大学物理实验讲义实验13分光计的调节与应用-光栅-精选.pdf
分光计的调整与光栅常数测量资料
实验3.7 分光计的调节与使用实验简介实验目的实验仪器实验原理调节要点实验目的•掌握分光计的测量原理及调节方法•用反射法测定三棱镜的顶角•用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率实验仪器•本次实验用到的仪器有分光计、平面镜、三棱镜和钠光源。
•分光计（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的仪器。
分光计是光学实验的基本仪器之一，通过角度的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相关的物理量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是否平行等。
1.分光计的结构2.分光计的调节测量前应调节分光计，达到：•望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。
•平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。
•待测光学元件的表面与中心转轴平行。
1) 目视粗调⑤ 调节望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架 平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 ④松开望远镜锁紧螺钉 ③松开游标盘锁紧螺钉 锁紧载物台升降锁紧螺钉②调节 载物盘水平调节螺钉 ① 移动底座载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例 平面镜两侧面的反射像分别位于和 时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉d d平面镜两侧面的反射像同时位于或 时，只需调节载物盘的水平调节螺钉d d⑵ 2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远 叉丝像分划板视场 透光窗反射像旋转目镜调节鼓轮⑴伸缩目镜筒 ⑶观察不到反射像的原因•目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像模糊。
（转动目镜调节鼓轮）•望远镜没有聚焦于无穷远。
（松开目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒）•平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。
俯视侧视转动载物台或望远镜调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直①放置平面镜②拨动游标盘③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节d调节载物盘水平调节螺钉d/2调节望远镜俯仰调节螺钉4) 调节平行光管•平行光管由狭缝和准直透镜组成。
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实验名称：分光计的调节与使用实验一、实验目的：1.理解分光计的工作原理；2.学会使用调节分光计的方法；3.掌握使用分光计测量光的波长的操作方法。
二、实验原理：分光计是一种用于测量光波长的仪器，它利用光的干涉和衍射原理进行测量。
分光计由光源、色散系统、检测系统和电子记录系统四部分组成。
1.光源：分光计使用一个稳定的、均匀的光源，如汞灯或钠灯。
在实验中，我们选择使用钠灯作为光源。
2.色散系统：分光计的色散系统由凹透镜、凸透镜和光栅组成。
凹透镜和凸透镜的作用是将光线聚焦或发散，使其与光栅发生干涉和衍射，进而产生色散现象。
3.检测系统：分光计使用光电二极管检测衍射光，然后通过放大器放大信号，最后通过示波器或计算机进行显示和记录。
4.电子记录系统：将光信号转化为电信号，然后通过示波器或计算机进行显示和记录。
三、实验步骤：1.调节分光计：将分光计放置在水平台上，并将钠灯置于光源架上。
调节分光计的粗调节旋钮，使得从光源发出的钠黄光平行光线通过凸透镜、凹透镜和光栅之后，尽可能成为与装置光轴垂直的光束。
2.使用红色滤光片：将红色滤光片放在滤光片支架上，调节滤光片的角度，使得通过滤光片的光束尽可能平行。
3.选择适当的波长：根据实际需要选择要测量的光束的波长。
调节分光计的微调节旋钮，使得通过光栅的光束在屏幕上形成干涉色环。
4.测量波长：测量干涉色环之间的间距，或者使用分光计的相关功能来测量光的波长。
四、实验结果及分析：通过实验，我们成功调节了分光计，并使用分光计测量了光的波长。
我们记录了干涉色环之间的间距，根据干涉色环的公式，可以计算出光的波长。
实验结果表明，我们测量的光的波长与真实值基本一致，证明了实验结果的可靠性和准确性。
五、实验总结：通过本次实验，我们深入理解了分光计的工作原理和调节方法，并掌握了使用分光计测量光的波长的操作方法。
实验中需要注意调节光源、滤光片和分光计的角度，以及合理选择测量波长的方法。
大物实验-分光计的调节与使用
大学物理实验一．实验名称：分光计的调节与使用 二．实验仪器：分光计，三棱镜 三．实验原理:1.三棱镜色散原理：入射光与出射光夹角是偏向角。
在某个入射角处，偏向角最小，为最小偏向角m in δ2.折射率计算公式：2sin2sinn minA A δ+=，A 为棱镜的顶角。
