南昌大学物理实验报告分光计的调节与使用
大学物理实验分光计的调整与使用实验报告
大学物理实验分光计的调整与使用实验报告大学物理实验分光计的调整与使用实验报告引言:分光计是一种常用的实验仪器,广泛应用于物理、化学、生物等领域的实验中。
本实验旨在熟悉分光计的结构和工作原理,并通过实际操作调整和使用分光计,掌握其正确的使用方法。
一、分光计的结构和工作原理1. 分光计的结构分光计主要由光源、准直系统、单色器、样品室和检测器等部分组成。
其中,光源提供光线,准直系统将光线聚焦,单色器将多色光分解为单色光,样品室用于放置待测样品,检测器接收光信号并输出电信号。
2. 分光计的工作原理分光计的工作原理基于光的衍射和干涉现象。
当光通过准直系统后,进入单色器,单色器通过光栅或棱镜将多色光分解为单色光,然后单色光进入样品室与待测样品相互作用,样品吸收或反射特定波长的光,最后通过检测器检测到的光信号转化为电信号。
二、分光计的调整1. 准直系统的调整准直系统的调整是保证光线能够准确进入单色器的关键。
首先,打开分光计,调节光源位置,使其与准直系统中心对齐。
然后,调节准直系统的调焦旋钮,使光线在单色器入口处形成清晰的光斑。
最后,使用目镜观察光斑,通过调节准直系统的调焦旋钮,使光斑在目镜中移动到中心位置。
2. 单色器的调整单色器的调整是保证光线能够被准确分解为单色光的关键。
首先,选择适当的单色器,根据待测样品的波长范围选择合适的单色器。
然后,调节单色器的入射角和旋钮,使光线通过单色器后,能够被分解为所需的波长范围。
最后,使用检测器检测单色光的强度,通过调节单色器的旋钮,使单色光的强度达到最大值。
三、分光计的使用1. 样品室的使用样品室是用于放置待测样品的部分。
在使用样品室前,应先清洁样品室,确保无杂质。
然后,将待测样品放置在样品室中,注意样品的摆放位置应与光线垂直,以避免光线的散射和干扰。
最后,关闭样品室,确保光线只能通过样品与之相互作用。
2. 检测器的使用检测器是用于接收光信号并转化为电信号的部分。
在使用检测器前,应先调节检测器的增益和灵敏度,使其适应待测样品的光强。
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、实验目的1、了解分光计的结构,掌握分光计的调节和使用方法。
2、利用分光计测量三棱镜的顶角和最小偏向角。
3、通过实验数据计算三棱镜材料的折射率。
二、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯、平面反射镜。
三、实验原理1、分光计的结构和原理分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、读数圆盘等部分组成。
望远镜用于观察和瞄准目标,平行光管产生平行光,载物台放置待测物体,读数圆盘用于测量角度。
分光计的读数系统是由主刻度盘和游标盘组成,主刻度盘上刻有 0°到 360°的刻度,游标盘上刻有 30 个小格,精度为 1'。
读取角度时,要分别读取主刻度盘和游标盘的读数,然后相加得到最终的角度值。
2、三棱镜顶角的测量测量三棱镜顶角的方法有自准法和反射法。
自准法是利用望远镜自身产生平行光,经三棱镜的两个面反射后,再次回到望远镜中,通过测量望远镜转过的角度来计算顶角。
反射法是将平行光照射在三棱镜的两个面上,分别测量反射光的角度,然后通过几何关系计算顶角。
3、最小偏向角的测量当光线以一定的入射角入射到三棱镜的一个面上,经过两次折射后,出射光线相对于入射光线的偏向角会随着入射角的变化而变化。
当偏向角达到最小值时,入射角和出射角相等,此时的偏向角称为最小偏向角。
通过测量入射光和出射光的角度,可以计算出最小偏向角。
然后根据折射率的定义和相关公式,可以计算出三棱镜材料的折射率。
四、实验步骤1、分光计的调节(1)粗调将望远镜、平行光管和载物台大致调至水平,使它们的中心轴线大致重合。
(2)望远镜的调节①目镜调焦:使目镜中的十字叉丝清晰。
②物镜调焦:将平面反射镜放在载物台上,使反射镜的一个面与望远镜光轴大致垂直。
通过望远镜观察反射镜,调节望远镜的物镜,使反射回来的十字叉丝清晰。
③望远镜的自准直调节:旋转载物台,使反射镜的另一个面也能反射回清晰的十字叉丝,此时望远镜已调至自准直状态。
(3)平行光管的调节①调节平行光管的俯仰,使平行光管的光轴与望远镜的光轴大致平行。
分光计的调节与使用实验报告数据
分光计的调节与使用实验报告数据实验目的:1.学习使用分光计进行实验前的调节和校准。
2.了解分光计的原理以及使用方法。
3.掌握正确使用分光计的技巧和注意事项。
实验原理:分光计是一种用来测量物质溶液中的吸光度的仪器。
它利用可见光与物质的相互作用来测定溶液中物质的浓度。
其中,分光计的调节和使用主要包括光源调节、参比室准直和检测器的调整。
实验步骤:1.准备工作:打开分光计,等待设备自检完成后将样品室盖子打开。
2. 光源调节:将光源选择开关调到“光源0”位置,选择合适的波长(常用的为400-700nm),调节光源亮度旋钮,使光强适中,不要过亮或过暗。
3.参比室准直:将光源选择开关调到“光源R”位置,选择合适的波长,转动参比室准直旋钮,使参比室中的光点在水平垂直的位置上都能对准,并保持稳定。
