大学物理实验分光计的调节与使用

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装置调节—
分光计在测量前，必须经过仔细调整，要求达到：望 远镜调焦无穷远；望远镜和平行光管共轴，并均与分光计 中心轴垂直，平行光管出射平行光。
.
目测粗调：用眼睛估测，调节望远镜和平行光管下方 调倾螺钉、载物台下的三个调平螺丝，使望远镜和平行光 管光轴、载物台平面尽量与刻度盘平行。
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分光计的调节与使用
郑州大学物理实验中心
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实验目的：
1、了解分光计的结构、各部分的作用 及工作原理。
2、掌握分光计的调节要求和调节方法。 3、学会测量棱镜的顶角、棱镜玻璃的
折射率。
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装置介绍—分光计的结构
分光计主要由四部分组成：平行光管、望远镜、载物台 和读数装置。
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3、转动望远镜和狭缝（注意不能前后移动狭缝）的位置，
使狭缝的像与分刻板上的竖线重合，然后固定狭缝和
望远镜的位置。
4、调节平行光管的调倾螺钉，使狭缝的像相对于测量用叉
丝对称。
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实验原理—三棱镜玻璃的折射率
由光的反射和折射定律可以求得棱镜折射率n
n sini1 sini2
sin min
2
sin
能出射的方向观察，微微转动载物台，
当观察到出射的彩色谱线时，选定一种
谱线，继续转动载物台，注意该谱线出
射光所对应的偏向角的变化，选择使偏
向角减小的方向缓慢转动载物台，当看
到该谱线移至某一位置后反向移动，逆
转处即为最小偏向角的位置。则最小偏
向角出射光线与原光路（不放三棱镜时
望远镜直接对准入射光线的位置）之间
1
下两个游标的读数；再转动望 远镜对准另一光学面反射的像， 再次记录下两游标的读数，代 入公式即可求出三棱镜的顶角。 要求重复三次测量。
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式中i1、 i2 、δmin 分别为某一单色光的入射角、折射 角和最小偏向角δmin，α为三棱镜的顶角。
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实验原理—自准直法测三棱镜顶角
下图为自准直法测量三棱镜顶角的示意图。让望远镜对准
三棱镜的一个光学面，当小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重
合时，从刻度盘上记录两游标的读数 1 和 2 ；转动望远镜
注意：这时只能调节载物台，不能再调节望远镜、平 行光管调倾螺钉。
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实验内容—三棱镜的调节及顶角测量
将三棱镜如图示放置在载物台上，望远镜分别正对AB、AC 光学面，分别调节载物台下螺钉a1 和a3，使两光学面反射 的十字叉丝像均与调整用十字叉丝重合。 将望远镜的叉丝（竖线）对准 一光学面反射的叉丝像，记录
用叉丝重合，则望
远镜的光轴和仪器
的主轴垂直。
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装置调节—平行光管的调节
平行光管的光轴与仪器的主轴垂直
1、关掉目镜的照明灯电源，打开光源。调节狭缝使宽度适
中，让光照亮狭缝。
2、将望远镜对准平行光管，找到狭缝的像后，前后移动狭
缝的位置，使从望远镜中看到清晰的狭缝像，此时平
行光管发出平行光。
近一半的距离。然后再调节载物平台下与连线反射镜面垂直的螺
钉，使小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合。
3、将载物台旋转180，使另外一个反射面对准望远镜，找到小十字
叉丝的反射像后，用二分之一调节法调节小十字叉丝的反射像和
调整用叉丝重合。
4、重复步骤2、3，直到望远镜不论对准哪个反射面，小十字叉丝的
反射像都和调整
装置介绍—平行光管
平行光管的作用是产生平行光。管的一端装有一个可沿管 前后移动的套筒，套筒末端有一宽度可调的狭缝；管的另 一端装有会聚透镜。沿管前后移动狭缝装置，当狭缝恰位 于透镜的焦平面上时，照射在狭缝上的光经过透镜后成为 平行光。
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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）。
（或载物台），让三棱镜的另外一个光学面对准望远镜，当小
十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合时，再次记录两游标的读
数
' 1
和
' 2
。由图可知，三棱镜的顶角为
1800
其中
1 21 ' 12 ' 2
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实验原理—三棱镜的最小偏向角
如图所示，观察光线偏向情况，判
断出射光线的方向。先用眼睛沿光线可
光线能否进入望远镜内。
3、从望远镜的目镜中观察到
十字叉丝像，前后移动目
镜对望远镜调焦，使十字
叉丝成像清晰,如右下图所
示。
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装置调节—望远镜的调节
用二分之一调节法调望远镜的光轴与仪器的主轴垂直
1、转动载物平台使小十字叉丝的反射像的竖线与分刻板的竖线合。
2、调节望远镜的调倾螺钉，使小十字叉丝的反射像向调整用叉丝靠
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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。
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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。
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装置调节—望远镜的调节
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
的夹角即为最小偏向角。设最小偏向位
置时两游标的读数为 1 、 2 ，原光
路的为
' 1
、
' 2
，则有右式：
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圆台转动方向
入射光束
B
A C 出射光束
δ δmin
出最射小方偏观向向察角方向
mi n1 21' 12' 2
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实验内容—调节分光计为可工作状态
调整好的分光计只能测量与刻度盘相平行平面内的角 度，所以测量时必须对待测光学元件进行调节，使经光学 元件（棱镜、光栅）反射、折射和衍射的光线确定的平面 与刻度盘面平行。