实验 分光计的调节和使用

图 3 - 12 - 4 平面镜在载物台上的放法
(2) 使望远镜光轴垂直于分光计中心轴。测量中 , 平行光 管和望远镜分别代表入射光和出射光方向。为保证测量精度 , 应使它们的光轴与刻度盘平行。由于在制造仪器时刻度盘已与 分光计中心轴垂直 , 所以只需调节它们的光轴与中心轴垂直就 可以了。 望远镜调好焦后 , 从目镜中能同时看清叉丝和“十”字形 像, 且两者无视差。但“十”字形像一般并不处于小黑“十” 字的对称位置(aa′线)上。其原因可能是望远镜光轴未垂直于
图 3 - 12 - 3 阿贝目镜式望远镜的结构和视场
调整望远镜使其达到下面两条要求： (1) 用自准法调节望远镜 , 使之适合于接收平行光。点亮 望远镜侧窗的照明灯将叉丝照亮 , 前后移动目镜使叉丝位于目 镜焦平面上, 此时叉丝能看得很清楚。再按图3-12-4所示位置, 将平面反射镜置于载物台上(镜面朝望远镜)。然后缓慢转动载 物台 , 同时调节叉丝套筒 ( 改变叉丝与物镜间距 ), 在望远镜中 找到由平面镜反射回来的模糊光斑 ( 如果找不到 , 则粗调没有 达到要求, 应重调)。 找到光斑后进一步细调叉丝套筒, 光斑 逐渐变成清晰的“十”字形像 ( 它是叉丝平面上小黑“十”字 的反射像 ) 。当叉丝位于物镜焦平面上时 , 叉丝发出的光经过 物镜后成为平行光, 平行光经平面镜反射再次通过物镜后仍成 像于叉丝平面。此时 , 从目镜中可同时看清叉丝及其“十”字 形像, 且两者无视差。至此,叉丝既落在目镜焦平面上,又落在 物镜焦平面上, 望远镜已适合于接收平行光。各镜筒间的相对 位置就不应再改变了。
调节望远镜光轴的倾斜度（铅直面上方位调节） 调节望远镜光轴的水平方位（水平面上方位调节） 在锁紧 13 后，调 11 可使望远镜绕中心轴缓慢转动 松开 l2，两者可相对转动；锁紧 12，两者固联，才能 一起转动 松开 13，可用手大幅度转动望远镜；锁紧 13，微调螺 丝 11 才起作用 锁紧 l5 后，调 l4 可使游标盘作小幅度转动 松开 15，游标盘能单独作大幅度转动；锁紧 15，微调 螺丝 14 才起作用
表 3 - 12 - 1 分光计螺丝的代号、名称及功能说明
代号 1 2 3 4 名 称 功 能 平行光管光轴水平调节螺丝 平行光管光轴高低调节螺丝 狭缝宽度调节手轮 狭缝装置固定螺丝 调节平行光管光轴的水平方位（水平面上方位调节） 调节平行光管光轴的倾斜度（铅直面上方位调节） 调节狭缝宽度（0.02～2.00mm） 松开时，调平行光；调好后锁紧，以固定狭缝装置 台面水平调节（本实验中，用来调平面镜和三棱镜折 射面平行于中心轴。 ） 松开时，载物台可单独转动、升降，锁紧后，使载物 台与游标盘固联 松开时，叉丝套筒可自由伸缩、转动（物镜调焦） ；的结构
分光计的读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成。刻度盘 分为360°,最小分度为半度(30′), 半度以下的角度可借助游标准
确读出。 游标等分为30格, 正好和刻度盘上的29小格对齐, 因
此可知游标上1小格为29′,游标上1小格与刻度盘上1小格两者之 差为1′。从而可推知游标上n小格与刻度盘上n小格相差n′。
中心轴, 也可能是平面镜镜面与中心轴不平行, 或者两者兼有。
为使望远镜光轴垂直于中心轴 , 可采用“各半调节法”，调整 的方法如下:
首先,检查平面镜正反两面分别正对望远镜时, 视场中是否 都能找到“十”字形像。(如果找不到或只找到一个,说明粗调 不合格,应进一步调整。)然后,用螺丝9调节望远镜光轴倾斜度 , 使“十”字形像到aa′线的距离减小一半, 再调载物台螺丝G1(或 G3)使两者重合。把载物台转180°,使平面镜的反面正对望远镜, 再次用“各半调节法”同样调节。如此反复调节, 直到平面镜 任一面正对望远镜时 , 视场中的“十”字形像都落在调整叉丝 aa′上时为止。 此时,望远镜光轴就与中心轴垂直了。 调节过程中 , 不必刻板地运用“各半调节法”。若发现正 反两面的反射像纵向位移较大, 则说明平面镜镜面与中心轴明 显不平行, 应侧重调节螺丝G1或G3。如果纵向位移不大,但反射 像都远离aa′线, 则说明望远镜光轴与中心轴明显不垂直,应侧重 调节螺丝9。
5
载物台调平螺丝（3 只）
6
载物台固定螺丝
7
叉丝套筒固定螺丝
表 3 - 12 - 1 分光计螺丝的代号、名称及功能说明
8 目镜视度调节手轮 目镜调焦用（调节 8，可使视场中叉丝清晰）
9 10 11 12
望远镜光轴高低调节螺丝 望远镜光轴水平调节螺丝 （在图后侧） 望远镜微调螺丝（在图后侧） 刻度盘与望远镜固联螺丝
实验 分光计的调节和使用
一、 实验目的 (1) 了解分光计的结构, 学习正确调节和使用分光计的方 法。 (2) 用分光计测定三棱镜的顶角。 二、 实验仪器 分光计、平面反射镜、三棱镜、汞灯等。
三、 实验原理 1. 分光计的结构
分光计主要由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四
部分组成 , 其结构如图 3-12-1 所示。平行光管用来发射平行 光,望远镜用来接收平行光, 载物台用来放置三棱镜、平面镜、 光栅等物体, 读数装置用来测量角度。
13 14 15
望远镜止动螺丝（在图后侧） 游标盘微调螺丝 游标盘止动螺丝
图 3 - 12 - 2 角游标的读数示例
2. 分光计的调节
概括地说, 分光计的调整要求是: 使平行光管发射平行光; 望远镜适合于接收平行光; 平行光管和望远镜的光轴等高并与 分光计中心轴垂直。 在正式调整前,先目测粗调:使望远镜和平行光管对准, 并 都对准于分光计中心轴 ; 将载物台、望远镜和平行光管大致调 水平(实际要求与分光计中心轴垂直)。这一步很重要, 只有做 好粗调, 才能按下列步骤进一步细调(否则细调难以进行)。 1) 调整望远镜 望远镜是由物镜镜筒、叉丝套筒和目镜镜筒三部分组成的。 叉丝到目镜和物镜的距离皆可调节。常用的阿贝目镜式望远镜 的结构和视场如图3 - 12 - 3所示。