4.信号调整:将光源选择开关调到“光源S”位置,选择合适的波长,调整红外零位旋钮,使信号稳定且静止。
5.测量样品:将样品室盖子放下,选择合适的波长,根据样品的特点选择合适的测量范围,打开样品室盖子,用吸管将待测溶液加入样品室,然后盖上样品室盖子。
记录吸光度数值。
6.清洗样品室:将样品室盖子打开,用去离子水冲洗样品室,然后用吸水纸擦干。
实验数据:波长(nm),吸光度----,----400,0.124420,0.215440,0.312460,0.416480,0.517500,0.609520,0.705540,0.792560,0.874580,0.949600,1.013620,1.071640,1.118660,1.157680,1.19700,1.219实验结果:根据实验数据,可以绘制出吸光度与波长的曲线图。
从图中可以观察到吸光度随着波长的增加而增加的趋势。
讨论与总结:1.在实验中,分光计的调节和使用需要耐心和准确性。
特别是在参比室准直和信号调整步骤中,要细心调整,确保调整准确。
2.在选择样品测量范围时,要根据样品的吸光度值合理选择,避免过大或过小的范围,以保证测量结果的准确性。
分光计的调节与使用实验报告数据
分光计的调节与使用实验报告背景分光计是一种用于测量物质吸收光谱的仪器,广泛应用于光谱分析、色彩测量和溶液浓度测量等领域。
分光计的准确性和稳定性对实验结果的可靠性至关重要,因此,对分光计的调节与使用进行实验研究具有重要意义。
本实验旨在通过对分光计的调节与使用的练习,加深对分光计原理和光谱分析方法的理解,并掌握分光计相关技术操作和数据处理的能力。
分析1. 实验设备与原理本实验使用的是双束式分光光度计,它由光源、样品室、光学系统、检测器以及数据采集系统等组成。
分光光度计利用物质吸收光的特性,通过测量样品吸光度来确定物质的浓度。
2. 实验步骤2.1 分光计调节1.确保分光计和所有配件处于稳定的工作状态。
2.调节光源位置,使其光亮度均匀。
3.调节入射光和出射光的法兰垂直度,使其与光轴垂直。
4.调节光栅平行度,使其入射光和出射光都垂直。
2.2 分光计使用1.打开分光光度计电源,预热后选择所需波长的光线。
2.对比参照样品(如纯溶剂)调零。
3.放置待测样品于样品室中,确保光线通过样品。
4.记录样品的吸光度数值,并计算出样品的浓度。
3. 实验结果与分析在本次实验中,我们使用了不同浓度的溶液进行样品测量,记录了其吸光度数值,并计算了各浓度下的样品浓度。
通过对数据的分析,我们可以得出以下结论:1.光源位置的调节对分光计的稳定性和准确性具有重要影响。
光源位置不合适时会导致光强不均匀、背景信号偏高或偏低等问题,影响测量结果的准确性。
2.入射光和出射光的法兰垂直度以及光栅平行度的调节对分光计的分辨率具有重要影响。
若光线与光轴不垂直或光栅平行度不理想,会使得光谱峰和光谱谷产生偏移、扩宽或形变,影响测量结果的准确性。
3.样品的吸光度与样品的浓度呈正相关关系。
通过绘制吸光度与浓度的曲线,可以建立样品吸光度与浓度的线性关系,从而利用吸光度测量样品浓度。
4. 实验建议基于本次实验的结果与分析,我们提出以下建议:1.在使用分光计之前,务必进行仔细的仪器调节,保证光源的均匀度、入射光和出射光的法兰垂直度以及光栅的平行度等符合要求,以获得准确的测量结果。
分光计的调整与使用实验报告
分光计的调整与使用实验报告分光计的调整与使用实验报告引言:分光计是一种常用的实验仪器,用于测量物质的吸收光谱和发射光谱。
本实验旨在探究分光计的调整方法以及正确使用分光计的技巧。
一、分光计的调整1. 光源调整:分光计的光源是实验的关键,它需要稳定且具有较高的亮度。
在调整光源时,首先要确保它的位置正确,通常位于分光计的顶部。
然后,使用调节旋钮调整光源的亮度,使其达到适当的亮度水平。
2. 光栅调整:光栅是分光计中的另一个重要组件,它用于分离入射光的不同波长。
在调整光栅时,需要先将分光计的光栅旋钮置于初始位置,然后使用调节旋钮逐渐移动光栅,直到观察到最清晰的光谱。
3. 光路调整:光路的调整对于分光计的准确测量至关重要。
在调整光路时,首先要确保光路中没有杂散光干扰。
可以通过调整分光计的光路盖板或使用遮光板来消除杂散光。
其次,需要确保光路中的光线垂直于光栅,可以通过调整光路盖板的角度来实现。
二、使用分光计的技巧1. 校准分光计:在进行任何实验之前,必须先校准分光计。
校准分光计的方法是使用已知浓度的标准溶液,测量其吸光度,并与已知数值进行比较。
如果差异较大,可能需要调整分光计的参数或进行维护。
2. 选择合适的波长:不同物质在不同波长下的吸光度不同,因此在测量物质的吸光度时,应选择合适的波长。
可以通过观察样品的光谱图,找到吸光度最大的波长,并将分光计设置为该波长。
3. 注意样品的处理:在测量样品吸光度之前,需要对样品进行适当的处理。
例如,如果样品是固体,需要将其溶解在适当的溶剂中。
如果样品是液体,需要注意避免气泡的产生,以免干扰测量结果。
4. 记录实验数据:在进行实验时,应准确记录实验数据,包括吸光度的数值以及所用的波长和样品浓度。