由此可知，求棱镜材料折射率必须先测其顶角和最小偏向角m in δ3.本实验是使光束经平行光管后通过待测光学元件，用望远镜观测光线通过待测光学元件的偏折，从而确定光学元件的某些技术参数，如顶角，折射率，光栅常数，光波长等等。
四．实验步骤：（目测初调➡望远镜调节➡望远镜轴线及平台与中心转轴垂直➡平行光管轴线与中心转轴垂直➡读数系统的调节➡测量三棱镜顶角和最小偏向角）1）目测粗调：使望远镜，载物台及平行光管基本水平（通过调节望远镜的俯仰调节螺丝和载物台下的调节螺丝，使望远镜和载物台基本水平）2）望远镜调节：（1）目镜调节：调节目镜调节手轮，看清叉丝；（物镜调焦：前后移动目镜套筒，看清绿色十字架）3）望远镜轴线及平台与中心转轴垂直：（判断望远镜转轴与中心主轴垂直依据：由反射镜两个面反射的十字相都与分划板的十字叉丝重合；各半调节法：调节倾角螺钉和载物台调节螺钉调整十字相与分划板的十字叉丝重合的过程。
）a.将双面反射镜放在载物台任意两螺钉的中垂线上，并正对望远镜。
b.使用各半调节法，使十字相与分划板的十字线重合；c.载物台转动180°，使用各半调节法，使成像也与十字叉线重合；d.调整完毕不再动倾角螺丝和调节螺丝；e.使平面镜正对望远镜；f.用各半调节法调螺丝c ，使十字光标与十字线重合，并180°调节，使重合；至此不动螺丝c ；4）平行光管轴线与中心转轴垂直：将望远镜正对平行光管，打开灯照亮狭缝，松开套筒锁定螺钉，调节套筒前后位置直到看到清晰的狭缝象；使缝宽约为1毫米，转动狭缝呈水平状态，与中间横线重合；再转为水平状态；5）读数系统调节：将游标置于一左一右➡松开望远镜与刻度盘的锁定螺丝，转动刻度盘使使游标的零度分别对准90度和279度，锁定➡松开望远镜锁定螺丝。
大学物理实验-分光计的调整和使用
记录数据
在实验报告中详细记录每 次测量的起始角度、终止 角度以及对应的角度差值。
数据处理
根据测量结果计算平均值、 标准差等统计量，分析测 量结果的可靠性。
数据绘图
将测量结果绘制成图表， 如角度与刻度盘读数的关 系图，便于分析和比较。
误差分析
01 02
系统误差
由于仪器本身的不完善、环境因素（如温度、湿度）的影响以及实验方 法的局限性等引起的误差。系统误差可以通过校准仪器、控制实验条件 和改进实验方法等方式减小。
分光仪的调整和使用对于实验结果的影响非常大，因此需要掌握其基本原理和操作 方法。
本实验将通过实际操作，让学生了解分光仪的结构和工作原理，掌握其调整和使用 方法，为后续的光谱分析和物理实验打下基础。
02 分光计的原理
分光计的结构
望远镜用于观察棱 镜光谱，并调节棱 镜角度。
载物台用于放置棱 镜，可以在刻度盘 上移动。
大学物理实验-分光计的调整和使 用
contents
目录
• 引言 • 分光计的原理 • 分光计的调整 • 分光计的使用 • 实验总结与思考
01 引言
实验目的
掌握分光计的调整和 使用方法
了解分光仪在光谱分 析和物理实验中的应 用
学习测量光波波长的 原理和技术
实验背景
分光仪是一种用于测量光波波长的精密仪器，广泛应用于光谱分析和物理实验中。
细调
调节望远镜的焦距
01
通过调节望远镜的焦距，使望远镜能够清晰地观察到分光计刻
度。
微调载物台和测角仪
02
通过微调载物台和测角仪的位置，使分光计的读数更加准确。
重复调整
03
在调整过程中，可能需要重复进行粗调和细调，以确保分光计
大学物理实验分光计的调节与使用
注意：这时只能调节载物台，不能再调节望远镜、平 行光管调倾螺钉。
实验内容—三棱镜的调节及顶角测量
将三棱镜如图示放置在载物台上，望远镜分别正对AB、AC 光学面，分别调节载物台下螺钉a1 和a3，使两光学面反射 的十字叉丝像均与调整用十字叉丝重合。 将望远镜的叉丝（竖线）对准 一光学面反射的叉丝像，记录
三棱镜的一个光学面，当小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重
合时，从刻度盘上记录两游标的读数 1 和 2 ；转动望远镜
（或载物台），让三棱镜的另外一个光学面对准望远镜，当小
十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合时，再次记录两游标的读
数
' 1
和
' 2
。由图可知，三棱镜的顶角为
1800
其中
1 21 ' 12 ' 2
装置调节—平行光管的调节
平行光管的光轴与仪器的主轴垂直
1、关掉目镜的照明灯电源，打开光源。调节狭缝使宽度适
中，让光照亮狭缝。 2、将望远镜对准平行光管，找到狭缝的像后，前后移动狭
缝的位置，使从望远镜中看到清晰的狭缝像，此时平 行光管发出平行光。 3、转动望远镜和狭缝（注意不能前后移动狭缝）的位置， 使狭缝的像与分刻板上的竖线重合，然后固定狭缝和 望远镜的位置。 4、调节平行光管的调倾螺钉，使狭缝的像相对于测量用叉 丝对称。
3、从望远镜的目镜中观察到 十字叉丝像，前后移动目 镜对望远镜调焦，使十字 叉丝成像清晰,如右下图所 示。
装置调节—望远镜的调节
用二分之一调节法调望远镜的光轴与仪器的主轴垂直 1、转动载物平台使小十字叉丝的反射像的竖线与分刻板的竖线合。 2、调节望远镜的调倾螺钉，使小十字叉丝的反射像向调整用叉丝靠
分光计的调整与光栅常数测量
实验3.7 分光计的调节与使用实验简介实验目的实验仪器实验原理调节要点实验目的•掌握分光计的测量原理及调节方法•用反射法测定三棱镜的顶角•用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率实验仪器•本次实验用到的仪器有分光计、平面镜、三棱镜和钠光源。
•分光计（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的仪器。
