《大学物理实验》教案实验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。
大学物理实验教案-分光计的调整和三棱镜顶角的测量
测量与数据处理要求
1、重复测量过程中必须保持三棱镜在载物台上位置不变、载物台与游标盘锁紧、望远镜与刻度盘锁紧。
2、读数时视线必须垂直向下，细心判断游标盘上第几个刻度线与刻度盘上某刻度线重合。
3、读数时要分清两个游标的读数。
4、计算转角时要注意游标是否经过了刻度盘零点。
刻度盘和游标构成分光计的读数装置，如课本图22-14所示，刻度盘一周分为360°，最小分度为半度(30′)，小于半度的利用游标读数。游标为30格其最小读数值为1′。游标读数的方法与游标卡尺完全相同。为了消除刻度盘转轴与分光计中心轴线间的偏心差，在刻度盘对径方向各设一个游标。测量时，两个游标都应读数，然后算出每个游标两次读数差，再取平均值。
大学物理实验教案
实验项目
分光计的调整和三棱镜顶角的测定
教学目的
1、了解分光计的结构；
2、掌握分光计的调整方法和用自准法测量三棱镜顶角。
实验原理
分光计是一种精密的测角仪，在光学实验中通常用于测量光线偏转角，如反射角、衍射角、最小偏向角等。
1、自准法测量三棱镜顶角的原理
如课本图25－1可知，只要测出三棱镜两个光学面法线之间的夹角 ，即可求得顶角 ：
《大学物理实验》——霍剑青吴泳华等主编
评分标准
一、预习及操作评分（总分100）
1.预习40分（具体见实验报告预习部分）
2.操作60分
（1）望远镜物、像清晰且无视差——20分；
（2）从三棱镜两个光学面观察到的十字叉丝像均与分划线上交点重叠——40分；
（3）α及β角度正确标识——10分；
（4）读数正确——3作用，特别是各个调节螺钉、锁紧螺钉的作用。
2、了解利用双面平面镜调节望远镜的方法，掌握望远镜各调节阶段的顺序、调节方法以及判断依据。
分光计的调节及使用教案
《分光计的调节及使用》教案实验方式：讲解与演示相结合（50-60分钟），学生实验（150-180分钟）实验要求：1．掌握分光计的调节方法；2．掌握测量棱镜顶角的方式；3．学会用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
实验仪器：分光计、平面反射镜、玻璃三棱镜、汞灯等。
讲解及演示主要内容：1．分光计结构及用途介绍（10分钟）A．仪器结构底座：分光计的基座；望远镜：接收平行光管的平行光，并在分划板上成像。
载物台：放置被测量物（台下由三个螺丝控制台面）。
平行光管：产生平行光。
读数盘：分为内外盘，外盘有0~360的圆刻度，分度值为0.5。
内盘为游标盘，上面有相隔180的两个角游标，分度值为1。
读数方法与游标卡尺的相似。
读数时，望远镜的方位确定，两游标要同时读数（为了消除刻度盘中心与仪器转轴之间的偏心差）。
B．用途分光计是一种测量角度的仪器，利用它能精确地测量入射光线与出射光线的角度，通过测量的角度可计算出折射率、光栅常量、谱线波长等。
摄谱仪、单色仪等精密光学仪器也是在分光计的基础上发展而成的。
2．详细阐述分光计具体调节步骤（20分钟）由于分光计是比较精密的仪器，测量前需将它调整到可用状态。
主要分为三大步：A．用自准直法调节望远镜聚焦于无穷远（1）点亮目镜照明小灯，调节目镜，使分划板上十字叉丝与绿直角棱镜上十字叉丝都清晰，且无视差。
（2）平面镜贴紧望远镜物镜，前后移动分划板，使反射绿十字叉丝像清晰，拧紧分划板固定螺丝。
B．调节望远镜主轴垂直于仪器转轴（熟练掌握1/2调节法）（1）粗调。
目测调节望远镜光轴，载物台水平。
（2）1/2调节法。
（本实验的难点，重点讲）C ． 调节平行光管发出平行光，且平行光管主轴垂直于仪器转轴。
注：边讲解边用CCD 演示，这是本实验的重点。
3．测量三棱镜的顶角在三棱镜的调节中，反复调节棱镜两折射面均与望远镜主轴垂直。
