分光计的调节和色散曲线的测定

分光计的调节和色散曲线的测定

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

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清华大学实验报告

系别:工业工程班号：工3２姓名：张霄玥（同组姓名:）

做实验日期:２004 年１1月10日教师评定：

实验名称：分光计的调节和色散曲线的测定

[实验目的］

1、了解分光计的原理与构造,学会调节分光计；

2、用最小偏向角法测定玻璃折射率;

3、掌握三棱镜顶角的两种测量方法。

［实验原理]

一、分光计的结构及调节原理

1、要测准入射光与出射光之间的偏转角必须满足的两个条件

（1)入射光与出射光均为平行光束;

（2）入射光与出射光的方向以及反射面或折射面的法线都与分光计的刻度盘平行。

2、分光计的主要部件

(１)望远镜

分光计中采用自准望远镜,它由物镜，叉丝分划板与目镜组成，调节望远镜应先调节目镜使３剖面的‘’形叉丝清晰可

见，然后再调叉丝套筒使 5 剖面的‘’形亮线经平面镜的反

射像也清晰可见，且与‘’形叉丝无视差。

(2)平行光管

平行光管由狭缝与透镜组成，其结构如上图。若将狭缝调到透镜的焦平面上，则可得平行光,这时可在望远镜视场中看见清晰的

狭缝像,且与‘’形叉丝无视差,然后再调节缝宽约1mm即可。

（3)刻度盘

度盘垂直于分光计的主轴且可绕主轴转动，为消除偏心差,采用了两个位置相差180°的游标读数。刻度盘的分度值为０．5°，0.5°以下则用游标来读数。游标的最小分度值为1'。

刻度盘与游标

二、用最小偏向角法测玻璃的折射率

艺术

三、测检流计的内阻

方法一采用半偏法，利用式(3.２.

７)和式(3.２.8）计算电流分度值时尚

需测定其内阻Rｇ。注意实际测量时是

监视电压表示值不变(这里存在系统误

差），并使它尽量用到满量程。

方法二为全偏法，仍使用图3.2.4所示的线路。测量时仍保持电压表的读数不变。

[实验内容］

一、观察电流计阻尼运动特性

(１）按图3.２.4接线，注意各级分压电路的安全位置。

（2)通过改变R 2,观察图3.2.2所示的三种阻尼运动并记录现象。在逐步改变Ｒ2的值的过程中找出该检流计外临界电阻R c 。

二、用半偏法和全偏法测定检流计的内阻R ｇ

用半偏法测Rg 时,要求在相同的实验条件下(U,ｄ不变),对同一量Ｒ2

进行６次测量；分析和估计用半偏法测量时的Δg R 。

三、测定电流分度值C 1

取R ２=R c ,使检流计工作在临界阻尼状态，分别测出左右两侧光指在２0,40．6０分度处的电流分度值,并求出平均电流分度值Ｃ1及Δ1C

四、用检流计测一阻值约为１０６ﻩΩ的未知高阻ﻩ

(1)利用已测定了电流分度值、内阻和外临界电阻的检流计，涉及合适的线路。

（2)要求实验时能使检流计处于临界阻尼状态，光标偏转较快地达到稳定位置。

[实验数据]

检流计编号:９

１、观察检流计的阻尼运动特性 检流计外临界电阻C R =2558.0Ω

/2R

阻尼运动的特点

光标自最大偏转处至最后停在零点位置处所需的时间/ｓ

约１０C R 振荡运动，振幅随时间增大衰减,

达到平衡时间较长 ２．4 约C R 单方向偏转运动,刚好不振荡，达

到平衡时间较短 20 约0.1C R

单向偏转,达到平衡时间较长

21

2、测检流计的内阻g R

电压表量程 1．5_V ,准确度等级 ０.5_,分度值 0.０1 V,电阻箱准确度等级

_0.1_,0R ＝Ω±01.000.1。 (1) 方法一：半偏法

数据记录： 测次 Ｕ/V Ω/1R

2R =0时d

／d ｉｖ 偏d/２时

Ω/2R

调偏2分度时对应Ω∆/'R 1 1.４45 ５002．0 4８.0 2４３.0 35.０ 2 1．445 5002.0 48.0 ２4３.１ 35.0 3 1.44５ ５00３.0 48.0 243.０ 35.5 4 1．445 5002.0 48.０ 243．0 35.2 5 1.４45 5003.０ 4８.0 243.0 35.4 ６ 1．445

500３.0

４8.0

２42.9

35．3

误差分析： (a) 系统误差:

02R R R g -≈

(b) 由检流计灵敏阈所决定的误差1∆

'1.01R ∆±=∆

(c) 由于电压U 波动所引起的误差2∆

U R g /02.022⨯±=∆

(d) 电阻箱的误差3∆

)]1(005.0%1.0[23++±=∆N R

(e) 非线性误差及其他误差 本实验不要求考虑

整理数据表格如下: 经计算，2R s =0.0６3246

(2) 方法二：全偏法 测次 U/Ｖ Ω/1R

2R ＝0

时d/di ｖ Ω/2/1R

Ω/2R

调偏2分度时对应Ω∆/'R 1

1.450

399８．0

6０

1999.0

２41．０

１8.0

Ω=-=0.24002R R R g

3.测检流分度值1C

测

次

Ｕ/V Ω/1R Ω/2R

d ／div

A I g 610/-

)/10/(8div A C I -

左

右

左

右 1 1.4０0 10０5．0 2558.0 2０.0 19．8 ０.497 2.48５ 2.51０ 2

1.400 504.0 2558.0 40．０ 38.６ 0.990

2.475

2.565

3 1.4０0

３35.０

2５58.0

６０．0

5６．0

1.４８8 ２．480

2.6５7

测

次 U ／V Ω/1R

d/di ｖ Ω/2R Ω/g R Ω∆/'R

1∆

2∆

3∆

Rg ∆

1 1.44５ 500

2 48 ２43.０ 2４２.0 ３5.0 3.５０

4.74

０.278 5.89７ 2 1.４45 50０2 48 243.1 242.1 ３5.0 3．５0 4.７4 ０.2７8 5.８98 3

1．445

5003 48 243.0 2４2．０ 35.５ 3.５5 4．74 0.278 5.926 ４ 1.44５ 500２ 4８ ２4３.0 242.0 35．２ 3.5２ 4.7４ 0.278 ５.9０8 5 1．445 5003 4８ 243.0 242.0 35.4 3.54 4.７

４ ０．27８ ５．920 6

1．4４5

5003

4８

242.9

241.9

35.３

3.53

4.7３

0.278

5．９13

Ω±=9.50.242g R