分光计的使用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,分光计的调整及棱镜折射率的测定,绪言：,分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种能周密测量角度的光学仪器。在几何光学试验中，主要用来测定棱镜的顶角、光束的偏向角、折射率等；而在物理光学试验中，假设加上分光元件棱镜、光栅即可做为分光仪器，用来观看光谱，测量光谱线的波长、光栅常数，等等。还可以和偏振片、波片协作，作光的偏振试验。,分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有肯定的代表性，学会对它的调整和使用方法，有助于把握操作更为简单的光学仪器。,返回,试验目的,试验原理及仪器,试验内容,数据处理,思 考 题,留意事项,目 录,试验目的,1、了解分光仪的构造,把握分光仪的调整,和使用方法；,2、把握测定棱镜顶角的方法；,3、学会用最小偏向角测定棱镜的折射率。,分光计的调整及棱镜折射率的测定,试验仪器与用具,分光计、三棱镜、钠光灯。,平,行,光,管,自准望远镜,三棱镜,载物台,刻度圆盘,游标,试验原理及仪器,分光计的调整及棱镜折射率的测定,平面反射镜,自准望远镜,分划板叉丝,灯,物镜,目镜,自准望远镜由,物镜、目镜、分划板（叉丝）、,平面反射镜、光源组成。当物镜和目镜的焦平面,与分划板重合时，从目镜中可同时观察到分划板和它,的反射象，且无视差。此时望远镜适合于观察无穷远,。,分划板,平行光管,狭缝象,平行光管主要由双胶合物镜、狭缝,组成，当狭缝位于物镜的焦平面上时，,从狭缝射出的光线经物镜后就成为平行,光线，由望远镜目镜可清晰地看到狭缝,象。,物镜,狭缝,钠灯,22 30”+9”=2239”,读数盘的读数,试验原理及仪器,分光计的调整及棱镜折射率的测定,1、分光计的调整,试验内容,2,、分光计的使用,分光计的调整及棱镜折射率的测定,分光计的调整 调整要求 分光计是在平行光中观看有关现象和测量角度，,因此要求：,1分光计的光学系统平行光管和望远镜要适应平行光。,2从度盘上读出的角度要符合观测现象中的实际角度。,用分光计进展观测时，其观测系统根本上由下述三个平面构成：,读值平面：这是读取数据得平面，由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转是形成，与中心主轴垂直。,观看面：由望远镜光轴绕仪器中心转轴旋转时所形成的。只有当望远镜光轴与转轴垂直时，观看面才是一个平面。,待测光路平面：由平行光管的光轴和经过待测光学元件棱镜、光栅等作用后，所反射、折射和衍射的光线所共同确定的，调整载物台下方的三个调整螺钉，可以将待测光路平面调整到所需的方位。,按调整要求，应将此三个平面调整成相互平行，否则，测得角度将与实际角度有差异，即引入系统误差。,1,、粗调望远镜处于水平状态,转动望远镜使它与平行光管成 90度角，眼睛距望远镜50cm左右，粗测望远镜是否处于水平状态，假设不水平，可调整望远镜水平调整螺钉，使之处于水平状态。,分光计的调整,调整方法,分光计的调整及棱镜折射率的测定,2,、粗调载物台水平,1将载物台上三条120度等分线与载物台下三个水平调整螺钉对齐，再将平面反光镜按图放置到载物台上。,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,2松开载物台套筒上凹凸调整锁定螺钉，调整载物台的高度满足反射镜中心与望远镜轴线等高。,3松开游标盘止动螺钉位于分光计背后，缓慢转动游标盘连同载物台，观看载物台是否处于水平状态。否则，要分别细心调整载物台下三个螺钉，用眼睛粗测，满足水平状态为止。,游标盘,止动螺钉,锁定螺钉,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,3、调整望远镜聚焦于无穷远,1点亮目镜照明小灯，然后缓慢转动目镜调焦手轮，直到能够清晰地看到分划板上的黑十字叉丝。,目镜调焦手轮,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,2将平面镜贴住望远镜物镜镜头，松开望远镜套筒锁定螺钉，,前后伸缩望远镜套筒，直到能够看到清晰的绿色亮“十”字像，,如下图，然后重新锁紧望远镜套筒锁定螺钉。此时，望远镜,聚焦于无穷远。,望远镜套筒锁定螺钉,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,4、调整望远镜主轴垂直于仪器转轴,1轻缓转动游标盘，使镜面旋转一个小角度，从望远镜外侧用眼睛观看从平面镜反射回的望远镜镜圈的像及绿十字像。适当调整望远镜和载物平台的倾斜度，使绿十字反射像和 望远镜处于同一高度。转动载物平台，从目镜中找出反射回来的绿十字像。,图中人眼高度比望远镜低，因此反射像偏低，须抬高靠近自己一侧的载物平台或降低望远镜筒，才能在望远镜目镜中观看到反射像,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,2用“各半调整法”1/2调整法，将绿十字像调至分划板的上穿插点上。,假设反射镜A面反射回来的绿十字在目镜视场中的位置如图a所示，它与分划板上穿插丝相距h。则调整望远镜水平调整螺钉使亮“十”字像上升h/2，如图b，再调整载物台下三个螺钉中离操作者最近的一个螺钉，使绿十字像上升h/2至分划板上穿插点上，如图c所示。,转动游标盘连同载物台，查找反射镜另一面B面反射回来的绿十字，用同样的方法将绿十字像调至分划板的上穿插点上。