测量顶角时有两种方法：自准直法、反射法。
A ． 自准直法：测量两折射面的法线方向。
大学物理实验《分光计的调整与使用》
中央明条纹 k =0
一级明条纹 k = +1
返回
实验操作
将光栅放在已调整好的载物台上，使入射光垂直照射光栅 表面，并且平行光管狭缝应与光栅刻痕平行。锁定载物台。 转动望远镜观察衍射光谱的分布情况。找出并测量汞灯的 第一级光谱线的蓝、绿、黄1和黄2所对应的衍射角。 由于衍射光谱对中央明条纹是对称的，为了提高测量精度， 测量第一级光谱时应测出+1和-1级光谱线的位置。两位置 的差值即为相应谱线的衍射角。
3、调节望远镜光轴与分光计中心转轴垂直 4、调整平行光管
返回
目测粗调
步骤：调节望远镜下的光轴高低调节螺丝和载物平台下的 三个调平螺丝，使望远镜和平台基本水平。将双面反射镜 放在载物台的适当位置，转动望远镜让望远镜光轴横在面 前，。在垂直于望远镜的方向望去，可将望远镜的镜口视 为一条直线B，平面镜的一个反射面可视为另一条直线A （图示）。如果A，B两条直线平行，则望远镜的光轴垂直 平面镜。将载物台转动180°，使平面镜的另一面对着望远 镜的镜筒，同样满足两条直线平行，此时载物台和望远镜 的光轴“初步接近”同时垂直于一起中心轴的状态。 最终要求达到：将双面反射镜放在载物平台上，与望远 镜筒垂直，视场中能看到亮十字和十字的像，将平台转过 180°，视场中仍能看到十字的像。 返回
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。
分光计的调节与使用教案
分光计的调节与使用教案教案：分光计的调节与使用一、教学目标：1.了解分光计的基本原理和使用方法。
2.能够正确调节分光计，使其达到最佳的使用效果。
3.能够使用分光计进行光谱测量。
二、教学重点与难点：1.调节分光计的方法与技巧。
2.光谱测量的步骤与注意事项。
三、教学准备：1.分光计2.光谱测量样品3.实验报告模板四、教学过程：1.导入（5分钟）通过提问与学生进行互动，引导学生回忆并复习分光计的基本原理和使用方法。
2.理论讲解（20分钟）讲解分光计的基本原理和结构，并介绍分光计的主要调节部件。
重点讲解分光计的入射狭缝和出射狭缝的调节方法。
3.调节分光计（30分钟）向学生展示一个实际的分光计，并示范调节分光计的方法。
教师应着重讲解如何调节入射狭缝和出射狭缝，并解释为何需要进行调节。
学生可以跟随教师调节自己的分光计，教师逐一查看学生的调节结果，并提供指导。
4.光谱测量（30分钟）讲解光谱测量的步骤和注意事项，并进行示范。
教师应重点讲解选择适当的样品和实验条件，并注意测量时的稳定性和准确性。
学生可以按照教师的示范进行光谱测量，并记录实验数据。
5.实验报告（15分钟）要求学生根据实验数据撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和讨论等。
强调实验报告的规范性和科学性。
六、教学总结与反思（10分钟）通过提问与学生进行互动，总结本节课的教学内容。
鼓励学生提出疑问和意见，并进行讨论。
七、课后作业1.复习本节课内容，整理笔记。
2.根据实验数据撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和讨论。
八、教学延伸1.给学生展示分光计在实际应用中的例子，如光谱分析、质量检测等。
2.组织学生进行小组讨论，探讨如何进一步提高分光计的精度和准确性。
九、教学反馈根据学生的学习情况进行反馈，及时调整教学策略并改进教学方法。
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
1、伸缩狭缝筒，使望远镜中的狭缝像清晰；
2、调节平行光管倾角 螺钉使狭缝与叉丝 中间水平线重合；
3、转动狭缝竖直， 锁住狭缝锁紧螺钉。
4、实验内容
