缝至透镜的距离可调节。当用光源照明狭缝时，若狭缝刚好位于透镜焦平面处，则平行光管将发出平行光。平行光管与分光计底座固定在一起，它的倾斜度可以通过调整螺丝进行调节。而平行光管固定螺丝则起着把平行光管倾斜度固定的作用（见图30-1）。为了得到较精密的调整，望远镜和平行光管均装有微调机构，只要拧紧望远镜（或平行光管）的锁紧螺丝后，再转动其微调螺丝（见图30-1），则望远镜（或平行光管）就能转动微小角度。 3.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30-3。载物台也有锁紧螺丝固定位置。

分光计的调节与使用

分光计的调节与使用 1、引言 分光计是一种用来精确测量入射光和出射光之间偏转角度的精密仪器。分光计的基本原理：让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线，经过光学元件的反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望远镜的焦平面上，通过目镜进行观察和测量各种光线的偏转角度，从而得到光学参量例如折射率、波长、色散率、衍射角等。分光计的基本部件和调节原理与其他更复杂的光学仪器（如摄谱仪、单色仪等）有许多相似之处。 2、分光计的调节 1、粗调望远镜处于水平状态 转动望远镜使它与平行光管成90度角，眼睛距望远镜50cm左右，粗测望远镜是否处于水平状态，如果不水平，可调整望远镜水平调节螺钉，使之处于水平状态。 2、粗调载物台水平 （1）将载物台上三条120度等分线与载物台下三个水平调节螺钉对齐，再将平面反光镜按图放置到载物台上。 （2）松开载物台套筒上高低调节锁定螺钉，调节载物台的高度满足反射镜中心与望远镜轴线等高。 （3）松开游标盘止动螺钉（位于分光计背后），缓慢转动游标盘（连同载物台），观察载物台是否处于水平状态。否则，要分别细心调节载物台下三个螺钉，用眼睛粗测，满足水平状态为止。

3、调节望远镜聚焦于无穷远 （1）点亮目镜照明小灯，然后缓慢转动目镜调焦手轮，直到能够清晰地看到分划板上的黑十字叉丝。 （2）将平面镜贴住望远镜物镜镜头，松开望远镜套筒锁定螺钉，前后伸缩望远镜套筒，直到能够看到清晰的绿色亮“十”字像，如图所示，然后重新锁紧望远镜套筒锁定螺钉。此时，望远镜聚焦于无穷远。 4、调节望远镜主轴垂直于仪器转轴 （1）轻缓转动游标盘，使镜面旋转一个小角度，从望远镜外侧用眼睛观察从平面镜反射回的绿十字像。适当调节望远镜和载物平台的倾斜度，使绿十字反射像和望远镜处于同一高度。转动载物平台，从目镜中找出反射回来的绿十字像。 （图中人眼高度比望远镜低，因此反射像偏低，须抬高靠近自己一侧的载物平台或降低望远镜筒，才能在望远镜目镜中观察到反射像。 （2）用“各半调节法”（1/2调节法），将绿十字像调至分划板的上交叉点上。假设反射镜（A面）反射回来的绿十字在目镜视场中的位置如图a所示，它与分划板上交叉丝相距h。则调节望远镜水平调节螺钉使亮“十”字像上升h/2，如图b，再调节载物台下三个螺钉中离操作者最近的一个螺钉，使绿十字像上升h/2至分划板上交叉点上，如图c所示。转动游标盘（连同载物台），寻找反射镜另一面（B面）反射回来的绿十字，用同样的方法将绿十字像调至分划板的上交叉点上。如此反复调节

分光计的调节与使用实验报告

分光计的调节与使用实 验报告 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-

分光计的调节与使用实验报告 姓名：学号：专业班级： 实验时间：12周星期四上午10:00-12:00 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2、测量三棱镜玻璃的折射率。 二、实验仪器 分光计，三棱镜，准直镜。 三、实验原理 1.测折射率原理： 当i 1＝i 2'时，δ为最小,此时 设棱镜材料折射率为n ，则 故 2sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +== δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。 四、实验步骤 1.调节分光计 1）调整望远镜： a 目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 b 调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。

c调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC和AB返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 注意）：1、望远镜对平行光聚焦。 2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 4、狭缝宽度1mm左右为宜。 2.测量最小偏向角 （1）平行光管狭缝对准前方水银灯。 （2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。 （3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。 （4）记下读数1θ和2θ转至（2），记下读数1θ'和2θ'，有 五、实验数据处理 原始数据如下：

