分光儀的調(diào)整與使用

1、分光儀的調(diào)整與使用 n實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解分光儀的構(gòu)造和原理，學(xué)會調(diào)整分了解分光儀的構(gòu)造和原理，學(xué)會調(diào)整分光儀。光儀。 . 測定三棱鏡的頂角測定三棱鏡的頂角 . 觀察色散現(xiàn)象，測定玻璃三棱鏡對汞燈觀察色散現(xiàn)象，測定玻璃三棱鏡對汞燈綠光的折射率。綠光的折射率。 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器分光儀的四個主要部件： 1平行光管平行光管 作用：產(chǎn)生平行光。 在其圓柱形筒的一端裝有一個可伸縮的套筒，套筒末端有一狹縫，筒的另一端裝有消色差透鏡組。伸縮狹縫裝置，使其恰位于透鏡的焦平面上時，平行光管就出射平行光。 2望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡用于觀察及定位被測光線。它是由物鏡、自準(zhǔn)目鏡和測量用十字刻度線所組成的一個圓筒。

2、 3載物臺載物臺 用來放置待測件。臺面下方裝有三個調(diào)節(jié)螺絲，用來調(diào)整臺面的傾斜度。 4讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置 讀數(shù)裝置由游標(biāo)盤及游標(biāo)和刻度盤組成，其讀數(shù)方法與游標(biāo)卡尺相似。 在刻度盤同一直徑的兩端各裝有一個游標(biāo)，測量時，兩個游標(biāo)都應(yīng)讀數(shù)，然后算出每個游標(biāo)兩次讀數(shù)的差，再取平均值消除偏心差。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理一、分光儀的調(diào)整一、分光儀的調(diào)整1.目測粗調(diào)目測粗調(diào) 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡下的斜度調(diào)節(jié)螺絲望遠(yuǎn)鏡下的斜度調(diào)節(jié)螺絲和和載物臺下的三個調(diào)節(jié)載物臺下的三個調(diào)節(jié)螺絲螺絲，使望遠(yuǎn)鏡和平臺基本水平。，使望遠(yuǎn)鏡和平臺基本水平。2. 2.目鏡的調(diào)焦目鏡的調(diào)焦 目鏡調(diào)焦的目的是使眼睛通過目目鏡調(diào)焦的目的是使眼睛

3、通過目鏡能很清楚地看到目鏡中亮十字、分鏡能很清楚地看到目鏡中亮十字、分劃板上的雙十字分劃線，且沒有視差。劃板上的雙十字分劃線，且沒有視差。3 3、望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦、望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦 將平晶放在載物臺上。放置方法如圖所示，視場中將平晶放在載物臺上。放置方法如圖所示，視場中可看到綠十字反射像，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦旋鈕，使綠十字可看到綠十字反射像，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦旋鈕，使綠十字像清晰。像清晰。4. 4.調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的光軸垂直于分光儀主軸調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的光軸垂直于分光儀主軸 調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡斜度調(diào)節(jié)旋鈕和載物臺調(diào)節(jié)螺絲，使平晶兩反射面反射的綠十字像都在雙十字分劃線的上十字位置，如圖所示。調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)方法各半調(diào)節(jié)法各半調(diào)節(jié)法h各半

4、調(diào)節(jié)法各半調(diào)節(jié)法 調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)和載物臺調(diào)節(jié)螺絲，使望遠(yuǎn)鏡視野中反光十字架移動到雙十字分劃線上十字位置.所謂各半調(diào)節(jié)法就是調(diào)節(jié)上述兩個位置，各使反光十字架移動h/2,使之移動到正確位置。 即調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡使綠十字反射像移動h/2，調(diào)節(jié)載物臺使綠十字反射像移動h/2。 1. 如果平臺轉(zhuǎn)動如果平臺轉(zhuǎn)動180o前后，兩次反射回的十字前后，兩次反射回的十字像，都成在分劃板上十字線的同一側(cè)（上方或下像，都成在分劃板上十字線的同一側(cè)（上方或下方），則先調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡下的螺絲。方），則先調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡下的螺絲。 3. 調(diào)節(jié)時，采用逐次逼近法，每次讓十字像向調(diào)節(jié)時，采用逐次逼近法，每次讓十字像向分劃板上十字線靠近一半，轉(zhuǎn)

5、過分劃板上十字線靠近一半，轉(zhuǎn)過180o后，再靠近一半，后，再靠近一半，如此反復(fù)調(diào)節(jié)，可較快的使十字像與分劃板上十字如此反復(fù)調(diào)節(jié)，可較快的使十字像與分劃板上十字線重合。線重合。 2. 如果兩次的像分別成在分劃板上十字線的上下如果兩次的像分別成在分劃板上十字線的上下兩側(cè)，則先調(diào)節(jié)平臺下的螺絲。兩側(cè)，則先調(diào)節(jié)平臺下的螺絲。注意：注意：二、三棱鏡頂角的測定二、三棱鏡頂角的測定 原理：原理： 如圖所示，利用望遠(yuǎn)鏡自身產(chǎn)生的平如圖所示，利用望遠(yuǎn)鏡自身產(chǎn)生的平行光，固定望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動載物臺，使載物行光，固定望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動載物臺，使載物臺上的三棱鏡的臺上的三棱鏡的ABAB面對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡，使面對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡，使ABAB面