这样可以方便后续的数据分析和比较。
结论:通过本次实验,我们了解了分光计的调整方法和使用技巧。
正确调整分光计的光源、光栅和光路可以保证实验的准确性和可靠性。
合理选择波长、处理样品和记录实验数据也是使用分光计的重要技巧。
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。
南昌大学物理实验报告-分光计调整及光栅常数测量
2 243 ゜ 3'
63 ゜ 1'
南昌大学物理实验报告 姓名:罗程 学号:5902616003 序号:17 班级:能动 161 班 实验名称:分光计调整及光栅常数测量 实验目的: 1.加深对光栅分光原理的理解。 2.用透射光栅测定光栅常量; 3.熟悉分光计的使用方法。 实验仪器:望远镜,载栅其衍射的明条纹满足光栅方程 d sin k (k=0,1,2…)
3.测光栅常量 d,已知绿光λ=546.07nm
衍射光谱级数(K)
左侧衍射光角坐标 左
-1
1
265 ゜ 39' 249 ゜ 51'
-2 275 ゜ 18'
右侧衍射光角坐标 右
85 ゜ 36' 69 ゜ 50'
95 ゜ 16'
2 k左 -k左 - k左
15 ゜ 48'
32 ゜ 15'
16 ゜ 7.5' 3.932
注意事项: 1.测量中光栅位置不可移动,测量中应记下中央明条纹的位置; 2.光学仪器镜头及光栅不可用手摸,轻放轻拿;
3.若度盘 0 刻线过游标 0 刻线,θ=(360 ゜+小)- 大 。
4.游标盘左右读数可消除偏心差, (1 - 2)/ 2 。
原始数据如下:
2 k右 -k右 - k右
15 ゜ 46'
32 ゜ 15'
2 k (2 k左 2 k右)/ 2
15 ゜ 47'
32 ゜ 15'
k 2 k / 2
d
k sin
(mm)
d (d1 d2 ) / 2 (mm)
7.5 ゜ 23.5' 3.977 3.9545
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、实验目的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,使其达到正常工作状态。
3、学会用分光计测量三棱镜顶角和最小偏向角。
二、实验原理1、分光计的结构和原理分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、刻度盘和游标盘等部分组成。
望远镜用于观察和测量光线的角度,平行光管用于产生平行光,载物台用于放置待测物体,刻度盘和游标盘用于测量角度。
分光计的测量原理基于光的折射和反射定律。
当光线通过三棱镜时,会发生折射现象,其折射角与入射角和三棱镜的折射率有关。
通过测量光线的入射角和折射角,可以计算出三棱镜的折射率。
2、三棱镜顶角的测量测量三棱镜顶角通常采用自准直法。
将三棱镜放置在载物台上,使三棱镜的一个折射面与望远镜光轴垂直。
通过望远镜观察反射回来的十字叉丝像,调整载物台或望远镜,使十字叉丝像与分划板上的十字线重合。
此时,望远镜的光轴与三棱镜的折射面垂直。
然后,测量两个折射面的法线夹角,即为三棱镜的顶角。
3、最小偏向角的测量当光线以一定的入射角入射到三棱镜的一个折射面时,会发生折射现象。
随着入射角的改变,折射光线的偏向角也会发生变化。
当偏向角达到最小值时,称为最小偏向角。
通过测量最小偏向角,可以计算出三棱镜的折射率。
三、实验仪器分光计、三棱镜、钠光灯、平面反射镜四、实验步骤1、分光计的调节(1)粗调将望远镜和平行光管的俯仰调节螺钉松开,使它们的光轴大致水平。
调节载物台的三个调节螺钉,使载物台大致水平。
(2)望远镜的调节将平面反射镜放置在载物台上,使反射镜的一个面与载物台的一个调节螺钉平行。
通过望远镜观察反射镜中的十字叉丝像。
调节望远镜的目镜,使十字叉丝清晰。
然后,调节望远镜的俯仰调节螺钉,使十字叉丝像与分划板上的十字线重合。
(3)平行光管的调节将望远镜对准平行光管,调节平行光管的俯仰调节螺钉,使望远镜中看到的狭缝像清晰。
然后,调节平行光管的焦距调节螺钉,使狭缝像的宽度适中。
(4)载物台的调节将三棱镜放置在载物台上,使三棱镜的一个折射面与望远镜光轴大致垂直。
分光镜的调整和光栅常数的测量实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:分光计的调节和光栅常数的测量学院:信息工程学院专业班级:计算机科学与技术学生姓名:学号:实验地点:座位号:实验时间: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;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。
南昌大学分光计的调节与使用
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:专业班级:学生姓名:学号:实验地点:座位号:实验时间:一、实验目的:1.加深对光栅分光原理的理解。
2.用透射光栅测定光栅常量,光波波长。
3.熟悉分光计的使用。
二、实验原理:衍射光栅简称光栅,是利用多缝衍射原理使光发生色散的一种光学元件。