分光计的调节步骤

分光计的调节步骤 分光计的调节大体分为粗调和细调两步来进行。粗调望远镜和载物台是分光计调节的基础，方法如下：松开游标盘锁紧螺丝，将游标盘两个游标旋到便于读数的位置，然后固定游标盘。旋转目镜使叉丝清楚，在后续实验中不得再调。 调节载物台的三个调平螺丝，使黑色的载物台升起适当高度，先从侧面观察望远镜和载物台面，用肉眼粗略判断二者是否与分光计中心轴垂直。如果不垂直，则通过望远镜倾斜螺丝和载物台的三个 调平螺丝来调节。标准：载物平台与底座间隔相等、望远镜没有明显倾斜。 载物台面的调整可以借助水平仪进行。即：将两个水平仪分别放置在游标盘面上和载物台面上，调整载物台的三个调平螺丝中任意两个使两个水平仪的空气泡位置相同。取下水平仪，将双面反射镜放置在载物台上。把望远镜筒转到适合观察的位置。慢慢地转动载物台，若通过反射镜正反两面反射的亮十字都能从望远镜中看到，表明粗调工作可以结束。 在粗调的基础上，再对分光计的细调可按照以下4个具体步骤进行： 1）望远镜自准的调整 松开望远镜上方的目镜筒固定螺丝，前后移动目镜镜筒，直到将亮十字调节到最清晰的状态为止， 固定目镜组固定螺丝。 2）调望远镜光轴垂直于分光计主轴首先正确摆放双面反射镜：方法是使双面反射镜底边沿着载物台调平螺丝三角 形^ A I B I C I的高线A i D i放置（如右图）。通过联合调节望远镜的俯仰螺丝和载物台调 平螺丝，使双面反射镜两个平面反射的十字像都处在上叉丝水平线上。调节方法主要 有两种：各半调节法和中心调解法。这里我们主要介绍各半调节法。 首先让双面反射镜的一个面反射回来的亮十字像进入望远镜视场，调节望远镜 的俯仰螺丝，使亮十字像与上叉丝水平线的偏离减少一半，再调节载物台调平螺丝B I （或C i），使亮十字像与上叉丝水平线重合，然后转动载物台找到另一平面反射回来的亮十字像，再用各调一半的方法使亮十字像与上叉丝水平线重合。如此反复调节，直到两个平面反射的十字像都处在上叉丝水平线上。 调整好后，以后的实验中不可再调节望远镜的俯仰螺丝。 3）调载物台平面垂直于分光计主轴将反射镜旋转90°（如右图），继续用望远镜观察从平面反射镜正 反两面反射的亮十字，如果两个亮十字的高度不同，则调节载物台下方第三个调平螺 丝 （A i）,使从正反两面看到的亮十字都和分划板上方的叉丝高度相同。这样，载物台 平面就垂直于分光计主轴了。 4）平行光管调焦和垂直于分光计主轴从载物台上移走双面反射镜，旋转望远镜使 其对准平行光管，直到从望远镜 目镜中能够看到一条明亮的狭缝的像。接下来，松开平行光管上方的锁紧螺丝，前后移动狭缝，使从物镜能够看到边缘清晰的狭缝的像，拧紧平行光管上方的锁紧螺丝。如果狭缝亮度过高，可以调节狭缝侧面的螺丝改变狭缝宽度。 调节平行光管的倾斜螺丝，使狭缝像处于视场中央。 至此，测量前对分光计的调整工作结束。

分光计的调节与使用实验报告

姓名： 学号： 专业班级： 实验时间： 12周 星期四 上午10:00-12:00 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2、测量三棱镜玻璃的折射率。 二、实验仪器 分光计，三棱镜，准直镜。 三、实验原理 1.测折射率原理： 当i 1＝i 2'时，δ为最小,此时 21 A i =' 22 11 1min A i i i -='-=δ )(21 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则 2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2 sin sin min 1 A A A i n +== δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。 四、实验步骤 1.调节分光计 1）调整望远镜： a 目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 b 调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 c 调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在 上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a 调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b 接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜

中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 注意）： 1、望远镜对平行光聚焦。 2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 4、狭缝宽度1mm 左右为宜。 2.测量最小偏向角 （1）平行光管狭缝对准前方水银灯。 （2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。 （3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。 （4）记下读数1θ和2θ转至（2），记下读数1θ'和2 θ'，有 []2211min 21 θθθθδ'-+'-= 五、实验数据处理 原始数据如下： α=60?±10' 2 2min 仪u S +±=δδδ 1 ) (--= ∑n S i i δδ δ 仪u =3 1o ∴按不确定度传递原则 n n n u Sin Cos Sin Sin Cos u n ?-=???=++2 22 )2(212)2(21min min u α αδααδααα δαδαδδδu Sin Cos u n u n ?=???=+2 )2 (21min ∴ 1.6762 ) (min == +α δαSin Sin n ; 0.005)()(2 2=+=δαn n n u u u ;

