分光计调节及光栅常数测定.ppt

分光计调节及光栅常数测定 龙作友2011年2月 实验目的 了解分光计的结构和基本原理学习调整和使用方法观察光栅衍射现象 理解光栅衍射的基本规律学会用分光计测光栅常数 分光计的结构和原理 分光计的调节 分光计的调节要求望远镜聚焦于无穷远 平行光管能发射平行光 望远镜和平行光管的光轴均与分光计轴正交 载物台法线与分光计轴平行 自准直式望远镜介绍 仅当分划面在物镜焦平面时 十字口才能成像在分划面 若目镜调焦分划面 此时望远镜被调焦到无限远 1望远镜调节 调焦无限远 1 调目镜手轮 使视场中看到清晰的分划线 2 平面镜按图放在载物台上 适当调载物台或望远镜俯仰找到绿 十 字口的像 可能是模糊的 3 前后移动目镜筒 使绿 十 字像清晰 并且与分划线无视差 4 旋正 横平竖直 分划线 锁紧目镜筒 2调望远镜光轴垂直分光计轴 若望远镜垂直平面镜 则分划板中心发出的光成像于分划板中心 十字口发出的光成像于分划板的 上十字 处 若平面镜平行分光计轴 则载物台转过180 反射面法线方向不变 正 反两面反射的绿十字均如上图所示 两面绿十字均在 上十字 处 望远镜光轴垂直分光计轴 调平载物台 减小平面镜反面仰角 绿十字像下移 同时 正面俯角也同样减小 若观察正面 反射的绿十字像将上移了同样距离 所以 调载物台使绿十字移动高差的一半就能让正 反两面所成绿十字出现在同一高度 2调望远镜光轴垂直分光计轴 如果平面镜镜面与分光计轴不平行 载物台转180 绿十字像的上下位置会变化 根据以上分析 调望远镜光轴垂直分光计轴步骤如下 1 适当调节载物台和望远镜的水平状态 直至任意转动载物台180 均能在望远镜中看到平面镜正 反两面反射的绿 十 字像 难点 2 先调载物台 螺钉a2或a3 使绿 十 字移动正 反两像高差的一半 再调望远镜俯仰使绿 十 字像与分划线上横线重合 3 载物台转180 重复步骤2至总如上图d所示 3调载物台法线与分光计轴平行 1 将平面镜相对载物台转90 如图 2 调载物台调平螺钉a1使平面镜反射的绿 十 字像与分划线上横线重合 不能调载物台螺钉a2 a3 也不能调望远镜俯仰 4平行光管调节 使平行光管能发射平行光 1 使望远镜与平行光管成直线 2 前后移动狭缝 使望远镜中看到清晰的狭缝像 且与分划线无视差 此时平行光管发出平行光 3 调节狭缝宽度 使望远镜中看到缝宽约0 5mm 5平行光管调节 平行光管光轴垂直分光计轴 旋转狭缝成水平状态 调平行光管俯仰使狭缝正好和分划线中央横重合 此时 平行光管光轴垂直分光计轴 最后 再转动狭缝90 成竖直状态 使绿十字 狭缝像 分划线都重合如右图 分光计调节完毕 当衍射角f满足 光栅常数的测定 平行光垂直入射光栅常数为d的光栅 屏上出现亮条纹 波长 已知时 测出第k级条纹对应的衍射角f 即可由光栅方程算出光栅常数d 实验步骤 在调好分光计的基础上 拿掉半反镜放上光栅 调节a2 a3使光栅反射回的绿十字仍在分划线上 调节载物台调平螺钉a1 使各级衍射条纹同高 按教材上表3 7 1内容测衍射角fk 游标度盘读数示例 123 41 注意事项 望远镜 平行光管俯仰调节螺钉不可调到过高 以免连接簧范性变形 测衍射角前确保游标在左右两边并且已经锁紧游标盘 度盘与望远镜之间不会有相对转动 转动望远镜时不要推望远镜 只能推望远镜支架 分光计图 四步化解难点 看到正反两面的像 平 调平载物台调平载物台调平螺钉 搜 找到正面的像调望远镜俯仰 同时往复转动载物台 探 探明反面像在何处方法同2 假设在下方 蹭 将反面像挪回先调载物台让像移到顶 再调望远镜让像回原位 看正面像是否回来 调载物台 调望远镜 目镜下移后探得 平 搜