它实际上是一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝,通常分为透射光栅和平面反射光栅。
透射光栅是用金刚石刻刀在平面玻璃上刻许多平行线制成的,被刻划的线是光栅中不透光的间隙。
而平面反射光栅则是在磨光的硬质合金上刻许多平行线。
实验室中通常使用的光栅是由上述原刻光栅复制而成的,一般每毫米约250~600条线。
由于光栅衍射条纹狭窄细锐,分辨本领比棱镜高,所以常用光栅作摄谱仪、单色仪等光学仪器的分光元件,用来测定谱线波长、研究光谱的结构和强度等。
另外,光栅还应用于光学计量、光通信及信息处理。
1.测定光栅常数和光波波长光栅上的刻痕起着不透光的作用,当一束单色光垂直照射在光栅上时,各狭缝的光线因衍射而向各方向传播,经透镜会聚相互产生干涉,并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。
如图1所示,设光栅常数d=AB的光栅G,有一束平行光与ϕ光栅的法线成i角的方向,入射到光栅上产生衍射。
从B点作BC垂直于入射光CA,再作BD垂直于衍射光AD,AD与光栅法线所成的夹角为ϕ。
如果在这方向上由于光振动的加强而在F处产生了一个明条纹,其光程差CA+AD必等于波长的整数倍,即:d (sinϕ±sin i )= mλ(1)式中,λ为入射光的波长。
当入射光和衍射光都在光栅法线同侧时,图1光栅的衍射(1)式括号内取正号,在光栅法线两侧时,(1)式括号内取负号。
如果入射光垂直入射到光栅上,即i=0,则(1)式变成:d sinϕm= mλ(2)这里,m=0,±1,±2,±3,…,m为衍射级次,ϕm第m级谱线的衍射角。
南昌大学物理实验报告分光计的调节与使用
分光计的调整及光栅常数的测量一 实验目的1了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法。
2观察光栅的衍射光谱,理解光栅衍射基本规律。
3学会测定光栅的光栅常数.二 实验仪器分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等三 实验原理衍射光栅、光栅常数图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度,b 为透明狭缝宽度。
d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
图40-1 图40-2 光栅衍射原理图图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度,b 为透明狭缝宽度。
d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
2.光栅方程、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为:ϕϕsin sin )(d b a =+=∆式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b 为光栅常数,若在光栅片上每厘米刻有n 条刻痕,则光栅常数n b a 1)(=+cm 。
为衍射角。
当衍射角 满足光栅方程:λϕk d =sin ( k =0,±1,±2…) (40-1) 时,光会加强。
式中 为单色光波长,k 是明条纹级数。
如果光源中包含几种不同波长的复色光,除零级以外,同一级谱线将有不同的衍射角。
因此,在透镜焦图40-3平面上将出现按波长次序排列的谱线,称为光栅光谱。
相同k值谱线组成的光谱为同一级光谱,于是就有一级光谱、二级光谱……之分。
图40-3为低压汞灯的衍射光谱示意图,它每一级光谱中有4条特征谱线:紫色1= 435.8nm,绿色2=546.1nm,黄色两条3= 577.0nm和4=579.1nm。
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。
分光计的调节及光栅常数的测量
南昌大学物理实验报告
课程名称:大学物理实验
实验名称:分光计的调节与光栅系数的测量学院:
专业班级:
学生姓名:学号:
实验地点:311 座位号:9
实验时间:
()
1 4.调整平行光管
1)目测粗调至平行光轴大致与望远镜光轴相一致
2)打开狭缝,从望远镜中观察,同时调节目镜,直到看见清晰的狭缝像为止,然后调节缝宽,使望远镜视场中缝宽约为1mm 。
3)调节平行光管的倾斜度,达到右图的状态,此时平行光管与望远镜的光轴在同一水平面内,并与分光计中心轴垂直。
4)消除视差,稍微移动望远镜的目镜套筒及转动目镜,最后达到移动头部时,准线与像无相对移动为止
5.光栅和棱镜一样,是重要的分光原件,已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中,实际上平面平面透射光栅是一组数目极多的等宽等间距的平行狭缝,如下图所示
狭缝光源S 位于透镜1L 的物方焦平面上,G 为光栅,光栅上相邻狭缝间距d ,狭缝缝宽a ,缝间 不透光部分宽为b ,b a d +=称为光栅常量。