实验7 分光计的调整与使用

实验7 分光计的调整与使用 1． 本实验所用分光计测量角度的精度是多少？仪器为什么设两个游标？如何测量望远镜转过的角度？（提示：①精度——仪器能读准的最小分度(P.71)；②P.72最后一段；③参看P.69?和min δ的测量计算式） 2．假设平面镜反射面已经和转轴平行，而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。（提示：实验书【思考题】3，注意，画光路图时，反射镜反射的光线应能进入望远镜，才能从望远镜看到绿色反射十字像的位置。） 提示： 反射的小十字像和平面镜转过180o 后反射的小十字像的位置不变，此时应该调节望远镜仰角螺钉，使十字反射像落在上十字叉线的横线上。光路图如下 3．假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。（提示：实验书【思考题】4） 图3 望远镜光轴未与中心轴垂直的表现

提示： 反射的小十字像和平面镜转过180o后反射的小十字像的位置是一上一下，此时应该载物台下螺钉，直到两镜面反射的十字像等高，才表明载物台已调好。光路图如下： 4.对分光计的调节要求是什么？如何判断调节达到要求？怎样才能调节好？ （提示：实验书【实验原理】1、分光计调整原理P.64、65） （1）对分光计调整的要求：（看教材P.64） ①望远镜、平行光管的光轴均垂直于仪器中心转轴； ②望远镜对平行光聚焦（即望远调焦于无穷远）； ③平行光管出射平行光； （2）各部分调节好的判断标志（看教材P.64-65望远镜调节和平行光管调节部分） ①望远镜对平行光聚焦的判定标志——从望远镜中同时看到分 划板上的黑十字准线和绿色反射十字像最清晰且无视差。（用自准直光路，调节望远镜的目镜和物镜聚焦） ②望远镜光轴与分光计中心转轴垂直的判定标志——放在载物 台上的双面反射镜转180o前后，两反射绿色十字像均与分划板上方黑十字线重合。（用自准直光路和各半调节法调整）

分光计的调节和使用

图3-8-1 分光计结构图 分光计的调节和使用 一. 实验目的 1. 了解分光汁的结构，学习正确调节和使用分光计的方法。 2. 用分光计测定三棱镜的顶角。 二. 实验仪器 分光计、平面反射镜、三棱镜、汞灯等。 三. 实验原理 分光计是一种能精确测量角度的光学仪器。用它可以测定光线偏转角度，如反射角、折射角、衍射角等等，而不少光学量（如光波波长、折射率、光栅常数等）可通过测量相关角度来确定。了解分光计的结构，正确调节分光计，对减小测量误差、提高测量精度是十分重要的。 1. 分光计的结构 分光计主要由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成，其结构如图（3-8-1）所示。平行光管用来发射平行光，望远镜用来接收平行光，载物台用来放置三棱镜、平面镜、光栅等物体，读数装置用来测量角度。 分光计上有许多调节螺丝，它们的代号、名称和功能见下表: 代 名称功能 号 1 平行光管光轴水平调调节平行光管光轴的水平方

节螺丝位（水平面上方位调节） 2 平行光管光轴高低调 节螺丝 调节平行光管光轴的倾斜度 （铅直面上方位调节） 3 狭缝宽度调节手轮调节狭缝宽度（0.02～ 2.00mm） 4 狭缝装置固定螺丝松开时，调平行光；调好后锁紧，以固定狭缝装置 5 载物台调平螺丝（3 只） 台面水平调节（本实验中，用 来调平面镜和三棱镜折射面 平行于中心轴。） 6 载物台固定螺丝松开时，载物台可单独转动、升降，锁紧后，使载物台与游标盘固联 7 叉丝套筒固定螺丝松开时，叉丝套筒可自由伸缩、转动（物镜调焦）；调好后锁紧，以固定叉丝套筒 8 目镜调焦轮目镜调焦用（调节8，可使视场中叉丝清晰） 9 望远镜光轴高低调节 螺丝 调节望远镜光轴的倾斜度（铅 直面上方位调节） 10 望远镜光轴水平调节调节望远镜光轴的水平方位