（1）调节三棱镜两个光学面 的法线垂直于分光计中心轴
要求：转动载物台时三棱镜两个光学面反射的
亮十字像都能与望远镜叉丝上交点重合。
233º13΄
设置两个弯游标的原因： 消除主刻度盘和游标盘的偏心差
主刻度盘 游标盘
1 2
(左
右)
12(左2左1右2右1)
3、分光计的调整
主要调整各个部件轴线方向间的关系。 调整分两步： （1）目视粗调 要求：1、望远镜与平行光管共轴；
2、望远镜和平行光管轴线水平； 3、载物台平面水平。 操作：调节望远镜与平行光管的俯仰和水平 调节螺钉；调解载物台调平螺钉。
谢谢
调好之后就不能再调节了， 但 望远镜和载物台可以任意转动；
（5）测量时使游标盘固定不动，主刻度盘 随望远镜一起绕分光计中心轴转动；
（6）左右两个游标的读数不能混淆。
数据处理注意事项
1、读数可以按需要加上或减去360°；
2、计算u ( n ) 时，角度不确定度的
单位应为弧度；
3、实验仪器的最大误差限 2
（2）细调
细调1：调整望远镜光轴与分光计中心轴 垂直并聚焦于无穷远
望远镜的结构
反射像
调整步骤及
要求：
1、旋转目镜
调焦手轮使
叉丝清晰；
2、伸缩目镜
叉 丝
筒使反射的 亮十字像清
上
晰；
交 点
分划板视场 叉丝像
3、旋转载物台使光学平板两个面反射的亮 十字像都能与望远镜的叉丝上交点重合。
大学物理实验分光计的调节
反光镜一面
反光镜另一面
望远镜
载物台
ca
b
反射镜最初的放置位置
反射镜另一面
b ac
反射镜
反射镜一面
反射镜最后一步的放置位置
★反射镜正反两面反光十字像的位置与载物台和望远镜光轴平行度之间的关系解析：
①载物台不平
视场范围
正面
θ
背面
θ
偏下 偏上
水平线 水平线
可见，如果正反两面 的反光十字一个在上 一个在下，是因为载 物台不平的缘故，需 要调节载物台下面的 两颗螺钉，使其水平
★肉眼观察：调节望远镜的仰角调节
螺丝、平行光管的仰角调节螺丝、载 物台下的3个调节螺丝，使它们的主 轴在一条线上。载物台要基本水平， 可一边转动载物台一边调节3个调节 螺丝使得载物台台面与底座之间的缝 宽基本一致
操作提示：平 行光管已调平， 可不动其仰角 调节螺丝
(2) 调节望远镜，使其能接收平行光
①调节目镜，使视场中 的刻度线清晰可见
②将双面反射镜贴于望远 镜的物镜上，调节物镜， 看清反光十字架（望远镜 分划板上十字缝的反射像）
物镜聚焦
新
物镜聚
设
焦旋钮
备
旧设备
刻度线
分划 板上 的十 字缝
(3) 调整望远镜的光轴和载物台分别都与分光计中心轴垂直 ①将双面反射镜放置载物台上，放置位置如下图所示：
2.4 分光计的调节
1.实验目的
(1)了解分光计的结构及功能 (2)掌握调节和使用分光计的方法
2 实验仪器
分光计、双面反射镜、汞灯
平行光管：产生平行光
分
望远镜：接收平行光，观
光
测光谱线
计
游标和刻度盘：读数
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
大物实验报告——分光计的调整与使用(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】分光计的调整与使用【实验目的】（1）了解分光计的结构以及双游标读数消除误差的原理。
（2）掌握分光计的调整要求、使用方法与技巧。
（3）学会测量三棱镜的顶角。
（4）推导分光束法，自准直法测量三棱镜顶角的公式。
【实验原理】1. 分光束法测三棱镜的顶角如图3.11.10所示，此时光束同时照在棱镜的两个侧面上，分别测出光线左向反射线角位置L 及右向反射线角位置R ，则由图3.11.10可证L R 1||2αϕϕ=-（3.11.1）（a ）（b ）图3.11.10为了消除分光计刻度盘的偏心误差（见“附 消除偏心差的原理”），测量每个角度时，在刻度盘的两个角游标Ⅰ，Ⅱ上都要读数，然后取平均值，于是[]LI RI LII RII 1||||4αϕϕϕϕ=-+- （3.11.2）2. 自准直法测三棱镜的顶角如图3.11.11所示，LI RI LII RII 180||||1802A ϕϕϕϕϕ=︒--+-=︒-（3.11.3）3. 最小偏向角的测定及折射率计算图 4.11.12 所示为一束单色平行光入射三棱镜时的主截面图。