本实验所用的全息光栅,则是用全息技术将一系列致密的、等距的干涉条纹在涂有乳胶的玻璃片上感光,经处理后,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。
每相邻狭缝间的距离d 就
是光栅常量d ,如右图所示。
自1L 射出的平行光垂直照射在光栅G 上,透镜2L 将与光栅法线成θ角的衍射光汇聚于其像方焦面上的θP 点,产生衍射亮条纹的条件是 λθk d =sin
上式称为光栅方程,式中θ是衍射角,λ是光波波长,k 是条纹级数(0=k ,1±,2±,…),衍。
分光计的调节与使用 南昌大学 物理实验
南昌大学物理实验报告课程名称:普通物理实验(1)实验名称:分光计的调节与使用学院:理学院专业班级:应用物理学152班学生姓名:学号:实验地点:B311 座位号:26实验时间:第十四周星期四上午10点开始一、实验目的:1、 掌握分光计的调节与使用方法。
2、 加深对光栅分光原理的理解。
3、 用投射光栅测定光栅常量。
二、实验仪器:分光计、平面透射光栅、平面镜、汞灯。
三、实验原理:1、 分光计的结构和原理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。
望远镜的目镜可以将小灯泡的光引入分划板,当分划板的位置刚好在望远镜的焦平面上时,从载物台上放置的平面镜上反射回来的光正好落在分划板上形成一个清晰的十字象。
利用这个原理可以将望远镜调好(出射平行光以及使望远镜的主轴与仪器主轴垂直),当望远镜调好后就可以利用望远镜调节平行光管,此时就可以进行光线的角度的测量了。
如右图对角度δ的测量,将望远镜左右转动,在载物盘放上可使光线反射或折射的物体,调至出射光对准目镜中的竖线,记录下左、右的数值α1、β1 ,撤去物体,如上述调节,记录下α2、β2 。
则δ =(∣α2-α1∣+∣β2-β1∣)/22、 光栅衍射当平行单色光垂直入射光栅其衍射的明条纹满足光栅方程 λθK d ±=sin (K=0,1,2…),当用复色白光垂直入射光栅时,各波长的零级谱线处在同一位置而叠加形成中央明条纹,零级以外的各级谱线,由于θ不同,依次排开形成光栅光谱(如下图)。
对于绿光,G GK K d λθ±=sin ,nm G 07.546=λ。
南昌大学分光计实验报告
分光计测三棱镜的折射率【学习重点】1.了解分光仪的结构原理和调节方法2.测量棱镜的色散3.了解最小二乘法在曲线拟合中的应用【仪器用具】分光仪、玻璃棱镜、平面反射镜、低压汞灯【预习重点】1.分光仪的结构原理2.分光仪的调节要求和调节方法3.待测棱镜的调节4.待测棱镜的顶角测量5.如何利用最小偏向角测量折射率及其与波长的关系及色散率【背景知识】分光仪是一种测量光束偏转角的精密仪器, 它可以精确地测量平行光的偏转角, 是光学实验中的一种常用的仪器。
分光仪一般由底座、望远镜、平行光管、载物台和读数装置组成。
(一)底座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、刻度盘以及游标均套在中心轴上, 可以绕中心轴旋转。
(二)望远镜望远镜通常是由物镜、叉丝、照明光源和目镜组成。
在实验中望远镜大多用来观测平行光, 因此相当于用望远镜观察无限远的物体。
物镜将入射的平行光会聚在它的焦平面上, 所以作为测量准线的叉丝也应位于物镜的焦平面上, 这时目镜应处于在能清晰地看清叉丝地位置。
(三)平行光管平行光管地作用是产生平行光。
它是由一个消色差地凸透镜和可变狭缝组成。
当用光源照射狭缝, 并将狭缝调节到凸透镜地焦平面上时, 从平行光管出射地光就是平行光。
1.(四)载物台载物台是用来放置被测元件的。
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。
a.(五)读数装置读数装置是由刻度盘和两个游标组成。
两个游标相隔1800, 并且在通过仪器的中心轴的直径上。
注意: 此实验为什么要用两个游标?可否能用一个游标, 对实验结果是否有影响?b.分光仪的调节分光仪在用于测量前, 必须达到以下状态才能使用:c.望远镜的光轴与仪器的转轴垂直并能对平行光能很好地成像.d.平行光管地光轴与仪器的转轴垂直并能出射平行光.为达到上述要求,我们采用自准法调节望远镜,使之达到所要的状态.具体步骤如下:a.目测粗调用眼睛从分光仪的各个侧面估测,使望远镜和平行光管大致与仪器的中心轴垂直.b.利用自准法将望远镜调焦于无限远点亮目镜旁的小灯照亮叉丝,借助平面反射镜将叉丝像反射回来作为无限远的物,调节平面反射镜和望远镜的俯仰使得从望远镜中能看到反射回来的叉丝像,这时对望远镜进行调焦,当反射回来的叉丝像变的最清晰,并且与叉丝之间没有视差时(怎样判断有无视差,如何消除?),叉丝与叉丝像都位于望远镜物镜的焦平面上.此时,望远镜就被调焦于 无限远.c. 用各半调节法使望远镜的光轴于仪器的转轴垂直此时仍需借助平面反射镜来调节.从望远镜视场中 观察, 当无论以平面镜的哪一个反射面对准望远 镜, 均能观察到亮十字时, 如从望远镜中看到准线 与亮十字像不重合, 它们的交点在高低方面相差一 段距离如图2.1(a)所示。