6、面反射的十字像與望遠(yuǎn)鏡筒中的雙十字絲上反射的十字像與望遠(yuǎn)鏡筒中的雙十字絲上交叉點(diǎn)重合，即望遠(yuǎn)鏡光軸與三棱鏡交叉點(diǎn)重合，即望遠(yuǎn)鏡光軸與三棱鏡ABAB面面垂直，記下兩邊的游標(biāo)讀數(shù)垂直，記下兩邊的游標(biāo)讀數(shù) 。12、 然后再轉(zhuǎn)動載物臺，使然后再轉(zhuǎn)動載物臺，使ACAC面反射的十字像與雙十字絲上交叉面反射的十字像與雙十字絲上交叉點(diǎn)重合，即望遠(yuǎn)鏡光軸與點(diǎn)重合，即望遠(yuǎn)鏡光軸與ACAC面垂直，記下兩邊游標(biāo)讀數(shù)面垂直，記下兩邊游標(biāo)讀數(shù) 。/12、設(shè)棱鏡相對望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)過的角度為設(shè)棱鏡相對望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)過的角度為 )()(21)(21221121180頂角頂角游標(biāo)盤讀數(shù)游標(biāo)盤讀數(shù)167A11 B11167BA 平行光射向頂角

7、為平行光射向頂角為A A的三棱鏡的側(cè)面的三棱鏡的側(cè)面ABAB，經(jīng)過，經(jīng)過折射后由另一側(cè)面折射后由另一側(cè)面ACAC射出，射出，入射光與折射光的夾角入射光與折射光的夾角 稱稱為偏向角。根據(jù)圖中的幾何為偏向角。根據(jù)圖中的幾何關(guān)系與折射定理可得如下關(guān)關(guān)系與折射定理可得如下關(guān)系系三、三棱鏡折射率的測量三、三棱鏡折射率的測量 21sin)(21sinminn原理：原理：測量汞燈綠光最小偏向角測量汞燈綠光最小偏向角 調(diào)節(jié)平行光管 取下平面鏡，用鈉燈照亮狹縫，從望遠(yuǎn)鏡中觀察來自平行光管的狹縫像，同時調(diào)節(jié)狹縫套筒制動螺絲，直至能在望遠(yuǎn)鏡中看到清晰的狹縫像為止，然后調(diào)節(jié)縫寬使望遠(yuǎn)鏡視場中的縫寬約為1mm。 將三棱

8、鏡放在載物臺上，將平行光管對準(zhǔn)將三棱鏡放在載物臺上，將平行光管對準(zhǔn)光源，判斷折射光線的出射方向，用眼睛迎著光源，判斷折射光線的出射方向，用眼睛迎著光線可能的出射方向，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，可以看到光線可能的出射方向，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，可以看到幾條平行的彩色幾條平行的彩色譜線，觀察三棱鏡色散現(xiàn)象。譜線，觀察三棱鏡色散現(xiàn)象。 測量綠光的最小偏向角 固定望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動游標(biāo)盤使綠光向偏向角減小固定望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動游標(biāo)盤使綠光向偏向角減小的方向移動，千萬別移出視野的方向移動，千萬別移出視野; ;固定游標(biāo)盤，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)固定游標(biāo)盤，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使綠光移到視野中央鏡，使綠光移到視野中央; ;再固定望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動游標(biāo)盤，再固定望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)

9、動游標(biāo)盤，重復(fù)上述過程重復(fù)上述過程; ;當(dāng)綠光達(dá)到偏向角最小時固定游標(biāo)盤當(dāng)綠光達(dá)到偏向角最小時固定游標(biāo)盤. .轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使綠光和垂直叉絲重合，讀出兩個游標(biāo)轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使綠光和垂直叉絲重合，讀出兩個游標(biāo)處的讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使望遠(yuǎn)鏡和平行光管成一處的讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使望遠(yuǎn)鏡和平行光管成一直線，使白光和垂直叉絲重合，讀出兩個游標(biāo)處的讀直線，使白光和垂直叉絲重合，讀出兩個游標(biāo)處的讀數(shù)，代入公式，數(shù)，代入公式，求出最小偏向角求出最小偏向角 minmin。 求出玻璃對求出玻璃對汞燈綠光的折射率汞燈綠光的折射率 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 1. 平面鏡及三棱鏡系光學(xué)元件，光學(xué)表面不能用平面鏡及三棱鏡系光學(xué)元件