分光计的调整及使用

分光计的调整及使用
北方民族大学物理实验中心
Fundamental physics experiment
分光计是比较精密的测角仪器，精度可 到1’。物理学中很多的物理量都与入射光的偏 转角度有关，因此，通过对角度的测量可以计 算媒质折射率、光波波长、色散关系等相关的 物理量。还可以用来检验棱镜的棱角是否合格、 玻璃砖的两个表面是否平行等。
左 右侧衍射光方位 角
右
2k＝ 左－右
2 k
k
4、测角三棱镜顶角等
望远镜位置 测量次数 望远镜向左转 左窗读数 右窗读数 望远镜向右转 左窗读数 右窗读数
1 2 3 5 6
注意事项
1 分光计是较精密的光学仪器，要加倍爱护，不应在制
动螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭缝。 2 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，注意轻拿 轻放，以免弄脏或损坏。 3 在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否锁 紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。
⑤ 调节望远镜俯仰调节螺钉
平行光管俯仰调节螺钉
②
平行光管水平调节螺钉
松开 游标盘锁紧螺钉 ③ 锁紧 载物台升降锁紧螺钉 移动底座
望远镜支架 调节 望远镜水平调节螺钉
载物盘水平调节螺钉
①
北方民族大学物理实验中心 松开望远镜锁紧螺钉 Fundamental physics experiment
④
载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例
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实验内容
1、调节分光计 2、用透射光栅测光栅常数： 测波长λ＝546.1nm的绿色谱线的 1 级之间的夹角 ，求出 ， 2 2 ， 2 1 2 平均值，代入公式（1）求出d。

衍射光谱级次 左侧衍射光方 位角
左
-1
1
-2
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注意事项
4 测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝， 以便提高工作效率和测量准确度。 5 在游标读数过程中，由于望远镜可能位于任何 方位，故应注意望远镜转动过程中是否过了刻
度的零点。
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分划板视场
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旋转目镜调节鼓轮
观察不到反射像的原因

目镜中观察到的叉丝和透光窗中绿色十字的像模 糊。（转动目镜调节鼓轮） 望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺 钉，前后移动目镜筒 ） 平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。
俯视
侧视
北方民族大学物理实验中心 转动载物台或望远镜 调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉
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3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直
A
①放置平面镜
B
C
②拨动 游标盘 ③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉
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载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节
d
调节载物盘水平调节螺钉 d/2 调节望远镜俯仰调节螺钉
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4) 调节平行光管

平行光管由狭缝和准直透镜组成。
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测量原理（棱镜折射率）
由理论计算可知，三棱镜对某一光波的 折射率n为：
A min sin 2 n A sin 2
式中，A为所用棱镜的折射棱角（即顶角）， δmin为该波长所对应的最小偏向角。
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平行光管
平行光管
2
右侧衍射光方 位角 右
2k＝ 左－右
2 k
k
3、测角色散率 分别测出双黄线λ2， λ3的衍射角 2 ,3 ，计算出 它们的波长，则 3 2
D
3 2
数据记录表格：（衍射光谱级次k=2）
波长
左侧衍射光方位 角
λ2
（2级）
λ2 （-2级）
λ3 （2级）
λ3 （-2级）
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实验仪器
分光计 三棱镜 平面反射镜 汞灯光源 光栅
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分光计的结构图
分光计中 心转轴
2 1 28 3 26 5 6 7 22 21 20 17 16 19 18 15 14 13 12 8 9 10 11
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内 容
1 2 3 实验目的
实验仪器
分光计的调节 测量原理 实验内容 注意事项
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4
5 6
百度文库
实验目的
1、了解分光计的结构，学会分光计的调整 和使用方法； 2、测量三棱镜顶角，观察三棱镜对汞灯的 色散现象； 3、通过测量三棱镜的最小偏向角，测定其 对每种单色光的折射率； 4、通过用分光计和光栅来测定光栅常数、 波长及角色散率。
平面镜两侧面的反射像同时位于
d
d
或
时，只需调节载物 盘的水平调节螺钉
平面镜两侧面的反射像分别位于
d d
和
时，只需调节望远 镜的俯仰调节螺钉 北方民族大学物理实验中心
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2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远
⑵
⑶ ⑴
反射像 叉丝像 透光窗 伸缩目镜筒
平行光 管光轴
27 25 24 23 4
望远镜 光轴
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各部分名称
1.狭缝装置；2.狭缝装置锁紧螺丝；3．平行光管； 4.制动架；5载物台；6．载物台调平螺丝；7．载 物台锁紧螺丝；8．望远镜；9．望远镜锁紧螺丝； 10，阿贝式自准直自镜；11．目镜视度调节手轮； 12．望远镜光轴高低调节螺丝；13．望远镜光轴水 平调节螺丝；14．支臂；15．望远镜微调螺丝； 16．转轴与刻度盘止动螺丝；17．望远镜止动螺丝； 18．制动架；19．底座；20．转座；21．刻度盘； 22．游标盘；23．立柱；24．游标盘微调螺丝； 25．游标盘止动螺丝；26．平行光管光轴水平调节 螺丝；27．平行光管光轴高低调节螺丝；28．狭缝 北方民族大学物理实验中心 宽度调节手轮 Fundamental physics experiment
狭缝
锁紧螺钉
俯仰调节螺钉
①
②
③
松开狭缝锁紧螺钉 转动狭缝 转动狭缝 前后移动狭缝 调节平行光管俯仰调节螺钉 锁住狭缝锁紧螺 钉
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读数方法
10
68
68 10

68
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α1 β1 望远镜
α2 β2
δ
望远镜
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测量原理（光栅常数、波长等）
二级谱
复色光
屏 一级光谱
φ f
0
x
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若将平行光垂直照射在光栅上，光栅衍射明 纹的条件是衍射角φ 必须满足光栅方程
(a b)sin k k
ab ab 称为光栅常数，
k 0, 1, 2,
1 N为每毫米上 ， N
式中 狭缝数目，λ为入射光波长，k为谱线级数，φk 为k级谱线对应的衍射角。若已知λ ，并测出衍 射角φk，即可求得光栅常数d=a+b。 本实验汞光灯发出六种不同波长的可见光，每 一级谱线都因对应的衍射角不同而相互分开。其 中有紫、绿、黄1、黄2四条强线，另一紫是中强 北方民族大学物理实验中心 线，兰是弱线。
分光计的调节
测量前应调节分光计，达到：

望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的 中心转轴并与中心转轴垂直。 平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共 轴。 待测光学元件的表面与中心转轴平行。
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1) 目视粗调