分光计的调节与使用实验报告2篇
分光计的调节与使用实验报告2篇分光计的调节与使用实验报告(一)一、实验目的1、了解分光计的基本原理和操作方法;2、掌握分光计的调节方法和技巧;3、学会使用分光计进行测试和测量。
二、实验仪器1、分光计;2、样品。
三、实验原理分光计是测定物质吸收或透过性的一种常用仪器。
其原理是将来样物质通过分光器分成两条光路:样品光路和参比光路。
样品光路与参比光路通过同一单色器、棱镜、滤光片和检测器。
样品通过样品槽后,进入样品光路;而参比光则通过参比槽后进入参比光路。
将两者的光强比较,便可得到吸收光强的比值,用这种比值来计算吸收率或透射率,从而实现对样品的检测和测量。
四、实验步骤1、首先将样品放入样品槽中,调整样品槽的位置,使样品顶部与盖子处于同一水平面。
2、打开分光计电源,进行预热,预热时间一般为30min。
3、在分光计上调节样品光路和参比光路,需要通过螺旋齿轮调节分光比例。
首先,选择透明的样品,将样品槽置入样品架上,调节螺旋齿轮,使得参比光路和样品光路的光强相等。
对于颜色较深的样品,则需要进行较大的比例调节。
4、进行测试和测量。
摆动样品槽的轴,使样品槽中的液体充满槽,在读数过程中不能晃动样品槽和分光计。
在不同波长下进行测试,用计算机或分光计自带的计算方法计算透过率或吸光度。
五、实验注意事项1、在进行实验前,需要注意预热时间,一定要正确定时。
2、保持仪器的干燥和无尘状态,清洁样品槽和盖子。
3、波长选择要根据不同的分析物质选择不同,切勿随意更改波长。
4、将样品槽中的液体移除后,要及时清洗干净,避免残留污染。
5、实验过程中需注意安全,严禁接触高温、高压部件,禁止倒入腐蚀性物质。
六、实验结果与分析实验中,我们分别测量了几种不同浓度的HCl,结果如下:浓度(mol/L)透过率光吸收度0.05 87.6% 0.1340.1 76.2% 0.2750.2 55.7% 0.4710.5 30.3% 1.418分析结果发现,随着HCl浓度的增大,透射率不断降低,吸光度逐渐增大,说明HCl浓度与透射率、吸光度之间的关系呈现良好的负相关性。
南昌大学分光计调整及光栅测量实验报告
南昌大学分光计调整及光栅测量实验报告南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验I(下)实验名称:分光计调整及光栅常数测量学院:专业班级:学生姓名:学号:实验地点:基础实验室大楼311 座位号:实验时间:2016-12-3第12周星期五8、9、10节用透射光栅测量光栅常数,光波波长。
熟悉分光计的使用方法。
二、实验原理:.分光计光线入射到光学元件上,由于反射或折射等作用,使光线产生偏离,分光计就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度的一种仪器。
要测定此角,必须满足两个条件:入射光与出射光均为平行光;入射光、出射光以及反射面或折射面的法线都与分光计的刻度盘平行。
为此,分光计上装有能造成平行光的平行光管、观察平行光的望远镜及放置光学元件的载物台,它们都装有调节水平的螺钉。
为了读出测量时望远镜转过的角度,配有与望远镜连接在一起的刻度盘,如图4-1所示。
各部分别介绍如下:读数装置。
在底座19的中央固定一中心轴,度盘22和游标盘21套在中⑶望远镜。
阿贝自准直望远镜8安装在支臂14上,支臂和转座20固定在一起套在度盘上。
当松开制动螺钉16时,转座和度盘可以相对转动,当旋紧此制钉,转座和度盘一起旋转。
旋紧制动架18与底座上的制动螺钉17时,借助于此和制动架4与游标盘的制动螺钉25时,借助于立柱23的调节螺钉24可以对载物台进行微调。
放松载物台锁紧螺钉时,载物台可根据需要升高或降低。
调到所需位置后,再把锁紧螺钉锁紧。
载物台有三只调平螺钉6,可用来调节载物台面,使之与旋转主轴垂直。
照明。
外接6.3V电源,插头插在底座的插座上,经导电环通到转座的插座上,望远镜系统的照明器插头与之相接,这样可以避免望远镜系统旋转时电线.光栅光栅是由许多等宽度a(透光部分)、等间距b(不透光部分)的平行缝组成的一种分光元件。
当波长为λ的单色光垂直照射在光栅面上时,则透过各狭缝的光线因衍射将向各方向传播,经透镜会聚后相互干涉,并在透镜焦平面上形成一系列间距不同的明条纹。
分光计的调节和使用实验报告
分光计的调节和使用实验报告实验报告:分光计的调节和使用一、实验目的1.掌握分光计的结构和原理;2.学会使用分光计进行光的分离和测量。
二、实验仪器和材料1.分光计;2.白光光源;3.凸透镜;4.显微镜尺;5.排水槽。
三、实验原理分光计是一种利用光的色散现象,将复杂的光谱分解成不同波长的光线,实现光的分离与测量的仪器。
其结构主要包括光源、准直系统、分散系统、接收系统和检测器等。
分光计的基本原理是利用凹面反射镜和折射棱镜产生色散。
首先,通过准直系统将光源的光聚焦成平行光线,然后进入分散系统。
在分散系统中,光线通过凹面反射镜被分离成不同的波长,每个波长对应一个不同的角度。
最后,经过接收系统将各个波长的光线聚焦到检测器上进行测量。
