分光计的调整和使用

,分光计调整与使用,.,.,光学部分,浙大物理实验教学中心编制,SPECTROMETER,:,简介.,分光计,分光计是一种测量光线偏转角的仪器，因此又称测角仪。它象游标卡尺、示波器和万用表等等仪器一样已被作为一种基本测量仪器广泛使用。比如测量玻璃的折射率、光源的波长、光速、棱镜偏向角、光谱分析和光栅衍射等等。,带读数窗的分光计,SPECTROMETER,:,简介.,平行光管,望远镜,载物台,读数窗,带标尺的分光计,SPECTROMETER,:,简介.,望远镜,平行光管,载物台,读数盘,SPECTROMETER,:,实验概要.,仪器构 造,测量偏向角,读数窗使用,了解分光计结构，学会正确调节和使用方法。,掌握分光计读数装置的使用，学会读角度并计算角度。,学会使用分光计寻找反射光线 的方法来测量三棱镜的顶角。,SPECTROMETER,:,基本原理.,分光计测定三棱镜顶角光路图,2,2,SPECTROMETER,:,基本原理.,右,左,A,A,B,B,=,（,l,右,A,-,左,A,l,+,l,右,B,-,左,B,l,）/4,三棱镜顶角计算方法,SPECTROMETER,:,实验技巧.,分光计调整,两种棱镜角测量方法,两种三棱镜位置分析,消偏心差,读角度方法,SPECTROMETER,:,实验技巧.,为了获得清晰的图象，保证有关物理量的测量精度，实验装置应该调节目镜与物镜：,（1）目镜调叉丝清晰度。,（2）物镜调像的清晰度。,分光计调整：,-望远镜,目镜,物镜,倾角调节螺钉,倾角固定螺钉,物镜调焦旋钮,目镜调节旋钮,亮十字灯,调节目镜套筒进出，使叉丝最清晰为止。,分光计调整：,-望远镜/目镜,目镜套筒,叉丝,SPECTROMETER,:,实验技巧.,调节物镜套筒，使亮绿十字最清晰为止，从而达到物象最清晰的目的。,分光计调整：,-望远镜/物镜,十字,物镜套筒,SPECTROMETER,:,实验技巧.,分光计调整：,-载物台调整,SPECTROMETER,:,实验技巧.,分光计之载物平台,调,a,脚,调,b、c,脚,SPECTROMETER,:,实验技巧.,分光计调整：,-载物台调整/,a,脚,置反射镜平行于,b、c,脚的连线。预调十字于上横叉丝的上方，当载物台转过180度时，若十字出现在上横叉丝的下方，则调节,a,脚使十字向上横叉丝靠拢,；,否则调节望远镜倾角使十字向上横叉丝靠拢,。,用逐次逼进法，重复上述两步骤，直到任意旋转载物台都能看到十字在上横叉丝处。,SPECTROMETER,:,实验技巧.,分光计调整：,-载物台调整/,b、c,脚,置反射镜垂直于,b、c,脚的连线。预调十字于上横叉丝的上方，当载物台转过180度时，若十字出现在上横叉丝的下方，则调节,b,或,c,脚使十字向上横叉丝靠拢；否则调节望远镜倾角使十字向上横叉丝靠拢。用逐次逼进法，重复上述两步骤，直到任意旋转载物台都能看到十字在上横叉丝处。,SPECTROMETER,:,实验技巧.,分光计调整：,-平行光管调整/结构图,狭缝器,透镜,狭缝大小旋钮,倾角螺钉,分光计调整：,-平行光管调整,调节平行光管倾角，使亮狭缝平行且重叠在下横叉丝处。调节狭缝器进出（调焦），使亮狭缝最清晰为止。旋转狭缝器使亮狭缝平行且重叠于竖叉丝处。最后调节亮狭缝的大小约目视大小1-2,mm,。