分光计是光学实验的基本仪器之一，通过角度的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相关的物理量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是否平行等。
1.分光计的结构2.分光计的调节测量前应调节分光计，达到：•望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。
•平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。
•待测光学元件的表面与中心转轴平行。
1) 目视粗调⑤调节望远镜俯仰调节螺钉平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉④松开望远镜锁紧螺钉③松开游标盘锁紧螺钉锁紧载物台升降锁紧螺钉②调节载物盘水平调节螺钉①移动底座载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例平面镜两侧面的反射像分别位于和时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉d d平面镜两侧面的反射像同时位于或时，只需调节载物盘的水平调节螺钉d d⑵2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远叉丝像分划板视场透光窗反射像旋转目镜调节鼓轮⑴伸缩目镜筒⑶观察不到反射像的原因•目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像模糊。
（转动目镜调节鼓轮）•望远镜没有聚焦于无穷远。
（松开目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒）•平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。
俯视侧视转动载物台或望远镜调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直①放置平面镜②拨动游标盘③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节d调节载物盘水平调节螺钉d/2调节望远镜俯仰调节螺钉4) 调节平行光管•平行光管由狭缝和准直透镜组成。
狭缝锁紧螺钉俯仰调节螺钉松开狭缝锁紧螺钉前后移动狭缝①转动狭缝调节平行光管俯仰调节螺钉②转动狭缝锁住狭缝锁紧螺钉③3.分光计的测量原理δ ＝(∣α2-α1∣+∣β2-β1∣)/2δ平行光管α2β2望远镜平行光管α1β1望远镜读数方法游标窗口游标盘主刻度盘233º13΄偏心差主刻度盘游标盘实验衍射光栅实验简介实验目的实验仪器实验原理实验内容数据处理注意事项实验简介光栅是由大量相互平行、等宽等间距的狭缝（或刻痕）组成，我们所用光栅是对母光栅进行全息照相所得的干板。
分光计调整及光栅常数测量实验报告
则
则 的不确定度为
结果表示为
六、误差分析
1.当平行光未能严格垂直入射光栅时，将产生误差，用对称测盘法只能消除一阶误差，仍存在二阶误差.
2.光栅光谱、绿十字像、调整叉丝 没有做到三线合一
3.读数时产生的误差
4.分辨两条靠近的黄色谱线很困难,由此可能造成误差
5.仪器本身精度问题带来的误差
七、实验数据
图2
三、实验仪器
分光计、平面镜、汞灯、衍射光栅。
四、实验内容和步骤
1.分光计的调整
目测粗调。根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行管上的高低倾斜调节螺丝，使望远镜和平行管光轴大致垂直于中心轴；调节载物台下的三个水平调节螺丝，使载物台面大致呈水平状态。
点亮钠光灯，待发光稳定后，调节目镜与分划板之间的距离，看清的准线和带有绿色的十字。将直准镜放在载物台上，使准镜的两反射面与望远镜大致垂直。缓慢转动载物台，使得从望远镜的目镜中观察到亮的十字像。再调准线与目镜的距离，使得目镜中既能看清准线又能看清亮十字像。
光栅和棱镜一样，是重要的分光元件，已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中。光栅是一组数目极多的等宽、等间距的平行狭缝，如下图中的 ，用刻线机在透明玻璃片上刻出痕宽为b(不透光部分)、缝宽为 (透光部分)的N条平行狭缝，就构成了一个笼透射光栅,d=a+b即为光栅常数。本实验所用的全息光栅，则是用当全息技术使一列极密、等距的干涉条纹涂有乳胶的玻璃片上感光，经处理里后，感光的部分成为不透明的条纹;而未感光的部分成透光的狭缝。
大学物理实验分光计的调节与使用
分光计的调节与使用
郑州大学物理实验中心
实验目的：
1、了解分光计的结构、各部分的作用
及工作原理。
2、掌握分光计的调节要求和调节方法。
3、学会测量棱镜的顶角、棱镜玻璃的
折射率。
装置介绍—分光计的结构
分光计主要由四部分组成：平行光管、望远镜、载物台 和读数装置。
装置介绍—平行光管
平行光管的作用是产生平行光。管的一端装有一个可沿管 前后移动的套筒，套筒末端有一宽度可调的狭缝；管的另 一端装有会聚透镜。沿管前后移动狭缝装置，当狭缝恰位 于透镜的焦平面上时，照射在狭缝上的光经过透镜后成为 平行光。
三棱镜的一个光学面，当小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重 合时，从刻度盘上记录两游标的读数 1 和 2 ；转动望远镜 （或载物台），让三棱镜的另外一个光学面对准望远镜，当小 十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合时，再次记录两游标的读 ' ' 数 1 和 2 。由图可知，三棱镜的顶角为 1800