光线通过棱镜时，将连续发生两次折射，出射光线和入射光线之间的交角 称为偏向角。
i 1为入射角，1i '为出射角， 为棱镜的顶角。
当i 1改变时， 随之改变。
可以证明，当i 1＝1i '时，偏向角 有最小值min ，此时入射角i 1＝(min + )/2，折射角i 2＝/2，由折射定律n sin i 2＝sin i 1，可得三棱镜的折射率为min sin 2sin2n θαα+=（3.11.4）因此，对于具有棱柱形的透明物体，只要测出最小偏向角min 及入射面出射面之间的夹角 ，就可由式（4.11.4）计算出棱镜对该种光的折射率。
应当注意，通常所说的某物质折射率n ，是对钠黄光（波长 为5 893 Å）而言。
图 3.11.11图3.11.12用分光计可以精确地测得棱镜的min和，从而求得该棱镜的折射率。
实验9分光计的调整和使用
实验9 分光计的调整和使用
一、实验内容和数据处理
1.分光计的调整
（1）调整分光计的目的
①分光计通常用来测量线光源光线经各种光学元件（如狭缝、光栅、棱镜等）
后的偏转角度。
测量时, 转动望远镜, 使之对准偏转光线, 由读数窗所得读数变化即得角度。
所以, 实验测量前调整仪器目的为了小件系统误差。
②望远镜调焦到无穷远, 平行光能成像清晰；
望远镜的光轴与分光计中心轴垂直, 载物台平面垂直于分光计中心轴；
平行光管发射平行光, 其光轴与分光计中心轴垂直。
用一束平行光入射到三
左右∣左
A
-右
A
∣
∣左
B
-右
B
∣
4
-
-
B
B
A
A
A
右
左
右
左+
=
∠
A窗B窗A窗B窗
标准偏差S=1.5' 仪器误差为△仪=1′
U=2
2/3）
（仪∆+S =1.5' ∠A=u ±∠A =’。
2.460±1.5'
二、分析与讨论
1.在调整分光计时, 如果没有达到要求就会出现一下两种情况: ⑴若载物台平
面与分光计中心轴垂直, 而与望远镜光轴不垂直, 则当转动载物台时, 无论哪个反射面对准望远镜, 在望远镜中看到的叉丝像总是偏上或总是偏下。
⑵若望远镜光轴与分光计中心轴垂直, 而载物台平面不垂直, 则当转动载物台, 使一个反射面正对望远镜时若叉丝像偏下；转过180°, 使另一个反射面正对望远镜, 叉丝像必偏上。
这时可以调整载物台调整螺母a 、b 、c 中任选两个。
大学物理实验分光计的调节与使用
装置介绍— 载物台
载物台用于放置待测物体。台下有三个螺钉用于 调整平台水平。
装置介绍— 读数装置
读数装置由刻度圆盘和沿 圆盘边相隔180°对称安置的 两个游标组成。刻度圆盘分成 360° ， 最 小 分 度 为 0.5 度 （30′），小于0.5度的利用游 标读出。游标上有30格读数单 位为1′。两个游标对称放置， 是为了消除刻度盘中心与分光 计中心轴线之间的偏心差，测 量时，要同时记下两游标所示 的读数。
将测量得到的角度代入相应公式即可计算出三棱镜的折 射率，结果要求用不确定度表示。
注意事项
1、在调节好望远镜光轴与仪器中心轴垂直后，不能再 拧望远镜下方调倾螺钉。
2、测量角度时，同一游标两次读数的差值为望远镜筒 转过的角度，不要将两游标读数弄混。
3、测量角度时，注意转动望远镜（游标盘）时，刻度 盘（游标盘）是否经过游标盘（刻度盘）的零点。
装置介绍— 望远镜
望远镜用于观察、确定被测光线方向。它由目镜、分化板 和物镜组成。照明小灯泡的光自望远镜筒下侧进入，经小 三棱镜反射后照亮分划板下半部的十字刻度线（十字叉 丝）。目镜、分化板及物镜间的距离均可调节，当调节分 化板位于物镜的焦平面时，十字叉丝发出的光经物镜后成 为平行光。该平行光经双面反射镜反射后，再经物镜聚焦 在分划板平面，形成十字叉丝的像（绿色）。