分光计的调节和使用实验报告

长安大学----分光计实验报告 7系05级 孙明伟 PB05007213 06.4.9. 实验目的：着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最 小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。 实验原理：1）分光计的调节原理。（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说明。） 2）测折射率原理： 实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。当i 1＝i 2'时，δ为 最小,此时2 1 A i =' 2 2 11 1min A i i i -='-=δ )(2 1 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则 2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。

②望远镜对平行光聚焦。 ③望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 ④调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 ⑤狭缝宽度1mm 左右为宜。 实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。 实验步骤：⒈调整分光计： （1） 调整望远镜： ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时， 反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 （2） 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的 狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。 （1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是 镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 （2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台， 在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 3. 测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的 读数1θ和游标２的读数2θ。再转动游标盘，再使AB 面正

分光计的调节与使用实验报告

分光计的调节与使用实验报告 姓名： _________ 学号： ___________________ 专业班级： ________________ 实验时间： 12周星期四 上午10:00-12:00 一、 试验目的 1、 了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法; 2、 测量三棱镜玻璃的折射率。 二、 实验仪器 分光计，三棱镜，准直镜。 三、 实验原理 1?测折射率原理： 当i 1 = i 2时，3为最小，此时 A i 1 2 min 2 设棱镜材料折射率为n,则 si nh nsinh nsinA 2 四、实验步骤sin i 1 si n min .A sin 2 sin A 由此可知，要求得棱镜材料折射率 n,必须测出其顶角A 和最小偏向角 min 1( min A) B0 三械橫最小 fit 向

1.调节分光计 1）调整望远镜： a目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 c调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC和AB返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 注意）:1、望远镜对平行光聚焦。 2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 4、狭缝宽度1mm左右为宜。 2.测量最小偏向角 （1）平行光管狭缝对准前方水银灯。 （2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。 （3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。 （4）记下读数1和2转至（2），记下读数1和2，有 7.B3- 11 flair卜酋向潞弄进 五、实验数据处理原始数据如下：

大学物理实验系列——分光计的调整与使用参考答案

用分光计测量三棱镜折射率 实验数据处理 1.顶角及不确定度)(A u 的计算 (1)自准法: )(2118021210右右左左θθθθ-+-- =A ， θθθ?==?=)()()21(4)(22u u A u (2)反射法： )(4 12121右右左左θθθθ-+-=A 2.最小偏向角及最小偏向角的不确定度的计算 （1）最小偏向角min δ的计算公式：)(412121min 右右左左θθθθδ-+-= （2）最小偏向角min δ的不确定度计算公式： θθθδ?==?= 21)(21)()41(4)(22min u u u 仪器误差Δθ = 2′= 5.82×10-4(rad) u (A ) = 2′= 5.82×10-4(rad) u (δmin ) = 1′= 2.91×10-4(rad) A = ° ′±2′ δmin = ° ′±1′ 3.折射率n 以及折射率的不确定度)(n u 的计算 (1)折射率的计算公式 A A n 2 1sin )(21sin min +=δ (2)折射率的不确定度计算公式 )(2)(222)(min 2min 222 min δδδu A ctg A u A ctg A ctg n n u ++??? ??+-= )(2sin 2cos 21)(2sin 2sin 2cos 212cos 2sin 21min 22min 222min min δ?????? ??δ++?????? ? ?δ+-δ+=u A A A u A A A A A )()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(min 22min 222min δδδu A A A u A ???? ??????++??????????= 22 min 222min )2 1()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(θδθδ????? ??????++???????????=A A A 式中的角度的不确定度应取弧度为单位 n ±u (n ) = ±

