用分光计测三棱镜顶角

图1
图2
测三棱镜顶角
转动载物台锁紧螺钉，使三棱镜待测顶角A重新对准平行光管。转动望远镜，找 2），从两个游标盘分别读出角度1 和 1 。 到狭缝像，并使望远镜分划板竖直刻线与像重合（如图1），固定望远镜（如图
游标盘 狭缝像
望远镜止动螺钉 图1 图2
测三棱镜顶角
将望远镜从I位置转到II位置（如图所示） ，找到另一侧的狭缝像，并使望远镜分
载物台：载物台是用来放置待测器件的。载物台的下方有三个 调平螺钉，若需调整和固定台面高度，放松或锁紧载物台下方 水平螺钉和转轴螺钉即可。
分度盘：可与望远镜固定在一起，绕分光计中心轴转动。利用 它和与载物台固定在一起的游标盘，可以测出望远镜转过的角 度。
实验步骤
分光计调整的总体要求： 1. 望远镜能接受平行光 ； 2. 平行光管能发出平行光； 3. 望远镜和平行光管等高同轴且与分光计的 中心轴相垂直 。
2 1
5
"+"字像
调整用十字刻度线
3
4
测量用十字刻度线
棱镜
十字叉丝
1.分划板 2.目镜 3.小棱镜 4.侧窗 5.物镜 图1 望远镜结构示意图
图2 望远镜视野示意图
平行光管：平行光管的作用是产生平行光，由一个装有狭缝的 套管和一个透镜组成，狭缝的宽度和位置均可调节。调节狭缝 宽窄调节螺钉，调狭缝调焦手轮，伸缩狭缝套筒，当狭缝正好 在透镜的焦平面上时，通过狭缝的光束经过透镜即成平行光。
离 减少一半（如图2所示），再调载物台的一个调平螺钉b（或c），使亮十字像 与上十字线完全重合（如图3所示） 。
图2
图1 图3
2. 调节望远镜的光轴使其垂直于仪器转轴
手握载物台锁紧螺钉转动载物台，使小平面镜转动180o，从望远镜中找到亮十 字像。此像一般不与上十字线重合，此时仍用“各半调节法”使亮十字像与上 十
数据处理
三棱镜顶角 其中 为望远镜I和II位置所成的角度。
实 验 次 数 I 位置
1 1 ) 的计算公式为 ( 2 1 ) ( 2 2 4

II 位置
2 1 , 2 , 1, ,
4
1
1
用分光计测三棱镜顶角
理学院大学物理实验中心
实验目的
1. 了解分光计的结构和各部件的作用。
2. 掌握分光计的调整要求和调整方法。
3. 学会用分光计测量角度。
实验仪器
分光计
低压汞灯 双面反射镜 三棱镜
实验原理
11
10
9
8
7
6
17
4 2
1
3
12
5 16
13
14
15
1.狭缝宽度调节手轮 2.狭缝锁紧螺钉 3.平行光管仰俯调节螺钉 4.平行光管 5.游标盘微调手轮 6.载物台 7.载物台调平螺钉 8.望远镜 9.调焦手轮 10.望远镜仰俯调节螺钉 11.目镜视度调节手轮 12.望远镜支架 13.望远镜微调螺钉 14.底座 15.游标刻度盘 16.游标盘微调手轮 17.载物台锁紧螺钉
字线完全重合。
载物台锁紧螺钉
再将载物台连同小平面镜转动180o ，重复以上步骤，直到两个反射面反射的十
字像总是与上十字刻线重合。注意：在此步调节之后，不得再动望远镜的仰俯调
节螺钉。
3. 调节平行光管
打开狭缝（如图1所示），点燃汞灯，将狭缝照亮。转动望远镜，对准平行光 管（如图2所示） ，就可在望远镜中找到狭缝像（如图3所示） 。
。注 划板竖直刻线与像重合，固定望远镜，从两个游标盘分别读出角度2 和2
在同一侧读出。 1 和2 在同一侧的游标盘读出， 1 和 2 意：
望远镜
望远镜
I 位置
II位置
整理仪器
在指导教师认可数据并签字后，按初始状态整理仪 器：将三棱镜和双面反射镜放回蓝色小盒中；关闭 汞灯电源，关闭插线板电源。
注意事项
可以调节望远镜微调螺钉，但不要去拧顶尖装置。
顶尖装置 望远镜微调螺钉
望远镜微调螺钉
2
2