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 光线能否进入望远镜内。
实验原理—三棱镜玻璃的折射率
大物实验报告——分光计的调整与使用
分光计的调整与使用【实验目的】（1）了解分光计的结构以及双游标读数消除误差的原理。
（2）掌握分光计的调整要求、使用方法与技巧。
（3）学会测量三棱镜的顶角。
（4）推导分光束法，自准直法测量三棱镜顶角的公式。
【实验原理】1. 分光束法测三棱镜的顶角α如图3.11.10所示，此时光束同时照在棱镜的两个侧面上，分别测出光线左向反射线角位置ϕL及右向反射线角位置ϕR，则由图3.11.10可证L R1||2αϕϕ=-（3.11.1）（a）（b）图3.11.10为了消除分光计刻度盘的偏心误差（见“附消除偏心差的原理”），测量每个角度时，在刻度盘的两个角游标Ⅰ，Ⅱ上都要读数，然后取平均值，于是[]LI RI LII RII1||||4αϕϕϕϕ=-+-（3.11.2）2. 自准直法测三棱镜的顶角α如图3.11.11所示，LI RI LII RII180||||1802Aϕϕϕϕϕ=︒--+-=︒-（3.11.3）3. 最小偏向角θ 的测定及折射率计算图 4.11.12 所示为一束单色平行光入射三棱镜时的主截面图。
光线通过棱镜时，将连续发生两次折射，出射光线和入射光线之间的交角θ 称为偏向角。
i1为入射角，1i'为出射角，α 为棱镜的顶角。
当i1改变时，θ 随之改变。
可以证明，当i1＝1i'时，偏向角θ 有最小值θmin，此时入射角i1＝(θmin+α )/2，折射角i2＝α/2，由折射定律n sin i2＝sin i1，可得三棱镜的折射率为minsin2sin2nθαα+=（3.11.4）因此，对于具有棱柱形的透明物体，只要测出最小偏向角θmin及入射面出射面之间的夹角α ，就可由式（4.11.4）计算出棱镜对该种光的折射率。
应当注意，通常所说的某物质折射率n，是对钠黄光（波长λ 为5 893 Å）而言。
图3.11.11 图3.11.12用分光计可以精确地测得棱镜的θmin和α，从而求得该棱镜的折射率。
《大学物理实验》2-17实验十七分光计的调节与使用
161实验十七 分光计的结构与调节分光计是用来精确测量入射光和出射光之间偏转角度的一种仪器，所以分光计又叫测角仪。
用它还可以测量折射率、色散率、光波波长等。
分光计装置比较精密，结构较为复杂，使用时必须严格按照一定的步骤进行调节。
其调整使用的思想、方法和技巧在光学仪器中有一定的代表性，掌握其操作技能与技巧，对学习使用其它光学仪器的调节有一定借鉴作用，也有利于掌握操作更为复杂的光学仪器。
一、实验目的1.了解分光计的构造原理；2.学会调节、使用分光计。
二、实验仪器JJY－1′型分光计，汞光源，双面平面镜三、分光计的结构不同型号的分光计可能有个别部件不同，但其基本构造是由底座、平行光管、望远镜、载物台和圆盘等几部分组成。
结构如图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—望远镜止动螺钉；16—转座与刻度盘止动螺钉；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162节。
镜结构如图2所示。
它由划板上有十字线，下方紧物台：放平面镜、棱镜等光学元件用。
台面下三个螺钉可调节台面的倾斜角度，平台接在1、底座：其中心有一竖轴，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、平行光管用以产生平行光，它的前端是一狭缝（1）、狭缝宽度调节手轮（26）可以调节其大小；它的另一端有消色差正透镜。