入公式即可求出三棱镜的顶角。 要求重复三次测量。
实验内容—最小偏向角的测量及折射率的计算
按照最小偏向角测量原理中所讲先将三棱镜放置好，再 按照测量原理中的方法找到最小偏向角的位置，将望远镜的 叉丝对准绿色谱线，记录下两个游标的读数，重复三次；再
将三棱镜拿下来，将望远镜直接对准原光路的方向，记录下
两游标的读数，重复三次；代入公式计算出最小偏向角。要 求自拟数据记录表格。
调节望远镜聚焦无穷远
1、点亮照明小灯，调节目镜与分划板间的距离，看清分划板上的 刻度线和绿色方块中黑色的小十字（目镜对分划板调焦）。
2、将双面镜放置在载物台上，使双面镜的镜面与载物台下两螺 钉 连线垂直;使双面镜的反射面与望远镜大致垂直，缓缓地转动载 物台，从侧面观察，判断从双面镜正、反两面反射的十字叉丝
大学物理实验系列——分光计的调整与使用参考答案
用分光计丈量三棱镜折射率之马矢奏春创作实验数据处理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： )(412121右右左左θθθθ-+-=A2.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 AA n 21sin )(21sin min +=δ(2)折射率的不确定度计算公式式中的角度的不确定度应取弧度为单位n ±u (n ) = ±思考题及参考答案1.望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直，应该在望远镜中看到什么现象？利用哪些螺钉调节？光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的十字像，都能与望远镜分划板叉丝刻线上交点重合。
用望远镜筒倾角调平螺钉和载物台调平螺钉进行调节。
2.平行光管能够发出平行光，应该在望远镜中看到什么现象？如何调节？看到清晰的狭缝像。
前后移动狭缝筒。
3.调节三棱镜两个光学面的法线垂直于分光计中心轴时，三棱镜如何在载物台上摆放？说明理由。
三棱镜的摆放如右图所示，以达到调整一个光学面的法线方向时，尽量分歧错误另一个光学面的倾斜度发生影响。
调节螺钉2，改变光学面AB的法线方向，对光学面AC的法线方向无影响；调节螺钉3，可改变光学面AC 的法线方向而不会对光学面AB的倾斜度发生影响。
大学物理实验讲义实验13 分光计地调节与应用-光栅
实验10 分光计的调节与应用——光栅衍射法测光波波长分光计是一种准确测量角度的光学仪器。
利用它不但能测出反射角、透明介质的折射角、光栅的衍射角、棱镜的顶角、劈尖的角度，从而确定与这些角度有关的物理量，如折射率、光波波长、色散率、光栅常数等，而且它的结构和调节方法与其它一些光学仪器〔如摄谱仪、单色仪等〕相类似。
因此，有必要掌握分光计的调整和使用方法。
【实验目的】1.了解分光计的主要构造与各局部的作用。
2.掌握分光计的调节要求和使用方法。
3.观察光栅衍射现象，测量汞灯在可见光X围内几条强光光谱线的波长。
【仪器用具】JJY型分光计、汞灯与电源、透射式平面刻痕光栅、平面反射镜【实验原理】1.光栅衍射的原理光的衍射现象是光的波动性的一种表现，它说明光的直线传播是衍射现象不显著时的近似结果。
研究光的衍射不仅有助于加深对光的波动特性的理解，也有助于进一步学习近代光学实验技术，如光谱分析、晶体结构分析、全息照相、光学信息处理等。
光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件，它能产生谱线间距较宽的匀排光谱。
光栅不仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波，常用在光谱仪上。
光栅在结构上有平面光栅、阶梯光栅和凹面光栅等几种，从观察的方向又分为透射式和反射式两类。
本实验选用透射式平面刻痕光栅。
透射式平面刻痕光栅是在光学玻璃片上刻划大量相互平行、宽度和间隔相等的刻痕而制成的。
光栅上的刻痕起着不透光的作用，光线只能在刻痕间的狭缝中通过，因此，光栅实际上是一排密集、均匀而又平行的狭缝，刻痕间的距离称为光栅常数。
如图15-1所示，设有一光栅常数AB d =的光栅G ，一束平行光以入射角i (入射光与光栅法线的夹角)，入射于光栅上产生衍射，衍射角为ϕ (衍射光与光栅法线的夹角)。
从B 点作BC 垂直于入射线CA ，作BD 垂直于衍射线AD ，如此这两条相邻的入射光线的光程差为CA +AD 。
如果在这个方向上由于光振动的加强而在F 处产生一个明条纹，如此光程差CA +AD 应等于波长的整数倍，即： λϕK i d =±)sin (sin ,,2,10 ±=，K (15-1)〔15-1〕式就是光栅方程式。
大学物理实验《分光计的调整与使用》
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数据记录及处理
谱线 游标读数
蓝 左右
-1 级α-
+1 级α+
左
1 2
1
1
右
1 2
11 12
绿 左右
黄1 左右
黄2 左右
1 2
1
2
d sin
标 (10 -6 m)
标
Er
标
100 %
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思考题
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减半调节法
每次让十字像向分划板上十字线靠近一半，转过180°后， 再靠近一半。对于每一个反射面的每一次调节都必须是： 载物台和望远镜各调一半。如此反复调节，可较快的使十 字像与分划板上十字线重合。
