大学物理实验-分光计的调节

14.目镜
13.照明光源 12.望远镜俯 仰调节螺钉 11.底座
7.载物台倾 斜调节螺钉 8.游标盘 9.刻度盘 10.中心轴 图1.JJY-1型分光计结构
载物台用来放置被测元件。载物台下面有三个调节螺丝，可以用来调节载 物台的倾斜程度。 底座起着对整个仪器支撑的作用。在其中心有一固定的中心轴。望远镜、 刻度盘以及游标盘均套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。
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分光计的调节
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5.1 自准直望远镜调节-原理
目镜 分划板 物镜 反射面
光轴
十字透光窗
反射像 绿十字
图2.自准直望远镜光路
望远镜用于观察平行光，聚焦于无限远，即目镜焦点、分 划板、物镜焦点重合。在物镜前置反射面，若望远镜光轴与反 射面垂直，分划板上的物也将成像到分划板所在的面。与分划 板下十字叉丝重合的绿十字的反射像将与上十字叉丝重合。
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b 图13 狭缝像
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8. 读数方法
游标1 游标2 游标零刻线 116°12'
刻度盘
游标盘
游标刻线与刻度盘刻线对齐位置
图15. 读数示例
图14. 刻度盘、游标盘
分光计仪器精度为1'。读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成，游标盘 上有两个游标，读取两个游标测得角度取平均值，消除偏心差。 刻度盘上每一格的值为30'，游标盘上有30格等分主刻度盘的29格的度 数值，游标盘每一小格为1'，读数时30'的整数倍部分在刻度盘上读出(游标盘 0刻线以左)，不足30'的从游标盘上读，看游标盘的哪条刻线与主刻盘的刻线 对齐，就读该值，单位为分(无需估读)。 如图15所示，在刻度盘上读出116°，游标盘的第12条刻线和主刻度盘 的刻线正好对齐，故游标盘的读数为12' ，最后读数为116°12' 。
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6.2 望远镜光轴调节-步骤（二）
A面反射像 B面反射像 A,B面反射像高度对称中心
c a 绿十字 b 图10 绿十字反射像位置
d
3. 松开游标盘止动螺钉，转动游标盘带动反射镜（或三棱镜）转动，使反 射镜 (或三棱镜) 一个反射面(A)正对望远镜，观察绿十字反射像位置，继续转 动游标盘使B面正对望远镜，观察绿十字反射像位置 （若无反射像，则重复粗 调），如果A、B面反射像高度相同，如图10-c所示，则略过步骤4，执行步骤 5，如果A、B面反射像高度不同，如图10-a，10-b所示，则 4. 微调载物台倾斜调节螺钉1或3，将反射像调至如图10-c所示高度。 5. 微调望远镜俯仰调节螺钉，将反射像高度调至如图10-d所示上水平叉丝 位置。 重复步骤3、4、5直至两个面的反射像均达到上水平叉丝高度，如图10-d 所示。 至此望远镜光轴完成，此后不要再调节望远镜俯仰调节螺钉。
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分光计的调节
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5.2 自准直望远镜调节-步骤
目镜镜筒 分划板 目镜锁紧螺钉 物镜 水平叉丝 竖直叉丝 十字反射像 目镜手轮
目镜 a b 图3 分划板
c
绿十字
十字透光窗
照明光源
自准直望远镜调节步骤： ① 旋转目镜手轮，看清分划板上叉丝(如图3-a或3-b所示)，此时分划板与目 镜焦点重合。 ② 打开LED光源，松开目镜锁紧螺钉，在物镜端面附近加一个反射镜，手 持目镜镜筒(不要拿照明光源，以免损坏光源)如双箭头(直线)所示，前后 移动目镜筒，看清楚位于上十字叉丝附近的十字透光窗反射像(如图3-c 所示)，且无视差(反射像清晰程度不随眼睛与目镜距离而改变)，此时分 划板与物镜焦点重合，锁紧目镜锁紧螺钉。
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图4.自准直望远镜结构
6.1 望远镜光轴调节-原理
双面反射镜 A面 望远镜 A面反射像 A面反射像 B面反射像 B面反射像
B面
载物台
绿十字 图5 望远镜光轴载反射镜
图6 望远镜光轴倾斜