用光源照亮狭缝，前后移动平行光管（3），使狭缝位于透镜的主焦平面上，则从透镜出来的光线为平行光。
平行光管不能绕中心轴转动，可以作上下倾斜。
分光计的调节与使用实验
Image
分光计的调整 :
1. 望远镜：分划板+绿十字清晰； 2. 目测粗调；(望远镜平行/载物台平行); 3. 各半调节法细调望远镜，调节望远镜光轴与仪器转轴垂直，
同时载物台平面与仪器转轴垂直； 4. 调节平行管出射平行光，平行管的光轴与望远镜光轴重合；
（狭缝像清晰，狭缝水平，和分划板水平横线重合）；
测量棱镜顶角的步骤：
1.狭缝像竖直，狭缝宽度在1mm左右； 2.三棱镜置于载物平台的偏后位置处，对齐平行光管的光轴。 3.转动望远镜，找到反射的狭缝像，读取1，2； 4.棱镜换一下位置，重复测三次；
垂直。
(三).同时使平行光管和望远镜的光轴与仪器中心转轴垂直。
（1）目测粗调；(望远镜平行/载物台平行); （2）各半调节法细调望远镜，调节望远镜光轴与仪器转轴垂直，
同时载物台平面与仪器转轴垂直； （3）调节平行光管出射平行光，平行光管的光轴与望远镜光轴
重合；
B3 B1
双平面镜 B2
双面反射镜的位置
分光计由五大部分构成: 三角底座.望远镜.平行光管. 载物平台和读数盘。（ 如图片 ）
望远镜
平行光管
三角底座
载物平台 读数盘
2.分光计的调整 :
调节分光计的三个要求是 :
(一).望远镜聚焦于无穷远 (使分划板落在目镜和物镜的焦平面上)
(二).使平行光管发出平行光; (三).同时使平行光管和望远镜的光轴与仪器中心转轴
各半调节法调整望远镜双平面镜双面反射镜的位置平行光管的调节将三棱镜置于载物平台的偏后位置处让顶角a的角分线大致对齐平行光管的光轴
实验目的 :
a . 了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法。 b . 用分光计测定三棱镜的顶角。
大学物理实验分光计的调节与使用
测量光谱线的衍射角
分光计还可以用来测量光谱线的衍射 角，这是研究光谱线性质的重要参数 之一。
通过观察衍射光线与刻度线的夹角， 可以计算出衍射角的大小，这种方法 对于研究光的波动性质和光谱线的形 成机制具有重要意义。
调节载物台
粗调
旋转载物台，使三棱镜的一个面与望远镜大致对准。
细调
使用微调螺丝，调整载物台的角度和位置，使三棱镜与望远镜完全 对准。
锁定
确保载物台稳固，不会随意移动。
04 分光计的使用
测量角度
测量角度是分光计的基本功能之一，通过分光计可以精确测量光线与分光计反射镜 面的夹角。
在测量角度时，需要先将分光计调整至水平状态，然后调整望远镜和反射镜的角度， 使光线准确入射到反射镜上并经望远镜观察。
测量角度的精度直接影响到实验结果的准确性，因此需要仔细调整分光计的各个部 件，确保测量结果的可靠性。
测量光谱线波长
01
分光计可以用来测量光谱线的 波长，这是光谱分析中常用的 方法之一。
02
在测量光谱线波长时，需要先 将光谱线准直，然后调整分光 计的反射镜角度，使光谱线恰 好与分光计的刻度线对齐。
03
粗大误差
由于人为因素或意外事件引起 的误差，如测量失误、仪器损 坏等。
误差传递
误差在测量过程中的传递，如测 量一个物理量时，其他相关物理
量也会对测量结果产生影响。
06 结论与展望
实验结论
分光计是一种高精度的光学仪器， 通过调节可使望远镜垂直对准分 光仪的轴线，从而测量角度。
在实验过程中，我们学会了如何 调节分光计，包括望远镜、平行 光管、载物台等部件的调节，以
分光计的调节及使用教案
分光计的调节及使用教案一、教学目标：1.了解分光计的基本结构和原理；2.掌握调节分光计的方法；3.学会使用分光计测量光线的强度。
二、教学重点：1.分光计的基本结构和原理；2.分光计的调节方法；3.分光计的使用方法。
三、教学难点：1.分光计的调节方法；2.分光计的使用方法。
四、教学准备：1.分光计；2.光源；3.样品溶液。