分
划
a
a/2
板
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十字像
分
划
亮十字
板
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调整平行光管
用已调整好的望远镜来调整平行光管。 调整方法：
望远镜
望远镜是由物镜和自准直目镜（内有分划板叉丝和 小十字）组成的一个圆筒。照明望远镜内部视场 （带有小十字的分划板叉丝）的小灯泡的光自筒下 面进入望远镜中，通过与镜轴成45°角的半透半反平 玻璃反射照亮分划板叉丝和小十字。
平行光管
在圆筒平行光管的末端有一狭缝，其宽度由狭缝宽度调 节手轮调节。狭缝整体被固定在一个可伸缩的套筒上。 平行光管的另一端装有消色差透镜组。调整可伸缩的套 筒，当被照亮的狭缝恰好位于透镜的焦平面上时，由平 行光管出来的是平行光束，调整好狭缝的焦距后，可用 狭缝装置锁紧螺丝锁定。平行光管的水平度可用平行光 管光轴高低调节螺丝来调节。
分光计的调整与使用
哈尔滨工程大学物理实验中心
大物实验报告分光计的调整及光栅常数的测量.pdf
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：分光计的调节与使用学院：机电工程学院班级：车辆工程151班学生姓名：吴倩萍学生学号：5902415034实验地点：基础实验大楼B311实验时间：第九周星期三下午3：45开始一、实验目的：1.了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法2.测定两窄缝间的间距二、实验仪器：分光计、钠灯、双面反射镜三、实验原理：1.分光计的调节原理2.利用光干涉原理分光计结构示意图分光计主要由三部分：望远镜，平行光管和主体（底座、度盘和载物台）组成，每部分都有特定的调节螺丝。
附件有小灯泡，小灯泡的低压电源以及看刻度盘的放大镜。
自准望远镜四、实验内容和步骤：【调节步骤】1.目测粗调：根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的高低倾斜调节螺丝使载物台大致呈水平状态。
2.用自准法调节望远镜：(1)点亮照明小灯，调节目镜与分划板的距离，看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口（目镜对风滑板调焦）。
(2)将准直镜放在载物台上（如下图），使准直镜的两反射面与望远镜大致垂直。
轻缓转动载物台，从侧面观察，判断从准直镜正、反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜。
(3)从望远镜的目镜中观察到亮的十字架象，前后移动目镜对望远镜调焦，使亮十字像成清晰像。
再准线与目镜间距离，使目镜中既能看清准线，又能看清十字像。
注意准线与亮十字像之间有无视差，如有视差，则需反复调节，予以消除。
此时分划板平面，目镜焦平面、物镜焦平面重合在一起，望远镜已经聚焦无穷远，能接受平行光。
3.调整望远镜光轴与风光中心垂直准直镜仍然竖直放置于载物台上，转动载物台，使望远镜分别对准准直镜的反射镜。
利用自准法可以分物台平面，使望远镜先对准准直镜的一个表面，若从望远镜中看到准线与十字反射像不重合，它们的交点在高低方位相差一段距离δ，此时调节望远镜倾斜度，使差距缩小一半；再调节载物台螺丝，消除另一半距离使准线与十字反射像重合。
大学物理实验实验分光计的调节与使用
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目录
• 分光计的简介 • 分光计的调节 • 分光计的使用 • 分光计的误差分析 • 分光计的使用注意事项
01
分光计的简介
分光计的用途
1 2
3
测量角度
分光计是用来测量光线角度的仪器，广泛应用于物理、化学 、生物等各个领域。
科学研究
在科学研究中，分光计用于测定物质对不同波长光的吸收、 反射和散射等特性，为研究物质结构和性质提供重要数据。
细调
调节望远镜的高度
通过调节望远镜的高度， 使其与三棱镜的平面大致 平行。
调节刻度盘
轻轻旋转刻度盘，观察望 远镜中显示的图像，确保 图像稳定且清晰。
微调三棱镜
使用三棱镜的调节螺丝， 微调三棱镜的角度，使图 像更加清晰稳定。
03
分光计的使用
测量角度
角度测量原理
角度测量精度
分光计通过测量光线在棱镜上的折射 角度，从而确定光线的波长或光谱线 的位置。
调节误差
总结词
调节误差是由于调节过程中的不准确操作引起的误差，例如调节螺丝松动、调节 顺序错误等。
详细描述
在分光计实验中，调节误差可能出现在调整分光计的望远镜、载物台或分光计底 座等步骤中。例如，调节螺丝松动可能导致望远镜轴线与分光计中心轴线不重合 ，从而影响实验结果。
环境误差
总结词
环境误差是由于实验环境条件的变化引起的误差，例如温度、湿度、振动等环境因素的 变化。
入射光束经过分束器分为两束或多束，分别经过棱镜和反射镜等光学元件后，再通 过望远镜观察。
通过调节分束器、棱镜和反射镜等光学元件的位置和角度，可以改变入射光束的方 向和角度。
通过观察和测量入射光束的角度变化，可以推算出目标物体的位置和角度等信息。
实验三：分光计的调节和使用.pdf
实验三：分光计的调节和使用◆分光计是用来精确的测量光线偏向角的仪器。
光学实验中测角的情况很多，如反射角、折射角、衍射角、三棱镜的顶角、最小偏向角等等。
通过角度测量分光计还可以测定其他一些光学量，例如棱镜玻璃的折射率、光栅常数、光波的波长等。
分光计在结构上与其它一些光学仪器如摄谱仪、单色仪等有很多相似之处，是这类光学仪器的典型代表。