(完整版)分光计的调节

1.一. 分光计的调节 2.分光计的调节要求是：a 望远镜对无穷远聚焦；b 平行光管和望远镜光 轴与仪器转轴垂直； c 使平行光管发出平行光束。调节前先用眼睛观察望远镜、载物平台、平行光管是否垂直于仪器的转轴，粗调之后再对各部分进行精细调节。 3. 1.调节望远镜对无穷远聚焦 4.点亮望远镜里的照明小灯，转动目镜调节手轮，直到看清分划板的十字 叉丝。将平面反射镜放在载物平台上，并使反射镜处于载物平台的三个倾斜调节螺丝中任取两个螺丝连线的垂直平分线上。缓慢转动载物平台，从望远镜中找到由平面镜反射回来的光斑。如果看不见反射光斑，可调节望远镜下的螺丝，以改变望远镜的倾斜度。找到光斑后，调节手轮前后移动目镜系统，直到绿十字反射像清晰且与视场中十字叉丝没有视差为止。这时分划板即位于望远镜物镜的焦平面上，并且物镜与目镜的焦平面重合，表明望远镜对无穷远调焦完毕。 5. 2.调节望远镜光轴与旋转主轴垂直 6.转动载物平台，利用“各半法”调节望远镜下的螺丝和载物平台下调节 螺丝 7.、 8.，使绿色十字反射像与调整叉丝完全重合。这时说明望远镜光轴与平面 镜垂直，但并不一定和旋转主轴垂直。 9.将载物平台转 10.，使平面镜另一面对准望远镜，如果绿十字反射像与调整叉丝不重合， 则继续利用“各半法”调节直至两者完全重合。 11.再将载物平台旋转 12.，这时十字叉丝可能又偏离调整叉丝，则需要利用“各半法”反复进行 调节，渐次逼近，直至旋转载物平台时从平面镜两个反射面反射回来的像都与调整叉丝重合。 13. 3.平行光管的调焦及调节平行光管的光轴与旋转主轴垂直 14.取下平面镜，用钠灯照亮平行光管狭缝，将调好的望远镜对准平行光管。 15.调节狭缝宽度螺丝，使狭缝出射的光线形成细的亮线；将狭缝转成水平 取向，转动手轮前后移动移动狭缝，直到从望远镜中看到清晰的狭缝像。 调节平行光管下的螺丝改变平行光管的倾斜度，使狭缝像与水平测量叉丝重合且无视差，这表明平行光管的光轴和旋转主轴已相互垂直。将狭缝转过 16.，使狭缝像与测量叉丝竖线重合，这时，狭缝上各点发出的光出射后成 为平行光。 17.二．测量三棱镜的顶角 18.将三棱镜放在载物平台上，并且将棱镜顶角对准平行光管，由平行光管 出射的平行光照射在棱镜的两折射面上被分成两部分。转动望远镜观察由棱镜所反射的狭缝像，使之与竖直叉丝重合，记下两边游标A,B的读数。 记录在表格中。望远镜的旋转角即为棱镜角的两倍。 19.三．测最小偏向角 20.将三棱镜放在载物平台上。用眼睛迎着出射光线的

分光计的调节与使用 (2)

分光计的调节与使用 【教学目的】 1. 掌握分光计的基本结构 2. 掌握分光计调节的方法与技能 3. 学习用分光计测量三棱镜的偏向角 【教学重点】 1. 分光计的基本结构与光路原理 2. 分光计的调节原理与方法 【教学难点】 分光计的调节原理与方法 【课程讲授】 提问 1. 分光计由哪几部分组成？ 2. 分光计的调节需要满足哪几个要求？ 一、实验原理 1.分光计的结构 分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。外形如图1所示。

图1分光计外形图 1—狭缝装置；2—狭缝装置锁紧螺钉；3—平行光管；4—制动架(二)；5—载物台；6—载物台调节螺钉(3只)；7—载物台锁紧螺钉；8—望远镜；9—目镜锁紧螺钉；10—阿贝式自准直目镜；11—目镜调节手轮；12—望远镜仰角调节螺钉；13—望远镜水平调节螺钉；14—望远镜微调螺钉；15—转座与刻度盘止动螺钉；16—望远镜止动螺钉；17—制动架(一)；18—底座；19—转座；20—刻度盘；21—游标盘；22—游标盘微调螺钉；23—游标盘止动螺钉；24—平行光管水平调节螺钉；25—平行光管仰角调节螺钉；26—狭缝宽度调节手轮 (1)底座——中心有一竖轴，望远镜和读数圆盘可绕该轴转动，该轴也称为仪器的公共轴或主轴。 (2)平行光管——是产生平行光的装置，管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝的圆筒，狭缝宽度可以根据需要调节。 (3)望远镜——观测用，由目镜系统和物镜组成，为了调节和测量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼此可以相互移动，也可以用螺钉固定。参看图2，在中管的分划板下方紧贴一块45°全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小十字窗口。光线从小棱镜的另一直角边入射，从45°反射面反射到分划板上，透光部分便形成一个在分划板上的明亮的十字窗。 (4)载物台——放平面镜、棱镜等光学元件用。台面下三个螺钉可调节台面的倾斜角度，平台的高度可旋松螺钉(7)升降，调到合适位置再锁紧螺钉。 (5)读数圆盘——是读数装置。由可绕仪器公共轴转动的刻度盘和游标盘组成。度盘上刻有720等分刻线，格值为30分。在游标盘对称方向设有两个角游标。这是因为读数时，要读出两个游标处的读数值，然后取平均值，这样可消除刻度盘和游标盘的圆心与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。 图2望远镜结构