大学物理实验——分光计的调整和使用

和
(3)最小偏向角法测三棱镜折射率 )
δ = δmin时
1 sin (δmin + A) 2 n= 1 A sin A 2
δ
最 小 偏 向 角 的 测 定
注意: 入射光与三棱镜的第二个折射面大致垂直 注意:使入射光与三棱镜的第二个折射面大致垂直 与三棱镜的第二个折射面大致
1,转动望远镜找到谱线; 转动望远镜找到谱线; 2,转动载物台找到谱线 折返点; 的折返点; 3,转动望远镜使叉丝竖线 转动望远镜使叉丝竖线 对准谱线,然后读数; 对准谱线,然后读数; 4,转动载物台使棱镜处 , 于与刚才对称的位置 对称的位置, 于与刚才对称的位置, 进行相同的操作. 进行相同的操作.
二,读数方法
( 读数圆盘:主刻度盘+ 读数圆盘:主刻度盘+游标 最小分度值是 1) ′ 游标窗口
游标盘 主刻度盘
233 13
设置两个弯游标的原因: 设置两个弯游标的原因: 消除主刻度盘和游标盘的偏心差 消除主刻度盘和游标盘的偏心差
主刻度盘 游标盘
1 = (左 +右) 2
1 = (θ左2 θ左1 + θ右2 θ右1 ) 2
游标盘固定不动, (5)测量时使游标盘固定不动,主刻度盘 测量时使游标盘固定不动 随望远镜一起绕分光计中心轴转动; 随望远镜一起绕分光计中心轴转动; 绕分光计中心轴转动 不能混淆. (6)左右两个游标的读数不能混淆. 左右两个游标的读数不能混淆
数据处理注意事项
加上或减去360 1,读数可以按需要加上或减去360°; 读数可以按需要加上或减去360° 2,计算u(n)时,角度不确定度的 单位应为弧度; 单位应为弧度; 弧度 3,实验仪器的最大误差限 实验仪器的最大误差限
(2)自准法测量三棱镜的顶角
O A
望远镜
β
1 A =180 β = 180 ( θ左 2 θ左1 + θ右 2 θ右1 ) 2 注意: 注意:三棱镜两个光学面反射的亮十字像 不能同时与望远镜叉丝上交点重合 与望远镜叉丝上交点重合. 不能同时与望远镜叉丝上交点重合.
原因:仪器精度有限, 原因:仪器精度有限,望远镜光轴 在旋转过程中改变了方向. 在旋转过程中改变了方向. 测量要求:不要求三棱镜两个光学面反射 测量要求:不要求三棱镜两个光学面反射 的亮十字像都与望远镜的叉丝上交点重合. 的亮十字像都与望远镜的叉丝上交点重合.
望远镜
δmin
1 = ( θ左2 θ左1 + θ右2 θ右1 ) 4
5,实验注意事项
不得用手触摸仪器的光学表面 仪器的光学表面; (1)不得用手触摸仪器的光学表面; (2)转动望远镜时,切勿直接推镜筒; 转动望远镜时,切勿直接推镜筒; 先目测粗调; (3)调整分光计时一定要先目测粗调; 调整分光计时一定要先目测粗调 (4)望远镜,平行光管和三棱镜法线 )望远镜, 调好之后就不能再调节 不能再调节了 调好之后就不能再调节了, 但 望远镜和载物台可以任意转动 任意转动; 望远镜和载物台可以任意转动;
3,分光计的调整
主要调整各个部件轴线方向间的关系. 轴线方向间的关系 主要调整各个部件轴线方向间的关系. 调整分两步: 调整分两步: (1)目视粗调 要求: 要求:1,望远镜与平行光管共轴; 共轴; 望远镜与平行光管共轴 望远镜和平行光管轴线水平 轴线水平; 2,望远镜和平行光管轴线水平; 载物台平面水平 水平. 3,载物台平面水平. 操作:调节望远镜与平行光管的俯仰 俯仰和 操作:调节望远镜与平行光管的俯仰和水平 调节螺钉;调解载物台调平螺钉. 调平螺钉 调节螺钉;调解载物台调平螺钉.
θ = 2′
谢
谢
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(2)细调
细调1 细调1:调整望远镜光轴与分光计中心轴 垂直并聚焦于无穷远
Байду номын сангаас望远镜的结构
反射像
调整步骤及 要求: 要求: 1,旋转目镜 调焦手轮使 叉丝清晰; 叉丝清晰; , 目镜 使反射 像清 晰;
叉 丝 上 交 点 分划板视场 叉丝像
旋转载物台使光学平板两个面反射的亮 3,旋转载物台使光学平板两个面反射的亮 十字像都能与望远镜的叉丝上交点重合 叉丝上交点重合. 十字像都能与望远镜的叉丝上交点重合. 调节方法:载物台水平,望远镜俯仰的各 调节方法:载物台水平,望远镜俯仰的各 半调节法 半调节法.
3,转动狭缝竖直, ,转动狭缝竖直 狭缝竖直, 锁住狭缝锁紧螺钉. 锁住狭缝锁紧螺钉.
4,实验内容
调节三棱镜两个光学面 (1)调节三棱镜两个光学面 的法线垂直于分光计中心轴
要求:转动载物台时三棱镜两个光学面反射的 要求:转动载物台时三棱镜两个光学面反射的 亮十字像都能与望远镜叉丝上交点重合. 叉丝上交点重合 亮十字像都能与望远镜叉丝上交点重合. 三棱镜的摆放要求: 三棱镜的摆放要求: 调节一个调平螺钉 时只改变一个光学 时只改变一个光学 面的法线方向, 面的法线方向,而 对另一个光学面的 无影响. 法线方向无影响. 法线方向无影响
细调2 调节平行光管光轴与分光计 细调2:调节平行光管光轴与分光计 中心轴垂直并发出平行光 中心轴垂直并发出平行光
平行光管由狭缝和准直透镜组成. 平行光管由狭缝 准直透镜组成. 狭缝和 组成
1,伸缩狭缝筒,使望远镜中的狭缝像清晰; 伸缩狭缝筒,使望远镜中的狭缝像清晰 狭缝像清晰;
2,调节平行光管倾角 , 螺钉使狭缝与叉丝 螺钉使狭缝与叉丝 中间水平线重合; 中间水平线重合;
d
d/2
观察不到反射像的原因
1,望远镜没有聚焦于无穷远——前后移动目镜筒 望远镜没有聚焦于无穷远 前后移动目镜筒 2,光学平板法线与望远镜光轴水平方向不对齐 光学平板法线与望远镜光轴水平方向不对齐 ——转动载物台或望远镜 转动载物台或望远镜
俯视
侧视
3,光学平板法线与望远镜光轴竖直方向不对齐 光学平板法线与望远镜光轴竖直方向不对齐 ——调节望远镜俯仰或载物台调平螺钉 调节望远镜俯仰或载物台调平螺钉 这三个方法经常需要联合使用 这三个方法经常需要联合使用
分光计的调整和使用
物理实验中心
一,分光计的结构
分光计是测定光线偏转角度的精密仪器 分光计是测定光线偏转角度 偏转角度的精密仪器 分光计组成部件: 分光计组成部件: 平行光管——发出平行光; 平行光管 发出平行光; 发出平行光 望远镜——观察平行光; 望远镜 观察平行光; 观察平行光 载物台——放置光学器件; 载物台 放置光学器件; 放置光学器件 读数圆盘——测量光线偏转角度. 读数圆盘 测量光线偏转角度. 测量光线偏转角度