通过本实验的训练，能掌握这类光学仪器的调节和使用技能。
●实验目的及要求：1.了解分光仪的结构；2.掌握分光仪的调节和使用方法。
3.掌握测定棱镜顶角的方法。
●实验仪器：JJ型分光计、钠灯或汞灯、双面反射镜或三棱镜。
※分光计的结构：【实物模型图】望远镜平行光管载物台游标盘刻度盘分光计主要由底座、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。
分光计的调节与光栅衍射
物理实验报告一、【实验名称】分光计的调节与使用及光栅的衍射二、【实验目的】1、掌握分光计的调整技术和技巧；2、用分光计测三棱镜的一个顶角；3、进一步熟悉分光计的调整与使用；4、学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法；5、加深理解光栅衍射公式及其成立条件。
三、【实验原理】1、分光计的调节1：狭缝装置2：狭缝装置锁紧螺丝3：准直管4：制动架（二）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：阿贝式自准直目镜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：转轴与度盘止动螺丝16：望远镜止动螺丝17：制动架（一）18：底座19：转座20、21：度盘、游标盘22：游标盘微调螺丝23：游标盘止动螺丝24：准直管光轴水平调节螺丝25：准直管光轴高低调节螺丝26：狭缝宽度调节手轮图1 分光计的结构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地表现为光线的偏转角，因而利用它可测量波长、折射率，此外还能精确地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。
使用分光计时必须经过一系列精细调整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实验中的基本技术之一，必须正确掌握。
（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。
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，三个管彼此可以互相移动，也可以用螺钉固定，如图19-2所示。
分光计调节与光栅测波长
实验10
分光计的调节与光栅衍射法测光波 波长
五邑大学物理实验中心 2010.9
实验目的
• 了解分光计的主要构造及各部分的作用。 • 掌握分光计的调节要求和使用方法。 • 观察光栅衍射现象，测量汞灯在可见光范
围内几条强光光谱线的波长。
分光计的主要用途
1、分光计是精确测定光线偏转角的仪 器，也称测角仪。 2、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，因而利用分光计可测量波长、折射 率等。 3、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，它的调整 技术是光学实验中的基本技术之一，必须 正确掌握。
与平行光管的光轴一致,随之拧紧“望远镜固定螺丝”(底座 在调节前可先作一定性观察。如果光栅刻线与分 右边)将望远镜的位置固定,再仔细转动刻度盘带动载物台, 光计主轴不平行,将会发现左右衍射光线倾斜。 并结合调节a1或a2,直到光栅面反射回来的小绿“+”字像位 为此,可通过调节平台下面的倾角螺丝a3使左右 于分划板上方叉丝交点上。此时,入射光垂直光栅面。随即 衍射光线在水平方向高度一致。 拧紧载物台固定螺丝,以保持光栅的位置不动。
光栅衍射原理
光栅衍射光路图 (强度分布)
Y
I
光 透 栅 镜
屏 幕
光栅衍射光路图 (具体分析)
L
P
主极大(明条纹)角位置条件 光栅方程:
ab
d sin
o
f
d sin k
k 0,1,2,
k 称为主极大级数
根据光栅方程测量光的波长,或者给定光的波长测量光栅常数
光栅衍射光路图 (光谱分布)
12
位置1
1左 1右 Step3. 读数（左右游标）
分光计的调节和使用 光栅常量的测定
大学物理实验报告（分光计的调节和使用）一、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.调整分光计，使其达到最佳工作状态，可进行精密测量；4.用调整好的分光计测三棱镜的顶角；5.观察光栅衍射现象，理解光栅衍射基本规律；6.学会用分光计测光栅常数。
二、实验原理：①分光计的调节和使用分光计主要由五个部分构成：底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。
不同型号分光计的光学原理基本相同。
JJY型分光计如图3-7-1所示。
1．底座分光计底座（17）中心固定有一中心轴，望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上，可绕中心轴旋转。
2．平行光管平行光管安装在固定立柱上，它的作用是产生平行光。
平行光管由狭缝和透镜组成，如图3-7-2。
狭缝宽度可调（范围0.02~2mm），透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。
当狭缝位于透镜焦平面上时，由狭缝经过透镜出射的光为平行光。
3．自准直望远镜阿贝式自准直望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。
它用来观察和确定光线行进方向。
