分光计的调节与使用
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正面
b
a 旋转主轴(竖直)
a
b
降
升 降
反面
(4)调节载物台法线平行 于分光计旋转主轴 a 只调C即可 各半调节完成 后,载物台处 于水平状态? ——前 后水平,左右 不一定水平
C
C
a
C b
b
a
b
实验难点
单面绿十字像:用水平仪把载物台调到基本水平, 放上双面镜,旋转游标盘使双面镜正对望远镜筒, 调节望远镜筒倾斜度,使绿十字出现在视场内。 如何实现两面绿十字?(参考课本P191后半段)
判断的标准:在分划板清晰的条件下(通过目镜前的旋钮 调节),绿十字处于分划板上 绿十字处于分划板上 = 绿十字清晰(通过调节分划板到物 镜的距离获得)=望远镜可以接收平行光 f
目镜套筒
望远镜筒
双面镜
(3) 调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直
——实现望远镜筒水平(双面十字)
本质:望远镜筒垂直于分光计旋转主轴 判断的标准:两面绿十字在上水平线处 调节方法:各半调节法
3.分光计的调节要求
f f
狭缝
平行光管
望远镜筒
目镜套筒
平行光管发出平行光,狭缝处于焦平面。 望远镜筒可接收平行光,分划板处于焦平面。
望远镜筒垂直于旋转主轴,望远镜筒水平。 载物台法线平行于旋转主轴,载物台水平。 平行光管与望远镜筒共轴,平行光管水平。
水平
4.分光计调节步骤
(1) 目测粗调 (2) 调节望远镜接收平行光----望远镜焦距调节
注意:如转动过程中,折射光线移出视场,则重复步骤
游标读数
6. 数据记录与处理
测量序数 折射光 θ1和θ1' 入射光 θ2 和θ2 ' 1 2 3 4 5 θ
0
1 2 1 2 2
n 处理要求
0
求n的算术 平均Hale Waihona Puke Baidu及其
不确定度
(要列出所 用公式)。
n 2 2 n 2 2 un ( ) u ( ) u0 0
(2) 调望远镜接收平行光(P191)
——望远镜工作原理
f
双面镜
调节望远镜接收 平行光
1.打开小灯电源; 3.放置反射镜;
4.望远镜正对反射 镜,调仰角螺钉找 到绿十字;
5.松开望远镜固定 螺钉,伸缩目镜镜筒, 使绿十字清晰。
2.旋转调节目镜 焦距,看清分划线;
本质:分划板处于目镜、物镜的焦平面上
i
实验原理--最小偏向角法
sin 1 2 ( min ) n sin 1 2
望远镜筒
min
i 平行光管
60°
实验仪器
1.分光计简介
分光计是一种典型的精密光学仪 器,其基本光学结构是许多光学 仪器的基础(如棱镜光谱仪、光栅 光谱仪等),既能够培养学生的基 本实验技能,又能培养学生应用 理论知识解决实际问题的能力, 是必做的实验之一。 可观察折射、色散、衍射和干 涉等光学现象,并以此为基础测 量折射率、角度、光栅常数、光 波长以及液体中的声速等。
2.分光计构造
平行光管:1.狭缝 2.紧固螺钉 3.平行光管 26. 平行光管光轴水 平螺钉 27.仰角螺钉 28.狭缝调节 望远镜:8.望远镜 9. .紧固螺钉 10.分化板 11.目镜 12.仰角螺钉 13.望远镜光轴水平螺钉 14.支臂 15.转角微调 17.制动架 18.望远镜止动螺钉 载物台:5.载物台 6.载物台调平螺钉(3只) 7.载物台锁紧螺钉 圆刻度盘: 16.主尺/望远镜止动螺钉 21主尺 22.游标盘 24.游标 盘微调螺钉 25.游标盘止动螺钉 其它:4.制动架19.底座 20.转座 23.立柱
i
平行光管
5. 最小偏向角法
f (i)
min
i1 i0 i2 i
望远镜筒
i
平行光管
5.寻找最小偏向角步骤:
按课本P137图3-14-12放置三棱镜; 固定游标盘,转动望远镜筒,找到折射光线形 成的狭缝像; 固定望远镜筒,缓慢转动游标盘(可能顺时针 也可能是逆时针),目的使折射光线向入射光 线方向移动。 当折射光线反方向移动时,固定游标盘,转动 望远镜筒对准狭缝像,固定望远镜筒。此时即 为最小偏向角所对应的折射光线位置。