,如此反复调整两面,的绿十字像，直到反射镜,A、B两面反射回来的绿十,字像都能与分划板的上交,叉点重合，则望远镜主轴,垂直于分光计的旋转主轴。,h/2,h,a,b,c,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,3将平面镜转过90,如下图放置。转动游标盘连载物台，使平面镜某一面A面或B面正对望远镜，在中找出绿十字像，然后单独调整载物台下的水平调整螺钉a，使平面镜反射回来的绿十字像位于分划板上穿插点上。这样载物台平面法线根本上与分光计旋转主轴重合。,留意：,1、平面镜须拿起以后转过90放置，不得在载物平台上转动。,2、假设在平面镜中找不到反射回来的绿十字像，只须急躁调整载物台下的水平调整螺钉a即可。,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,4转动游标盘连载物平台，从目镜中观看绿十字像是否沿叉丝水平线平行移动，假设不平行，则须松开望远镜套筒锁定螺钉，转动分划板套筒使其平行。,留意：不要破坏望远镜已调好的焦距。,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,5、平行光管的调整,1调整平行光管发出平行光。点亮汞光灯，转动望远镜正对平行光管，松开平行光管狭缝套筒锁定螺钉，前后缓慢伸缩平行光管狭缝套筒，直至在目镜中看到的狭缝像最清晰，则此时平行光管发出平行光。,狭缝套筒锁定螺钉,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,2 调整平行光管狭缝宽度。通过狭缝宽度调整手轮调整平行光管的狭缝宽度，一般调整到1mm左右。,狭缝宽度调节手轮,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,3 松开狭缝套筒锁定螺钉，缓慢转动狭缝套筒，直至视场中的狭缝像与分划板中铅垂准线重合为止。,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,4调整平行光管主轴处于水平状态。调整平行光管水平调整螺钉，直至狭缝像被分划板中心水平准线平分为止。至此，分光计已调整在良好的工作状态下，可以进展各项测量了。,水平调节螺钉,分光计的调整,分光计的调整及棱镜折射率的测定,1,、三棱镜顶角的测量,三棱镜放置要求：,待测顶角在载物平台的中心，磨面,与平行光管垂直。,分光计的使用,反射法,分光计的调整及棱镜折射率的测定,1,、三棱镜顶角的测量,三棱镜放置要求：,待测顶角在载物平台的中心，磨面,与平行光管垂直。,分光计的使用,反射法,分光计的调整及棱镜折射率的测定,自准直法,三棱镜放置要求：,待测顶角在载物平台的中心，磨面,正对着平行光管，并与平行光管垂直。,分光计的使用,分光计的调整及棱镜折射率的测定,1、放置并调整待测三棱镜,把三棱镜放到载物台上，使螺钉 、连线垂直于三棱镜的光学平面AB。,这样放置三棱镜，使得在调整平面AC时，不转变平面AB的状态；同理，在调整AB时也不会影响平面AC。,2、测量三棱镜的顶角,A,锁紧游标盘的止动螺丝,1松开望远镜止动螺丝，将望远镜对向平面 AC，调整螺丝B1见讲义，使平面AC反射的绿十字像与分划板上十字叉丝的竖线重合。用微调螺钉记录此时两游标的读数 ，,2转动望远镜对向平面AB，只调整螺丝B2使平面AB反射的绿十字像与分划板上十字叉丝的竖线重合。记录此时两游标的读数 。,则三棱镜的顶角A=，其中,2,、测量最小偏向角,分光计的使用,分光计的调整及棱镜折射率的测定,具体测量方法为见上图,1找到谱线：松开游标盘的止动螺丝，转动载物台，使三棱镜的AB平面与平行光管光轴有肯定夹角，用眼睛迎着出射光方向看AC面里的黄色谱线，将望远镜转到眼睛和谱线之间，从望远镜即看到谱线。,2找到最小偏向角：,转动载物台，使谱线向入射光方向靠近，即偏向角减小见上图。当载物台转到某一位置时，再连续按原方向转动载物台，谱线将反向移动。谱线反转处即最小偏向角位置。,3对准最小偏向角：,在谱线反转的位置锁定载物台，转动望远镜将竖直叉丝对向谱线，锁定望远镜止动螺丝，用微调螺丝望远镜和平行光管)反复调整，确认分划板竖直叉丝对准最小偏向角时的谱线，登记两游标读数 。,4记录入射光方向：,取下三棱镜，转动望远镜，使望远镜直接对准平行光管，利用望远镜微调螺丝使分划板竖直叉丝与狭缝的像对准，登记两游标读数 。,最小偏向角为,1.三棱镜顶角的测量,数据处理,反射法,分光计的调整及棱镜折射率的测定,5,4,3,2,1,T,2,T,1,自准直法,数据处理,分光计的调整及棱镜折射率的测定,合成不确定度：,实 验 结 果：,数据处理,分光计的调整及棱镜折射率的测定,2.最小偏向角的测量,数据处理,分光计的调整及棱镜折射率的测定,5,4,3,2,1,T,2,T,1,数据处理,思考题,1、,分光计游标盘上为什么要设置两个游标？,两个游标应如何利用？,2、为什么不宜选用三棱镜来调整分光计?,分光计的调整及棱镜折射率的测定,留意事项,1.分光计调整或使用中，假设平行光管发出的光不清晰，只能通过调整平行,光管来调整，不能通过调整望远镜筒来获得；,2.调整和测量中，转动望远镜时，不得拉,着镜筒转动，须拉着支架三角形部,分转动，以免拉断连接望远镜筒的弹,簧片；,支架,3.调整中，游标盘的止动螺钉须松开，测,量时再锁定，不得在锁定的状况下强行,转动游标盘；,4.放置或移动三棱镜和光栅时，不得用,手接触其光学外表。,分光计的调整及棱镜折射率的测定,