,左右移动调焦,SPECTROMETER,:,实验技巧.,狭缝大小旋钮,SPECTROMETER,:,实验技巧.,两种棱镜角测量方法：,自准直法,棱脊分束法,SPECTROMETER,:,实验技巧.,两种三棱镜位置分析：,读角度方法：,SPECTROMETER,:,实验技巧.,主尺读游标零刻度线对齐处。,游标读亮光线对齐处角度值。,105,3030,SPECTROMETER,:,实验技巧.,消偏心差：,=（,1,+,2,）/2；,=（,1,1,）+（,2,2,）/2,SPECTROMETER,:,实验技巧.,消视差：,移动,尺像,SPECTROMETER,:,仪器剖析.,分光计,汞灯,分光计：,SPECTROMETER,:,仪器剖析.,望远镜,平行光管,载物台,分光计：阿贝目镜式望远镜,SPECTROMETER,:,仪器剖析.,分划板,珠炮,目镜筒、,物镜筒,分光计：高斯目镜式望远镜,SPECTROMETER,:,仪器剖析.,物镜筒,分划板,目镜筒、,汞灯：,外壳,主电极,电阻,主电极,石英管,辅助电极,SPECTROMETER,:,仪器剖析.,汞灯：,汞灯是一种气体放电灯。汞蒸汽是发光物质。汞灯一般属弧光放电型。汞蒸汽气压不同，汞灯辐射的光谱的组成和亮度都不同，按其工作时的汞蒸汽气压的高低可分为：低压汞灯、高压汞灯和超高压汞灯。,SPECTROMETER,:,仪器剖析.,1、看分光计使用录像。,2、分光计光路调整。,利用反射镜寻找清晰绿亮十字（调望远镜）。,利用反射镜调整载物台中心轴与望远镜中心,轴垂直（调载物台三脚）。,调整并找寻到清晰的汞人射光（调平行光管）。,3、利用分光计测量三棱镜顶角角度数,。,SPECTROMETER,:,实验内容.,SPECTROMETER,:,实验动画.,1 开启分光计电源，点亮绿十字和读数窗灯，在载物台上放置一反光镜。,调叉丝：,调节望远镜目镜镜筒使叉丝最清晰为止，并调正位置。,3,调绿十字：,调节望远镜上下倾角并转动反光镜找到绿十字，调节望远镜物镜镜筒使绿十字最清晰为止。,4,调载物台：,（1）置反光镜在载物台上并平行于,b、c,脚的连线。预调绿十字于上横叉丝的上方，当载物台转过180度时，若十字出现在上横叉丝的下方，则调节,a,脚使十字向上横叉丝靠拢一点；若十字出现在上横叉丝的上方，则调节望远镜倾角使十字向上横叉丝靠拢。用逐次逼进法，重复上述两步骤，直到任意旋转载物台都能看到十字与上横叉丝重合为止。（2）置反射镜垂直于,b、c,脚的连线。预调十字于上横叉丝的上方，当载物台转过180度时，若十字出现在上横叉丝的下方，则调节,b,或,c,脚使十字向上横叉丝靠拢；否则调节望远镜倾角使十字向上横叉丝靠拢。用逐次逼进法，重复上述两步骤，直到任意旋转载物台都能看到十字与上横叉丝重合。,5,调平行光管：,移走反光镜，调节平行光管上下倾角，使亮狭缝平行且重叠在下横叉丝处。调节狭缝器进出（调焦），使亮狭缝最清晰为止。旋转狭缝器使亮狭缝平行且重叠于竖叉丝处。最后调节亮狭缝的大小约目视大小1-2,mm。,6,测量：,置三棱镜前顶角于载物台中心偏前几,mm，,转动望远镜向左和右找到经三棱镜侧面反射的亮狭缝光，依据实际情况可微调平行光管上下倾角，直到满意的亮狭缝光。再转动望远镜找到左右两侧反射的亮狭缝光，并记录,左,A,左,B,右,A,右,B,的读数值。代入公式可得三棱镜顶角。微动三棱镜位置，多次测量。,SPECTROMETER,:,疑难解答.,1,怎样解决视差？,答：,通过调节物镜镜筒使十字最清晰的方法，直到在 任何方位看到的十字和叉丝都不发生位移为止。