n n un
测量序数 折射光 /θ 1和θ1' 入射光 /θ 2 和 θ2 '
1 2 3 4 5
θ0
n
处理要求
求n的算术 平均值及 其不确定 度 (要列出 所用公式 )
5.5分光计的调整与使用
(P187)
物理实验中心
实验目的
了解分光计的构造、作用和工作原理。 掌握分光计的调整和使用方法。
用分光计测量三棱镜的折射率。
实验原理
2. 实验原理(俯视图)
f f
狭缝
平行光管
棱镜
望远镜筒
目镜套筒
返回
实验原理--最小偏向角法
f (i)
min
i1 i0 i2 i
(3) 调节望远镜光轴与分光计中心转轴垂直
(4)调节载物台法线平行于分光计旋转主轴 (5)调节平行光管与望远镜共轴(狭缝位置、宽 窄等)
b
(1) 粗调(P190)
调节载物台高度; 对齐载物台,即让 载物台下面的三个 螺丝对应上面的三 条角等分线;
c
a
一直保持
用水平仪把载物台大致调平; 调节望远镜光轴处于水平状态; 调节平行光管光轴大致水平。
达到:狭缝清晰,居中, 缝宽适当(1-2mm),无视差。
平行光管调节
不能调望远 镜倾角螺钉
1.点亮钠光灯,看到狭缝; 2.松开2,前后调节平行光管; 3.调节28,调节缝宽; 4.调节27,使视场中的狭缝像 居中,上下对称。
5. 最小偏向角法
f (i)
i1
min
i0 i2
i
望远镜筒
(5) 调节平行光管
本质:狭缝处于焦平面 判断的标准:在分划板处于焦平面的前提下, 分划板上能看到清晰的狭缝像 平行光管工作原理 f
平行光管
望远镜筒
分划板
平行光管工作原理
狭缝在焦平面上,出射光为平行光
返回
调整—实现平行光管水平
1.调节平行光管的狭缝的前后位置,使望远镜视 场中能看到清晰的狭缝像(黄线)。 2.调节狭缝的粗细调节旋钮,使缝宽适当。一般 在测量时,狭缝较细读数才能准确。 3.调节平行光管的倾斜度调节螺丝,使视场中的 狭缝像居中,上下对称。
b
a 旋转主轴(竖直)
a
b
降
升 降
反面
(4)调节载物台法线平行 于分光计旋转主轴 a 只调C即可 各半调节完成 后,载物台处 于水平状态? ——前 后水平,左右 不一定水平
C
C
a
C b
b
a
b
实验难点
单面绿十字像:用水平仪把载物台调到基本水平, 放上双面镜,旋转游标盘使双面镜正对望远镜筒, 调节望远镜筒倾斜度,使绿十字出现在视场内。 如何实现两面绿十字?(参考课本P191后半段)
判断的标准:在分划板清晰的条件下(通过目镜前的旋钮 调节),绿十字处于分划板上 绿十字处于分划板上 = 绿十字清晰(通过调节分划板到物 镜的距离获得)=望远镜可以接收平行光 f
目镜套筒
望远镜筒
双面镜
(3) 调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直
——实现望远镜筒水平(双面十字)
本质:望远镜筒垂直于分光计旋转主轴 判断的标准:两面绿十字在上水平线处 调节方法:各半调节法
3.分光计的调节要求
f f
狭缝
平行光管
望远镜筒
目镜套筒
平行光管发出平行光,狭缝处于焦平面。 望远镜筒可接收平行光,分划板处于焦平面。
望远镜筒垂直于旋转主轴,望远镜筒水平。 载物台法线平行于旋转主轴,载物台水平。 平行光管与望远镜筒共轴,平行光管水平。
水平
4.分光计调节步骤
(1) 目测粗调 (2) 调节望远镜接收平行光----望远镜焦距调节
注意:如转动过程中,折射光线移出视场,则重复步骤
游标读数
6. 数据记录与处理
测量序数 折射光 θ1和θ1' 入射光 θ2 和θ2 ' 1 2 3 4 5 θ
0
1 2 1 2 2
n 处理要求
0
求n的算术 平均Hale Waihona Puke Baidu及其
不确定度
(要列出所 用公式)。
n 2 2 n 2 2 un ( ) u ( ) u0 0
(2) 调望远镜接收平行光(P191)