自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成（如图3-7-3），三者间距可调。
其中，分划板上刻有“”形叉丝；分划板下方与一块45º全反射小棱镜的直角面相贴，直角面上涂有不透明薄膜，薄膜上划有一个“十”形透光的窗口，当小电珠光从管侧经另一直角面入射到棱镜上，即照亮“十”字窗口。
调节目镜，使目镜视场中出现清晰的“”形叉丝。
在物镜前方放置一平面镜，然后调节物镜，使分划板位于物境焦平面上，那么从棱镜“十”字口发出的绿光经物镜后成为平行光射向前方平面境，其反射光又经物镜成像于分划板上。
这时，从目镜中可以看到清晰的“”形叉丝和绿色“十”字像。
此时望远镜已调焦至无穷远，适合观察平行光了。
如果平面境的法线与望远镜光轴方向一致，则绿色“十”字像位于分划板“”形叉丝的上横线上，如图3-7-3中的视场。
4.载物台载物台套装在游标盘上，可以绕中心轴转动，它用来放置光学元件。
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分光计的调节与使用实验报告一、引言分光计是一种常用的实验仪器，用于测量光的吸收、透射和反射等性质。
本实验旨在探究分光计的调节和使用方法，以及分光计在实验中的应用。
二、实验材料与方法1. 实验材料：分光计、光源、样品、试管等。
2. 实验方法：a. 将分光计放置在平稳的台面上，确保仪器水平。
b. 打开光源，调节分光计的亮度，使其适合实验需求。
c. 调节分光计的波长选择器，选择合适的波长。
d. 将样品放入试管中，将试管放入分光计的光路中。
e. 观察并记录分光计的读数。
三、实验结果与讨论1. 调节分光计的亮度在实验中，我们发现分光计的亮度对实验结果有重要影响。
亮度过高或过低都可能导致读数不准确。
因此，在进行实验前，我们需要根据实验要求调节分光计的亮度，以确保读数的准确性。
2. 调节分光计的波长选择器分光计的波长选择器用于选择光的波长。
在实验中，我们需要根据实验要求选择合适的波长，以确保获得准确的实验结果。
调节波长选择器时，我们需要注意避免过度转动或转动不到位，以免影响实验的准确性。
3. 分光计在实验中的应用分光计在实验中有广泛的应用。
例如，在化学实验中，我们可以利用分光计测量溶液的吸光度，从而推断溶液中物质的浓度。
在生物学实验中，我们可以利用分光计测量光的透射率，从而研究生物体对光的响应。
分光计还可以用于材料科学、环境科学等领域的研究。
4. 实验误差的影响在实验中，实验误差是无法完全避免的。
例如，由于分光计的灵敏度有限，读数可能存在一定的误差。
此外，样品的质量、试管的透明度等因素也会对实验结果产生影响。
因此，在进行实验时，我们需要注意控制实验条件，减小误差的影响。
四、结论通过本实验，我们了解了分光计的调节方法和使用技巧，并且掌握了分光计在实验中的应用。
分光计是一种重要的实验仪器，可以广泛应用于各个领域的研究。
在进行实验时，我们需要注意调节分光计的亮度和波长选择器，以及控制实验误差的影响，以获得准确可靠的实验结果。
分光计的调节和和使用光栅测波长教案
分光计的使用用光栅测波长一．实验介绍与引入：１．精确测量光线偏折的角度是光学实验技术的重要内容之一。
光在传播过程中的衍射、散射等物理现象也都与角度有关；一些光学量如光栅常数、光波波长等都可以通过直接测量有关的角度去确定。
２．本实验所使用的分光计便是一种能精确测量角度的基本光学仪器，常用来测量折射率、光波波长、色散率和观察光谱等。
３．分光计的基本部件和调节原理与目前生产及科研上常用的光学仪器（如单色仪，摄谱仪等）有许多相似之处（后者一般在分光器件和谱线采集系统上更复杂、精确）。
学习和使用分光计可以为今后使用此类精密的光学仪器打下良好的基础。
二．实验目的与内容：1．了解分光计的结构和工作原理；２．掌握分光计的调节方法；３．用分光计测量光栅常数和用光栅测波长。
三．实验注意事项：1．任何时候都不能用手触及光栅和平面镜的光学表面，只能用手拿非光学面即侧面或底座。
2．光学元件要轻拿轻放，防止光栅和平面镜碰撞或从载物台上摔落，导致元件破损。
3．在调节分光计的过程中，用力要轻，动作要慢，不得随意旋转和拨动，以免造成仪器的严重磨损。
4．实验完成后，请将仪器整理好，光栅和平面镜归还原处。
四．实验原理与技术指导：(粗体部分一般需要和学生强调，其他内容按学生具体情况选择。
)（一）分光计的调节：１．请同学打开汞灯预热，并对照教材上的结构图和网上教学辅导系统，结合实际仪器了解分光计各部分的结构和各旋钮的作用。
２．分光计的调节要求。
用分光计进行测量之前,需要对仪器进行调节,使之达到如下要求:1）望远镜能接收平行光(或者适于观察平行光),且其光轴垂直于分光计的主轴(即仪器竖直方向中心轴)；2)平行光管出射平行光,其光轴亦垂直于分光计的主轴。
在要求1)中望远镜调节是关键，是难点，也是要求2)的基础。
３．分光计望远镜调节的具体作法分2步——粗调、细调。
①粗调：通过目测调节，使载物平台水平，使望远镜光轴水平，当平面反射镜“两面”正对望远镜时，都能从望远镜里看到亮十字。
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线 CA ，作 BD 垂直于衍射线 AD ，则这两条相邻的入射光线的光程
差为 CA + AD 。如果在这个方向上由于光振动的加强而在
与相应的 成正比，光栅的
色散曲线近似直线。这也说明了光栅光谱的匀排特点。
2. 自准直望远镜的原理 用分光计测量角度，是根据光的反射和折射定律测量入射光和出射光的方位角而实现的。要
达到测量的目的，分光计必须满足以下三个要求：①
望远镜能观察平行光；②
平行光；③ 望远镜的光轴和平行光管的光轴与仪器转轴垂直。
以便于观察， 然后调节它的位置， 使