—
1
2 3
注意：在计算望远镜转过的角度时，要注意刻度盘的零点是否经过了游标盘的零点。 若未经过游标盘零点，则望远镜转过的角度为 2 1 ；若经过游标盘零点，则望
远镜转过的角度为 3600 2 1 。
注意事项
三棱镜待测顶角A应对准平行光管放置，且尽量靠近载物台中心位置。 平行光管
1. 调节望远镜，使之能接受平行光
目镜调焦
慢慢转动目镜调焦手轮，使目镜前后伸缩，至十字刻线成像清晰即可。
十字刻线
望远镜视野示意图
望远镜调焦
将载物台调平螺钉调到适当位置，使载物盘升起一定高度，并且大致水平。
载物盘 载物台调平螺钉
望远镜调焦
在载物台中央放一块双面反射镜，让载物台下两个调平螺钉的连线垂直于镜 面，如图1所示。使镜的反射面与望远镜光轴大致垂直（如图2）。
狭缝宽度调节手轮 平行光管
望远镜
图1
图2 狭缝像（实为白色亮线）
图3
3. 调节平行光管
调节平行光管调焦手轮，以便从望远镜中看到清晰的狭缝像。
平行光管调焦手轮
3. 调节平行光管
松开狭缝锁紧螺钉（如图1），将狭缝调到水平方向（如图2），调节平行光管仰俯 调节螺钉（如图3），使狭缝像与分划板中心的横十字刻线重合（如图4）。 狭缝锁紧螺钉
b
a
c
图1
bຫໍສະໝຸດ Baidu
a
c
图2
望远镜调焦
调节望远镜的调焦手轮，使物镜筒前后移动，可使亮斑聚成清晰的亮十字像， 此时望远镜能接受平行光。
亮十字像
望远镜视野示意图
2. 调节望远镜的光轴使其垂直于仪器转轴
平面镜反射回来的十字像，一般和分划板上方的十字线并不重合，如图1所示。
采用“各半调节法”，即先调节望远镜仰俯调节螺钉，使十字像距上十字线偏
图1
图2
狭缝像 平行光管仰俯调节螺钉
图3
图4
3. 调节平行光管
将狭缝调到竖直方向（如图1） ，调节平行光管仰俯调节螺钉，使狭缝像被分划 板中心的横十字刻线等分（如图2），锁紧狭缝锁紧螺钉。
图1
图2
测三棱镜顶角
将三棱镜按如图1所示安放在载物台上，待测顶角A对准平行光管，且尽量靠近载 物台中心位置（如图2）。
JJ-2型分光计
望远镜：望远镜结构如图1所示，由物镜5、分划板1（板上刻有十字叉丝）和目
镜2组成。调节目镜可改变分划板到目镜的距离，使叉丝调到目镜的焦平面上，调 节分划板的位置改变分划板到物镜的距离，可使分划板处在物镜的焦平面上。如 果配合调节目镜可使分划板即在目镜的焦平面上，同时亦在物镜的焦平面上，此 时望远镜能接受平行光。 望远镜采用阿贝式自准直目镜，分划板上紧贴一个直角三棱镜，在棱镜的直 角面上有一个被光源照亮（光线通过直角三棱镜的斜边平面反射）的带颜色的十 字，其中心位置与分划板上方的十字线交点对称，如图2所示。 如果在载物台上放置一块双面平行的平面反射镜，并使其反射面和望远镜光 轴大体垂直，则十字发出的光通过物镜后经反射面反射回来，在分划板上将形成 十字反射像，适当调节可使十字反射像无视差地落在分划板上，且与上方十字线 中心重合，表明望远镜与反射镜面垂直，且可接受平行光。这种方法称为自准直 法。
平行光管
A a B 底面 C c b
图 1 A、B、C表示三棱镜顶角 a、b、c表示载物台调平螺钉 图2
测三棱镜顶角
然后转动载物台，使棱镜的一个折射面AB正对望远镜（如图1），调节载物台调平 螺钉a或c，使十字像与上十字刻线重合（注意：此时望远镜下的仰俯调节螺钉已调 好，不能再调）。转动载物台，使三棱镜另一折射面AC正对望远镜（如图2），调 节载物台另一调平螺钉b达到自准。重复以上步骤，直到AB、AC两面的反射像都与 上十字刻线重合。