分光計調(diào)節(jié)和使用姓

實驗名稱:分光計的調(diào)節(jié)與使試驗?zāi)康?分光計是精確測定光線偏轉(zhuǎn)角的儀器也稱測角儀它的調(diào)整技術(shù)是光學(xué)實驗實驗原7.1.2-1所（１）（２）（３）望遠鏡－觀測用，由目鏡系統(tǒng)和物鏡組成，為了調(diào)節(jié)和測量，物鏡和目鏡之間還裝有釘固定。在中管的分劃板下方緊貼一塊45全反射小棱鏡，棱鏡與分劃板的粘貼部分（４）載物臺－放平面鏡、棱鏡等光學(xué)元件用．臺面下三個螺釘可調(diào)節(jié)臺面的傾斜角，平臺（５）讀數(shù)圓盤－是讀數(shù)裝置。格值為３０分。在游標盤對稱方向設(shè)有兩個角游標。這是因②望遠鏡對平行光聚焦（即接收平行光３）心。平面鏡繞軸轉(zhuǎn)180后，如果另一鏡面的反射像也落在此處，這表面平行儀器主軸。此時180后，Ｂ反射光偏下。在目鏡中看到的現(xiàn)象是Ａ面反射像在Ｂ面反射像的上方。顯然，調(diào)整方 一束單色光以i1角入射到AB面上，經(jīng)棱鏡兩次折射后，從AC面折射出來，出射i'2。入射光和出射光之間的夾角稱為偏向角。當棱鏡頂角Ａ一定時，偏向角δ的大小隨入射角i1的變化而變化。當i1＝i'2時，δ為最小。這時的偏向角稱為最小偏向角，記作δmin。7.1.2-8i

iii

i1

A設(shè)棱鏡材料折射率為nA

n

sinmin

sin2

sin2由此可知，要求得棱鏡材料折射率n，必須測出其頂角Ａ和最小偏向角min。調(diào)載物臺的上面大致平行，將棱鏡放到平臺上，使棱鏡三邊與臺下三螺釘?shù)倪B線所成三7.1.2-9。試分析這樣放置的好處。接通目鏡照明光源，遮住從平行光管來的光。轉(zhuǎn)動載物臺，在望遠鏡中觀察從側(cè)面AC和AB反射回來的十字像，只調(diào)臺下三螺釘，使其反射像都落到上十字線處，見圖7.1.2-10。調(diào)節(jié)時AC面正對望遠鏡。記下游標１的讀數(shù)1和游標２的讀數(shù)21122，即是載物臺轉(zhuǎn)過的角度，而是Ａ角的補角，Ａ＝（23輕輕轉(zhuǎn)動載物臺（改變?nèi)肷浣莍1）,在望遠鏡中將看到譜線跟著動。改變i1，應(yīng)使譜線往小的方向移動（向頂角A方向移動。望遠鏡要光譜線轉(zhuǎn)動，直到棱鏡繼續(xù)轉(zhuǎn)動，而譜線開始（546.1nm管，以確定入射光的方向，再記下兩游標處的讀數(shù)1和2。此時綠譜線的最小偏向角 1

1

2將mia值和測得的棱鏡Ａ角平均值代入式（2）計算n2為了減小刻度盤和游標盤的圓心與儀器主軸的不重合所引起的偏心誤差,測量一個角度時,先刻度盤順時針方向轉(zhuǎn)動,讀數(shù)一次,再逆時針轉(zhuǎn)動達到測量標準后再讀數(shù)一次,最后取其平均值作為測量的最終值.,數(shù)據(jù)記 量三棱鏡頂角讀''試驗二測量三棱鏡的最小偏向''

'' 試驗三測量三棱鏡對綠光的折射sinminnsin

sin2

sin2數(shù)據(jù)處一,頂角度1

2

2A12345頂角59°58(如果相減大于180°,則用360°減去兩角差,再代入計算A

Ua

n0n

2.7801'0

P5因為試驗環(huán)境光線較暗,并且試驗設(shè)備因為損耗而有銹痕,所以試驗者的估讀值取5 22

b

0假設(shè)分光計的質(zhì)量指標在最大允差的分布為正態(tài)分布,CUkb1.9605'0

P p

UUa Ua b59'0

PP二,最小偏向角度數(shù)測

'' 1234123A

Ua

n0n

4.30016'

P3因為試驗環(huán)境光線較暗,并且試驗設(shè)備因為損耗而有銹痕,在尋找最小偏向角的臨界角位置時,是用,估取估=10'3估估22儀

b

0假設(shè)分光計的質(zhì)量指標在最大允差的分布為正態(tài)分布,CUkb1.96010'

P p

UUa Ua b22'0

0

PP三，折射率的計sinminnsin

sin2

sin2因為1

0.0167,這樣的近似誤差精度為0.002,,可以忽略不計,1%的一般物理試驗要求所以試驗結(jié)果保留到小數(shù)點后四位,才充分利用了試驗儀器1'的精度59'059'022'022'0

PP得sinminn 1.6522sinA2誤差傳遞公式推導(dǎo)如下1lnnlnsinminAlnsinA 2 2對minA求全微分cosminA

cosA

2 n

A

A

A Asin

2

sin 2

11cotAcotA1An2 22 3 1

2 A A

A n

cot A

cot n

2

2

minU 1

A A 1

A n

cot UA

cot U n

2

2

minn1n12 2AA 2 A 2 A222Umin計算結(jié)果Un

P最終測量結(jié)果為

Unn

P(注:報告中的數(shù)據(jù)均是經(jīng)過四舍六入五奇進原則處理過的數(shù)據(jù),運算中是以未近似處理的數(shù)據(jù)代入計算).思考題答:這不是由于望遠鏡未調(diào)好造成的.實際上,此時,望遠鏡已經(jīng)調(diào)整到試驗要求狀態(tài),及與主軸垂直.但是此時,載物臺并沒有與主軸垂直,而只是在一個方向上恰好使平面鏡兩次反射的綠十字映在分化版的上十字上.放上三棱鏡后,,使載物臺與主軸垂直.這測量三棱鏡頂角和最小偏向角的試驗過程是否為等精度測量答:同一個人,用同樣的方法,使用同樣的儀器,在相同的條件下對同一物理量進行多次測量叫做次放置平面鏡和三棱鏡的位置不完全一致,可以忽略.仍然可以看作是等精度測量補充試 測量紫光的折射''min5322sinminnsin

sin2

sin2n測量方法討論本試驗中試驗者采用了近法測量記錄數(shù)據(jù).原理如下在讀數(shù)時,西安讓望遠鏡順時針方向與標志物(綠十字叉或狹縫亮紋)(),,量的最終結(jié)果.目在于減小在