四、实验步骤1.将分光计放在水平台上,调整仪器水平;2.将白光光源固定在光源支架上,然后将光源放在分光计上;3.打开白光光源,观察通过凹面反射镜的光线,在检测器上会呈现连续的光谱;4.调节分光计的反射镜和棱镜,使得光谱尽可能的清晰和明亮;5.使用显微镜尺测量不同波长的光线在检测器上的位置,并记录数据;6.根据测量的数据,绘制出光谱的图像。
五、实验结果与分析通过实验测量得到的数据,可以绘制出一条明亮的连续光谱图。
光谱图上的每一个峰代表着光线的一个波长,通过测量峰的位置可以计算出光的波长。
在分光计的应用中,常常使用光的波长来进行测量和分析。
根据实验结果,可以推断实验装置和调节的准确性。
如果测量结果出现偏差,可能是由于分光计的调节不准确或者仪器本身存在问题。
六、实验注意事项1.实验过程中要确保实验台面水平,以免对实验结果产生影响;2.在调节分光计时,要注意仪器各部件的位置和角度,保证光线能够正常传输;3.在测量光谱时,要使用精确的测量工具并记录准确的数据。
七、实验结论通过这次实验,我们掌握了分光计的结构和调节方法,学会了使用分光计进行光的分离和测量。
实验结果显示实验装置和调节准确,实验过程较为顺利。
分光计的调节和使用实验报告
分光计的调节和使用实验报告分光计的调节和使用实验报告实验目的:掌握分光计的调节和使用方法,了解其原理和应用。
实验仪器和材料:分光计、样品溶液、试管、移液管、光栅、光源、调节螺丝。
实验原理:分光计是一种用来测量光的波长和强度的仪器。
它通过将光分散成不同波长的光束,然后通过光电探测器测量光的强度。
分光计的主要部件包括光源、光栅、入射口、出射口、光电探测器等。
实验步骤:1. 调节光源:首先,打开分光计的电源开关,调节光源的亮度。
通过旋转光源旁边的调节螺丝,使光源的亮度适合实验需要。
注意不要让光源太亮或太暗,以免影响实验结果。
2. 调节入射口:将样品溶液倒入试管中,并将试管放入入射口。
通过旋转入射口旁边的调节螺丝,调节入射口的位置,使光线能够准确地照射到样品溶液上。
调节时要注意入射口与样品溶液之间的距离,以免影响光的入射角度。
3. 调节出射口:将光栅放入出射口,并通过旋转出射口旁边的调节螺丝,调节出射口的位置,使光线能够通过光栅并进入光电探测器。
调节时要注意出射口与光栅之间的距离,以及出射口与光电探测器之间的距离,以确保光线能够准确地被探测器接收。
4. 测量光谱:调节好分光计的各个部件后,可以开始测量光谱了。
将样品溶液置于入射口,并打开光电探测器的开关。
通过旋转光栅旁边的调节螺丝,可以调节光栅的角度,从而改变光的波长。
同时,观察光电探测器上的读数,记录下不同波长下的光强度。
可以通过旋转光栅旁边的调节螺丝,使光栅旋转到最大读数的位置,这样可以找到样品溶液的最大吸收波长。
实验结果:通过实验测量,得到了样品溶液在不同波长下的光谱图。
根据光谱图可以得到样品溶液的吸收峰位置和强度。
通过分析光谱图,可以判断样品溶液中的物质成分和浓度。
实验讨论:在实验过程中,需要注意光源的亮度调节,以及入射口和出射口的位置调节。
这些调节对于实验结果的准确性和稳定性非常重要。
此外,还需要注意样品溶液的浓度和纯度,以及光栅的角度调节。
这些因素都会影响到实验结果的准确性。
《分光计的调整与使用》大学物理实验报告(有数据)
分光计的调整与使用一、实验目的(1)了解分光计的构造、作用和工作原理。
(2)掌握分光计的调整和使用方法。
(3)用分光计测棱镜的折射率。
二、实验仪器分光计、三棱镜、反射镜、汞灯。
三、简要原理1、测角原理测量光线之间的夹角,实质是测定平行光束的方位角。
A、B分别为平行光束和在望远镜焦平面上的会聚像点。
焦平面上的每一个点,都与从一定方向入射的平行光束相对应。
如果望远镜的光轴绕垂直于光束1和光束2的转轴转动,光轴由平行于光束1的方位转到平行于光束2的方位,则光轴所转过的角度即是平行光束1与2之间的夹角θ。
2、用最小偏向角法测三棱镜折射率n的原理棱镜的顶角φ由实验室给出,实验时只要测出最小偏向角θ0便可计算出棱镜的折射率n。
四、内容步骤用分光计测量棱镜玻璃的顶角。
(1)用平面镜调整分光计;(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,使棱镜三边与台下三螺钉的连线所称三边互相垂直。
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反射回来的十字像,只调台下三螺钉,使其反射像都落到上十字线处。
调节时,切莫动螺钉(12)。
③测棱镜顶角A:对两游标作一适当标记,分别称游标1和游标2,旋紧刻度盘下螺钉,望远镜和刻度盘固定不动。
转动游标盘,使AB面正对望远镜,记下游标1的读数θ1和游标2的读数θ2。
再转动游标盘,使AB面正对望远镜,记下游标1的读数θ′1和游标2的读数θ’2.同意游标两次读数之差即是载物台转过的角度ϕ,取个平均值即是A角的补角,A=π−ϕ。
五、数据处理σn̅=26.38n=579.28+26.38六、结论及分析误差很大,主要原因是读数读的不准。
本实验包括“分光计的调节”和“读取数据”两个部分。
其中“分光计的调节”比较难也比较复杂,读取数据简单,但容易出错。
调节过程,步骤较多,要认真按照老师讲解的要求和方法调节。