,2,为什么用左右窗读数？,答：,为了消除圆刻度盘的偏心差。,3,试画出十字成像光路图？,答：,见下图。,SPECTROMETER,:,注意事项.,1、测量三棱镜顶角时，放置三棱镜顶角于载物台中心偏前一点点处。,2、读数窗读游标盘角度时，亮光线不止一条，请读取中间任意一条亮线所对应的读数。,3、消除视差，使人射光像与叉丝在同一个面上。,4、镜片易碎，请小心操作，切勿把物品从一张桌,子移到另一桌子，请配套使用。,SPECTROMETER,:,参考资料.,1.大学物理实验教程,浙江大学出版社,。,2.大学物理实验,武汉大学出版社,。,3.大学物理导论,清华大学出版社,。,4.普通物理实验,高等教育出版社,。,5.改变世界的物理学,复旦大学出版社,。,6.固体物理学,中南大学出版社,。,7.工程光学,机械工业出版社,。,8.英汉物理学词汇,北京大学出版社,。,9.物理实验手册,机械工业出版社,。,10.普通物理实验,高等教育出版社,。,11.大学物理通用教程,北京大学出版社,。,12.现代光学基础,北京大学出版社,。,13.电子仪器与测量技术,中国科技大学出版社,。,14.大学物理,浙江大学出版社,。,SPECTROMETER,:,国际基本单位,物理量 符号 名称,长度,m,米,质量,kg,千克（公斤）,时间,s,秒,电流强度,A,安培,热力学温度,K,开尔文,物质的量,mol,摩尔,发光强度,cd,坎德拉,SPECTROMETER,:,基本物理常量,物理量 符号 数值 单位,光速,C 299792458 m/s,里德伯常数,R,10973731.568549 m,-1,电子电荷,e 1.60217733,10,-19,C,普朗克常量,h 6.6260755,10,-34,j.s,电子静止质量,m 9.1093897,10,-31,kg,精细结构常量,7.29735308,10,-3,第一辐射常量,c,1,3.7417749,10,-16,W.m,2,第二辐射常量,c,2,0.01438769 m.K,阿伏加德罗常数,N,A,6.0221367,10,23,mol,-1,维恩位移常量,b 2.897756,10,-3,m.K,真空磁导率,0,12.566370614,10,-7,NA,-2,电子伏,eV 1.602176462,10,-19,J,SPECTROMETER,:,国际导出单位,物理量 符号 名称 表示式,频率,Hz,赫兹,s,-1,力,N,牛顿,m.kg.s,-2,压强,Pa,帕斯卡,N/m,热量、功、能,J,焦耳,N.m,功率、辐射通量,W,瓦特,J/s,电量,C,库仑,s.A,电压,V,伏特,W/A,电容,F,法拉,C/V,电阻,欧姆,V/A,电导,S,西门子,A/V,磁通量,Wb,韦伯,V.s,磁感应强度,T,特斯拉,Wb/m,2,电感,H,亨利,Wb/A,光通量,lm,流明,cd.sr,光照度,lx,勒克斯,lm/m,2,活度,Bq,贝克勒尔,s,-1,吸收剂量,Gy,戈瑞,J/kg,SPECTROMETER,:,单位换算,1,erg=10,-7,J,1dyn=10,-5,N,1st=1cm,2,/s,1Gs=10,-4,T,1Oe=1000/4,A/m,1Mx=10,-8,Wb,1sh=1cd/cm,2,1Ph=10,4,lx,1Torr=133.322Pa,1kgf=9.80665N,1cal=4.1868J,1,=10,-9,T,再见,