五、教学过程：1.导入：介绍分光计的定义和作用，引发学生对分光计的兴趣。
2.理论讲解：（1）讲解分光计的基本结构和原理，强调其由光源、狭缝、光栅、透镜、光电池等组成，能够将光分解成不同的波长；（2）讲解分光计的调节方法，主要包括调节光源强度、调节狭缝宽度、调节光栅角度等；（3）讲解分光计的使用方法，包括选择适当的光源、样品溶液的制备和操作等。
3.操作演示：（1）演示如何调节光源强度，让学生观察到调节光源强度对光线的强度的影响；（2）演示如何调节狭缝宽度，让学生观察到调节狭缝宽度对光线的强度的影响；（3）演示如何调节光栅角度，让学生观察到调节光栅角度对光线的强度的影响。
4.实验操作：（1）准备工作：a.制备不同浓度的样品溶液；b.打开分光计，调节光源强度为适当的亮度。
（2）实验步骤：a.将样品溶液倒入样品槽中；b.调节狭缝宽度，让光线通过样品溶液；c.读取分光计上的数据，记录光线的强度；d.重复步骤b和c，测量不同浓度的样品溶液。
（3）实验总结：a.学生总结实验结果，分析浓度和光线强度的关系；（4）归纳总结：a.教师归纳分光计的调节方法和使用方法；b.学生总结分光计的使用注意事项和应用范围。
六、教学拓展：1.引导学生了解分光计在化学、生物学、医药等领域的应用；2.分组讨论，做关于分光计的课题研究，包括分光计常见故障及维修等。
七、教学反思：为了设计出更加丰富的分光计的调节及使用教案，教师可以依据分光计的具体型号和使用要求进行调整。
在教学过程中，需要注意实验操作的安全性，例如，防止样品溶液溅入眼睛。
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。
分光计的调节与使用教案
实验教案《分光计的调节与使用》学部课程名称大学物理实验专业、年级全院理工科主讲教师大学物理实验课程教案课堂教学设计：教学过程设计一、课前的检查（预习报告、上次课的数据处理）（5分钟）二、实验原理(10分钟)入射光LD与出射光ER的夹角δ称为偏向角。
当改变入射角时，偏向角也会改变，在某个入射角处，偏向角最小，称最小偏向角δmin。
由几何关系得：23A i i=+，14()i i Aδ=+-。
顶角A是固定的。
当偏向角为最小偏向角时，（或），所以，此时，入射光线、出射光线对于三棱镜对称，又因为232322A i i i i=+==，于是有232Ai i==由折射定律：112sin sinn i n i=玻璃，即minsin sin22A Anδ+=玻璃。
所以minsin2sin2AnAδ+=只要测出三棱镜顶角A及测量某种波长的光在三棱镜中的最小偏向角minδ就可由式（14-3）计算该物质对该波长的折射率。
三、实验仪器：JJY1Ⅱ型分光计、三棱镜、平面反射镜、钠光灯四、分光计（光学测角仪）的调节为了获得精确的测量结果，应该使分光计的光学系统适合平行光，使分光计的读数平面、观察平面（望远镜光轴在垂直中心轴的条件下绕中心轴旋转形成的平面）和待测光路平面（由待测光学元件上的入射、反射、折射或衍射光线形成的平面）相互平行（为什么？）。
为此，必须先调节好分光计，达到以下要求：平行光管发射平行光，望远镜适合接收平行光（望远镜对无穷远聚焦）、望远镜和平行光管光轴垂直于旋转中心轴、载物台平面垂直于分光计的旋转中心轴。
（1）目镜调焦目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到分划板上的刻线。
调焦方法：先把目镜调焦手轮旋出，然后一边旋进一边从目镜中观察、分划板上刻线由不清晰到清晰再到不清晰即可停止旋进，再将调焦手轮慢慢旋出，一直到分划板上的刻线（准线）最清晰处为止。
调好后一般情况下不要再调动。
（2）调节望远镜至适合接收平行光望远镜的调焦是将目镜分划板上的十字刻线调节到物镜的焦平面上，也就是望远镜对无穷远调焦。
《大学物理实验》教案实验分光计的调节与使用