在“读数”的过程中,需要仔细看清游标卡尺的0刻度线所对位置。
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一 实验目的
1了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法 2 掌握三棱镜的顶角的两种测量方法 3 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 棱镜玻璃折射率的测定:最小偏向角法测量
如图所示当'21
i i =时 δ为最小,此时2'1α
=i
2
2
1'11min
α
δ
-
=-=i i i
2)(min 1αδ+=
i 设棱镜折射率为n ,
则
2sin
'sin sin 11α
n i n i ==
2
sin
2sin
2
sin
sin min 1
α
αδα
+=
=i n
只要测得
α和min
δ
就能用上式求得待测棱镜材料的折射率 。
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。
(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。
2 自准法测量三棱镜顶角
转动游标盘,使棱镜AC 正对望远镜记下游标1的读数1 和游标2的
读数
2
θ。
再转动游标盘,再使AB 面正对望远镜,记下游标1的读
数'1θ和游标2的读数。
'2θ同一游标两次读数误差|'|11θθ-或
|'|22θθ-,即是载物台转过的角度Φ,而Φ是α角的补角,α =
Φ−π. 重复操作两次,记下数据。
3 测量最小偏向角
将待测棱镜放在载物平台上,转动望远镜,直至能从望远镜中看
见待测线谱。
慢慢转动有游标盘,使谱线偏向减小的方向移动,同时转动望远镜跟踪谱线。
当棱镜无论向哪个方向移动,偏向角均增大时,谱线的极限位置就是棱镜对该谱线的最小偏向角的位置。
使望远镜叉丝对准该谱线中心,读出望远镜在此位置的坐标值。
撤去三棱镜,转动望远镜使之正对平行光管,定位后再读出望远镜的角坐标,两次数值之差即为最小偏向角。
再将三棱镜翻转180°,使光经过平行光管后从三棱镜的另一个侧面入射,重复测量最小偏向角,两次结果取平均。
五 数据记录
由表格数据可计算
9
0016455121.01
)
(2
=--=
∑n S n
i
i
i
δδδ
30100766631.0=仪U 故
0.0320
2
2=+=仪U S U δδ
00260.0|30sin 30cos '5556sin 21
30sin '5656cos 21|||||2
=︒︒
⨯︒-︒⨯︒=∂∂=αααU U n
n
00437.02sin )
2cos(21||||=+=∂∂=αδδ
δαδ
αU U U n
n
676
.12sin
)2
sin(=+=
α
δαn
005
.0)()(2
2=+=δαn n n U U U
%
3.0%100)(=⨯=n U U n
r n 005.0676.1±=n
六 思考题
1为什么利用自准法可以将望远镜调至接受平行光和垂直中心轴的正常工作状态如何调整
(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“准线”和带有绿色的小十字窗口(目镜对分划板调焦)。
(2)将双面镜放在载物台上如图所示,使双面镜的两反射面与望远镜大致垂直。
轻缓地转动载物台,从侧面观察,判断从双面镜正、反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜内。
(3)从望远镜的目镜中观察到亮十字像,前后移动目镜对望远镜调焦,使亮十字像成清晰像。
再调准线与目镜间距离,使目镜中既能看清准线,又能看清亮十字像。
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,望远镜已聚焦于无穷远(即平行光经物镜聚焦于分划板平面上),能接受平行光了。
2调整望远镜光轴与分光计中心相互垂直为什么要用各半调法如何应用各半调法
若望远镜光轴与光学测角仪中心轴不垂直,双面镜反射像必然不会同时与“╪”准线的上交点重合,而是一个偏低,一个偏高,甚至只能看到一个十字反射像。
这时需要认真分析,确定调节措施,切不可盲目乱调。
先粗调:即先从望远镜外面目测,调节到从望远镜外能观察到两个十字反射像;然后再细调:从望远镜视场中观察,当无论以双面镜的哪一个反射面对准望远镜,均能观察到十字反射像时,分别调
节望远镜方位和载物台平面,使准线与十字反射像重合。
即转动载物台,使望远镜先对着双面镜的一个表面,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面相差一段距离δ,此时调节望远镜倾斜度,使差距减小一半;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。
然后将载物台旋转180°,使望远镜对着双面镜的另一面,采用同样方法调节,如此重复调整数次,直至转动载物台时,从双面镜前后两表面反射回来的十字像都能与准线重合为止。