——望远镜工作原理
f
双面镜
调节望远镜接收 平行光
1.打开小灯电源; 3.放置反射镜;
4.望远镜正对反射 镜,调仰角螺钉找 到绿十字;
5.松开望远镜固定 螺钉,伸缩目镜镜筒, 使绿十字清晰。
2.旋转调节目镜 焦距,看清分划线;
本质:分划板处于目镜、物镜的焦平面上
i
实验原理--最小偏向角法
sin 1 2 ( min ) n sin 1 2
望远镜筒
min
i 平行光管
60°
实验仪器
1.分光计简介
分光计是一种典型的精密光学仪 器,其基本光学结构是许多光学 仪器的基础(如棱镜光谱仪、光栅 光谱仪等),既能够培养学生的基 本实验技能,又能培养学生应用 理论知识解决实际问题的能力, 是必做的实验之一。 可观察折射、色散、衍射和干 涉等光学现象,并以此为基础测 量折射率、角度、光栅常数、光 波长以及液体中的声速等。
2.分光计构造
平行光管:1.狭缝 2.紧固螺钉 3.平行光管 26. 平行光管光轴水 平螺钉 27.仰角螺钉 28.狭缝调节 望远镜:8.望远镜 9. .紧固螺钉 10.分化板 11.目镜 12.仰角螺钉 13.望远镜光轴水平螺钉 14.支臂 15.转角微调 17.制动架 18.望远镜止动螺钉 载物台:5.载物台 6.载物台调平螺钉(3只) 7.载物台锁紧螺钉 圆刻度盘: 16.主尺/望远镜止动螺钉 21主尺 22.游标盘 24.游标 盘微调螺钉 25.游标盘止动螺钉 其它:4.制动架19.底座 20.转座 23.立柱
i
平行光管
5. 最小偏向角法
f (i)
min
i1 i0 i2 i
望远镜筒
i
平行光管
5.寻找最小偏向角步骤:
按课本P137图3-14-12放置三棱镜; 固定游标盘,转动望远镜筒,找到折射光线形 成的狭缝像; 固定望远镜筒,缓慢转动游标盘(可能顺时针 也可能是逆时针),目的使折射光线向入射光 线方向移动。 当折射光线反方向移动时,固定游标盘,转动 望远镜筒对准狭缝像,固定望远镜筒。此时即 为最小偏向角所对应的折射光线位置。
n n un
测量序数 折射光 /θ 1和θ1' 入射光 /θ 2 和 θ2 '
1 2 3 4 5
θ0
n
处理要求
求n的算术 平均值及 其不确定 度 (要列出 所用公式 )
5.5分光计的调整与使用
(P187)
物理实验中心
实验目的
了解分光计的构造、作用和工作原理。 掌握分光计的调整和使用方法。
用分光计测量三棱镜的折射率。
实验原理
2. 实验原理(俯视图)
f f
狭缝
平行光管
棱镜
望远镜筒
目镜套筒
返回
实验原理--最小偏向角法
f (i)
min
i1 i0 i2 i
(3) 调节望远镜光轴与分光计中心转轴垂直
(4)调节载物台法线平行于分光计旋转主轴 (5)调节平行光管与望远镜共轴(狭缝位置、宽 窄等)
b
(1) 粗调(P190)
调节载物台高度; 对齐载物台,即让 载物台下面的三个 螺丝对应上面的三 条角等分线;
c
a
一直保持
用水平仪把载物台大致调平; 调节望远镜光轴处于水平状态; 调节平行光管光轴大致水平。
达到:狭缝清晰,居中, 缝宽适当(1-2mm),无视差。
平行光管调节
不能调望远 镜倾角螺钉
1.点亮钠光灯,看到狭缝; 2.松开2,前后调节平行光管; 3.调节28,调节缝宽; 4.调节27,使视场中的狭缝像 居中,上下对称。
5. 最小偏向角法
f (i)
i1
min
i0 i2
i
望远镜筒
(5) 调节平行光管
本质:狭缝处于焦平面 判断的标准:在分划板处于焦平面的前提下, 分划板上能看到清晰的狭缝像 平行光管工作原理 f
平行光管
望远镜筒
分划板
平行光管工作原理
狭缝在焦平面上,出射光为平行光
返回
调整—实现平行光管水平
1.调节平行光管的狭缝的前后位置,使望远镜视 场中能看到清晰的狭缝像(黄线)。 2.调节狭缝的粗细调节旋钮,使缝宽适当。一般 在测量时,狭缝较细读数才能准确。 3.调节平行光管的倾斜度调节螺丝,使视场中的 狭缝像居中,上下对称。