图 15-3 自准直望远镜的结构
它处在物镜的焦平面上时， 经望远镜 1-平面镜； 2-物镜； 3-双十字分划板； 4- 入射光； 5-绿十字透光窗； 6- 绿色棱镜；
出射后成平行光， 被平面镜反射后该
7- 目镜； 8-绿十字反射像
平行光又射回望远镜 ( 对于望远镜来
实验 10 分光计的调节与应用——光栅衍射法测光波波长
分光计是一种精确测量角度的光学仪器。利用它不但能测出反射角、透明介质的折射角、光栅的 衍射角、棱镜的顶角、劈尖的角度，从而确定与这些角度有关的物理量，如折射率、光波波长、 色散率、光栅常数等，而且它的结构和调节方法与其它一些光学仪器（如摄谱仪、单色仪等）相 类似。因此，有必要掌握分光计的调整和使用方法。
角 K ，按（ 15-2）式就可以计算出该
明条纹所对应的单色光的波长
。
光栅作为一种色散元件，其基本
特性可用分辨率 R 和色散率 D 来表 征。分辨率 R 定义为两条刚可被分开
的谱线的波长差
除该波长 。即：
R
（ 15-3 ）
理论上可证明：
图 15-2 光栅衍射光谱示意图
R KN
（ 15-4 ）
式中， N 是被入射平行光照射的光栅的总刻痕数。 由于衍射光强随衍射角增大而减弱， 故级数 K
说该平行光如同来自无限远的物 )，成像在分划板上 (对于平面镜来说如同来自无限远的物被反射
后仍成像在无限远 )，这样，像和物就处在同一平面上了，望远镜就能适合平行光了。
【仪器介绍】
1. JJY 型分光计的构造
图 15-4 JJY 型分光计的结构示意图
1- 平行光管狭缝锁紧螺钉； 2- 平行光管狭缝装置； 3-平行光管狭缝调节螺钉； 4-平行光管倾斜度调节螺钉； 5-平行光管水平方向调节螺 钉； 6-平行光管， 7-载物台锁紧螺钉； 8-载物台； 9- 载物台调平螺钉； 10-望远镜； 11-望远镜目镜锁紧螺钉； 12-望远镜目镜调焦螺旋； 13- 小电珠； 14-望远镜倾斜度调节螺钉； 15-望远镜水平方向调节螺钉 (背面 )；16-游标盘； 17-转座水平方向微调螺钉 (背面 )； 18-游标；
都处在同一个平面上的方法， 自准直望远镜是利用无限远的物经平面镜反射仍成像在无限远这个
成像原理实现自准直的。图 15-3 为
阿贝式自准直望远镜的结构图， 其主
要部件为一包括目镜和双十字分划
板等光学部件的自准直目镜， 要实现
自准直， 须先将贴着分划板的绿十字
透光窗照亮， 使其成为一发光的物体，
调节目镜， 使它处在目镜的焦平面上
不会高，所以光栅的分辨率主要由狭缝总数目
N 决定。
光栅的色散能力用角色散率 （简称色散率） D 表示。 它是同级光谱中两条波长相近的谱线偏
向角之差 与二者波长差之比：
D
（ 15-4）
对（ 15-2）式微分，即得色散率为：
K D
d cos
因为与同一级内各谱线波长对应的偏向角变化不大，
所以 cos
（ 15-5） 近似为常数， 各光谱线之间的
K 也各不相同，
K 0 ， K 0 处，各色光仍重叠在
一起，组成中央明条纹。在中央明条
纹两侧对称地分布着 K 1, 2 级
光谱，各级光谱线都按波长大小的顺 序依次排列成一组彩色谱线，这样就
把复色光分解为单色光。 如图 15-2 所 示。
如果已知光栅常数 d ，用分光计 测出 K 级光谱中某一明条纹的衍射
F 处产生
一个明条纹，则光程差 CA + AD 应等于波长的整数倍，即：
图 15-1 光栅的衍射
d (sin sin i ) K K 0， 1,2, ,
(15-1)
（ 15-1）式就是光栅方程式。式中 d 是光栅常数， 是入射光的波长， K 是光谱的级次。当入射
光线与衍射光线都在光栅法线的同侧时， (15-1)式等式左边括号内取正号，两者分居法线异侧时
它说明光的直线传播是衍射现象不显著时的近似结
果。研究光的衍射不仅有助于加深对光的波动特性的理解，也有助于进一步学习近代光学实验技
术，如光谱分析、晶体结构分析、全息照相、光学信息处理等。
光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件，它能产生谱线间距较宽的匀排光谱。光栅不
仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波，常用在光谱仪上。光栅在结构上有平面光栅、阶梯
取负号， K 的符号取决于光程差的符号。 若平行光垂直照射到光栅上，则 i =0，(15-1) 式变成：
d sin K K
K 0, 1, 2
（ 15-2）
式中， K 为第 K 级谱线的衍射角。
如果入射光不是单色光， 由（ 15-2）式可以看出，光的波长不同，其衍射角 于是复 色光将 被分解 ，而在 中央
光栅和凹面光栅等几种，从观察的方向又分为透射式和反射式两类。
本实验选用透射式平面刻痕光栅。
透射式平面刻痕光栅是在光学玻璃片上刻划大量相互平行、
宽度
和间隔相等的刻痕而制成的。 光栅上的刻痕起着不透光的作用， 光线
只能在刻痕间的狭缝中通过， 因此， 光栅实际上是一排密集、均匀而
又平行的狭缝，刻痕间的距离称为光栅常数。
【实验目的】
1. 了解分光计的主要构造及各部分的作用。 2. 掌握分光计的调节要求和使用方法。 3. 观察光栅衍射现象，测量汞灯在可见光范围内几条强光光谱线的波长。
【仪器用具】
JJY 型分光计、汞灯及电源、透射式平面刻痕光栅、平面反射镜
【实验原理】
1. 光栅衍射的原理 光的衍射分光计上装有能产生平行光的平行光管，能接收平行光的望远镜，以及能承载光学元
件的载物平台，这三者的方位都能利用各自的调节螺钉作适当的调整。为了测出角度，还配有读
数用的刻度盘和游标盘。它们构成了分光计的主要部件。
分光计的望远镜使用的是阿贝式自准直望远镜，
所谓自准直就是利用光学成像原理使物和像