若望远镜光轴垂直仪器主轴，则A、B反射像 A面反射像 均位于分划板上水平叉丝所在高度，如图5所示。 若载物台倾斜(即反射面倾斜)，则A、B面反 射像关于上水平叉丝对称，如图6所示，此时应调 节载物台倾斜调节螺钉。
图8 望远镜光轴调节
经过粗调，载物台大致水平，望远镜光轴近似垂直 仪器中心轴。 望远镜光轴调节步骤：
b 图9 反射元件放 置方式
1. 将反射镜置于载物台上，如图9-a所示，其中1,2,3对应载物台下面 三个倾斜调节螺钉。若使用三棱镜则如图9-b所示放置三棱镜。 2. 松开载物台高度调节螺钉，将载物台调至适当高度，锁紧螺钉。
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4. 分光计调节步骤
三、调节步骤 ① 目测粗调： ② 调节载物台下的三个倾斜调节螺钉，使载物台面大致水平， 调节望远镜及平行光管的俯仰调节螺钉，使望远镜和平行光管 光轴大致垂直于仪器中心轴，松开望远镜止动螺钉，转动望远 镜，使望远镜光轴与平行光管光轴大致在同一直线上； ③ 自准直望远镜调节； ④ 望远镜光轴调节（难点）； ⑤ 平行光管及其光轴调节。
用偏振片、波片，作光的偏振实验等。
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分光计的调节
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3. 分光计调节要求及注意事项
一、调节要求 望远镜调焦到Biblioteka Baidu穷远； 平行光管出射平行光； 望远镜光轴、平行光管光轴与分光计中心轴垂直。 二、注意事项
必须在了解仪器的使用方法和操作要求后才能使用仪器；
光学元件应轻拿、轻放，切忌跌落，以免损坏元件； 不能用手触摸光学元件的光学表面，光学表面如有灰尘，可 用橡皮球将灰尘吹去，切不可用纸巾、棉布等物品擦拭； 转动望远镜及载物台前要将锁紧螺钉松开，防止损坏仪器； 调节平行光管时再开汞灯，打开后就不要再频繁开关。 光学元件及仪器用完后，应放回原处，摆放整齐，关掉仪器 电源，经检查后方可离开。
分光计的调节
基础物理实验室
1. JJY-1型分光计的结构
3.载物台 4.平行光管 1.自准直望远镜 2.物镜 5.狭缝
6.平行光管俯 仰调节螺钉
分光计由望远镜、载 物台、平行光管、读数系 统、底座组成。
平行光管用于产生平行光, 由一个消色差的凸透镜和可 变狭缝组成。 望远镜用于观测平行光， 由物镜、分划板、照明光源 和目镜组成。 读数系统由刻度盘、游标 盘组成。
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2. JJY-1型分光计用途
JJY型分光计是一种分光测角光学实验仪器，在利用 光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理的各项实验中作 角度测量。例如： 利用光的反射原理测量棱镜的角度。
利用光的折射原理测量棱镜的最小偏向角，从而计算 棱镜玻璃的折射率和色散率。
用光栅，作光的衍射实验，测量光波波长。
B面反射像 图7 载物台倾斜
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若望远镜光轴倾斜，则A、B面反射像位于同 一高度，如图7所示，此时应调节望远镜倾斜调节 螺钉。
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6.2 望远镜光轴调节-步骤（一）
反射镜 望远镜 A面 B面 平行光管 1
望远镜俯仰调节螺钉 载物台倾斜调节螺钉
1
2
3
a
游标盘止动螺钉 载物台高度调节螺 钉
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7. 平行光管调节
消色差物镜 低压汞灯 狭缝 图11. 平行光管光路 消色差物镜 狭缝锁紧螺钉 ① ④ ③ ② 狭缝 a
狭缝宽度调节旋钮 平行光管俯仰调节螺钉
图12. 平行光管 平行光管调节步骤： 1. 取下反射镜(或三棱镜)，关闭LED灯，打开低压汞灯(至实验结束再关闭汞 灯)。松开狭缝锁紧螺钉，前后移动狭缝机构，将狭缝调至消色差物镜的焦 点处，目镜中可观察到如图13-a所示清晰的亮线即为狭缝像。轻轻旋转狭 缝宽度调节旋钮使狭缝宽度约为1mm，务必注意观察狭缝宽度，切忌将狭 缝调得过细，致两个构成狭缝的两个刀片接触，使狭缝损坏。 2. 将狭缝机构绕平行光管光轴旋转90度(不要改变狭缝与物镜的距离)，竖直 的狭缝像变为水平，调节平行光管俯仰调节螺钉，使狭缝像被分划板中间 水平叉丝平分(如图13-b所示)，此时平行光管光轴与仪器中心轴垂直。 3. 将狭缝回转90度，狭缝像如图13-a所示，锁紧狭缝锁紧螺钉。