分光计的调整与使用

uA
N ( N 1)
t p 2.57
min 的B类不确定度
uB
仪 C
仪 =2'
C= 3
k p 1.96
min 的不确定度
U min (t pu A )2 (k puB )2
合成间接测量量 n 的不确定度和相对不确定度
Un
1 A 2sin 2 Un
cos
A
实验七 分光计的调整与使用
一.实验目的
1.了解分光计的结构及工作原理 2.学会分光计的调整方法 3.使用分光计测定三棱镜的顶角（选做），最小偏向角，学习用最小偏向 角法测定三棱镜的折射率
二.实验原理
1. 分光计
分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。光学中的 许多基本量如波长、折射率等都可以直接或间接的表现为光线的偏 转角，因而利用分光计可测量波长、折射率等。 使用分光计时必须经过一系列的精细的调整才能得到准确的结 果，它的调整技术是光学实验中的基本技术之一，必须正确掌握。
2
U min （将U 化为弧度带入,1'=0.00029rad）
min
Ur
n
2.写出结果表达
n n Un
U r ___ %
P 95.4%
五.注意事项
1.严禁用手触摸光学原件的表面
2.各锁紧螺钉松开后再调节旋转相应的各部位 3.不要频繁开、关钠灯
min +A
计算出折射率
2 A sin 2
n
四.实验数据处理
1.计算三棱镜的折射率
n
，及不确定度 U n ，相对不确定度
Ur
n
sin
min +A
其中A=60o
2 A sin 2
取臵信概率 P 95.4%
N
测量次数
2 ( ) min i i 1
N 6
min 的A类不确定度
（3）分光计的读数
10
68
68 10 68 10
2. 三棱镜的最小偏向角 入射光 LD 与出射光 ER 的夹角 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min。 由几何关系得： A i2 i3
(i1 i4 ) A
1.调整分光计处于待测状态（参考“分光计的调整” p85）
(1) 调目镜：转动目镜调焦手轮使目镜中的刻线最清晰 (2) 粗调载物台：调节三颗螺钉使载物台大致水平 (3) 调望远镜：放上反射平面镜转动望远镜调焦手轮使十字线最清晰 (4) 调节望远镜光轴垂直旋转中心轴
a c b b c b b a a c a
c
观察不到反射绿十字架像的原因
①反射十字像模糊（调节望远镜的调焦手轮） ②望远镜的光轴与平面反射镜的镜面与不垂直
转动望远镜至与镜面垂直位置
③平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直
重新粗调载物台至大致水平
2.调节平行光管
(1) 打开钠灯，转动望远镜对准平行光管 (2) 旋转狭缝左侧螺钉，打开狭缝并调节狭缝宽度在1mm-2mm之间 (3) 调节平行光管调焦手轮至狭缝最清晰
望远镜主轴
平行光管主轴
三棱镜、平面镜
望远镜调节螺丝 三个平台调节螺丝 平行光管调节螺丝
角度盘固定螺丝 游标盘固定螺丝
（望远镜）
仪器主轴
（载物平台）
分光计主要调节螺丝
（1）望远镜
A
B
C
（2）平行光管
用来产生平行光束。管的一端装有消色差透镜，另一端内插入一 套筒，套筒末端为一可调狭缝，调节螺丝可调节其宽度。伸缩套筒可 改变狭缝与透镜之间距，当其间距等于透镜焦距时，就能使照在狭缝 上的光经透镜后成为平行光出射。螺钉可调节平行光管的俯仰倾斜程 度。
3.测三棱镜顶角（选做）
(1) 自准法
C B
(2) 反射法
φ
A
望远镜 望远镜
用自准法测三棱镜顶角
用反射法测三棱镜顶角
4.测定玻璃三棱镜对钠黄光的最小偏向角δmin
(1) 三棱镜的调节
a BHale Waihona Puke Baidu
c C b A b C a A c B
反复来回调节
(2) 用钠光灯照明狭缝，使望远镜、平行光管和三棱镜的位臵如图所示
C
左
A δminB
右
转动载物台寻找最小偏向角,锁 定载物台后读出 左 右
(3) 确认载物台锁定后，旋转望远镜对准平行光管，读出
左 右
0
0
左
0
右
0
(4) 重复测量6次，利用公式 min ( 左 左 右 右 ) 计算出 min
0 0
1 2
再利用公式
n
sin
当偏向角为最小偏向角min时有 i1 i4 (或i2 i3 ) ，所以
A i2 2
2i1 A
，即
由折射定律： n1 sin i1 n2 sin i2
sin
min A
2
A n玻璃 sin 2
所以
n玻璃
sin
min +A
2 A sin 2
三.实验内容与步骤