《大学物理实验》教案实验分光计的调节与使用【一】实验目的1.了解分光计的构造，学会分光计的调节方法。
2.学会用分光计测量三棱镜的顶角。
【二】实验仪器分光计；电源；平面反射镜；三棱镜【三】实验原理及过程简述1.分光计的结构分光计主要由四部分组成：望远镜；载物台；平行光管；读数盘2．自准望远镜图1当分化板处于目镜和物镜的焦平面上，且平面镜垂直于望远镜的轴线时，十字架的像与十字叉丝重合，如图2。
图23．分光计测量三菱镜顶角的原理图3分光计调节好后把三菱镜放到载物台上，当望远镜同三菱镜的一个光学面垂直时，十字架的像应该与视场中的十字叉丝重合。
如图可测量出望远镜转过的角度，则三菱镜的顶角为：()()[]''A 1212021180θ-θ+θ-θ-= 4. 实验步骤1）调节望远镜使其适合于观察平行光；2）调节望远镜和载物台的倾斜角度使其与分光计的轴线垂直；3）测量三菱镜的顶角。
【四】数据记录1θ 1θ' 2θ 2θ' 1422' 02183' 42122' 42303' 2438' 03188' 03128' 02308' 3249' 04189' 24129' 24309'【五】 数据处理及误差计算三菱镜顶角：)]()[(211801212θθθθ'-'+--= A 2601'= A3602'= A1603'= A2603321'=++= A A A A 20'=-=∆A A A （A 0＝60度表示三菱镜顶角的理论值） %1.0%1000=⨯∆=A AEr【六】实验结果表达及误差分析1． 实验结果⎩⎨⎧='±'=%1.02260Er A。
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《大学物理实验》教案实验分光计的调节与使用
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实验28 分光计的调节与使用
【一】实验目的
1.了解分光计的构造，学会分光计的调节方法。
2.学会用分光计测量三棱镜的顶角。
【二】实验仪器
分光计；电源；平面反射镜；三棱镜
【三】实验原理及过程简述
1.分光计的结构
分光计主要由四部分组成：望远镜；载物台；平行光管；读数盘
2．自准望远镜
图1
当分化板处于目镜和物镜的焦平面上，且平面镜垂直于望远镜的轴线时，十字架的像与十字叉丝重合，如图2。
图2
3．分光计测量三菱镜顶角的原理
图3
分光计调节好后把三菱镜放到载物台上，当望远镜同三菱镜的一个光学面垂直时，十字架的像应该与视场中的十字叉丝重合。
如图可测量出望远镜转过的角度，则三菱镜的顶角为：
()()[]
'
'
A 1212021180θ-θ+θ-θ-= 4. 实验步骤
1）调节望远镜使其适合于观察平行光；
2）调节望远镜和载物台的倾斜角度使其与分光计的轴线垂直；
3）测量三菱镜的顶角。
【四】数据记录
1θ 1θ' 2θ 2θ' 1
422'ο 02183'ο 42122'ο 42303'ο 2
438'ο 03188'ο 03128'ο 02308'ο 3
249'ο 04189'ο 24129'ο 24309'ο
【五】 数据处理及误差计算
三菱镜顶角：
)]()[(2
11801212θθθθ'-'+--=οA 2601'=οA
3602'=οA
1603'=οA
2603
321'=++=οA A A A 20'=-=∆A A A （A 0＝60度表示三菱镜顶角的理论值）
%1.0%1000
=⨯∆=A A Er 【六】实验结果表达及误差分析
1． 实验结果
⎩
⎨⎧='±'=%1.02260Er A ο 2． 误差分析
本实验测量结果与三菱镜顶角的理论值相比误差非常小，误差产生的原因主要是由于分光计的载物台及望远镜很难精确同分光计的轴线垂直，这样十字架发光物体经三菱镜光学面反射所成的像很难精确同十字叉丝重合；读数时十字架像的竖线没有同叉丝的竖线精确重合。