用分光計(jì)測三棱鏡頂角解析課件

用分光計(jì)測三棱鏡頂角實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器分光計(jì)簡介實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)處理用分光計(jì)測三棱鏡頂角實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器分光計(jì)簡介實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步分光計(jì)簡介(1)分光計(jì)的發(fā)明1859年，光譜分析法的兩位發(fā)明者，羅伯特?威廉?本生及古斯塔夫?基爾霍夫共同制造了第一臺(tái)分光計(jì)，它是那個(gè)時(shí)代最靈敏的光譜分析工具，為光譜學(xué)的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并引起了分光學(xué)這一領(lǐng)域的變革。本生和基爾霍夫利用分光計(jì)不僅證實(shí)了夫瑯禾費(fèi)D線是鈉元素引起的，而且運(yùn)用光譜分析法，分別于1860年和1861年發(fā)現(xiàn)了銫和銣，并最先解釋了發(fā)射線和吸收線的產(chǎn)生機(jī)理。

分光計(jì)簡介(1)分光計(jì)的發(fā)明(2)分光計(jì)的分類和應(yīng)用常見的比如原子吸收分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、可見分光光度計(jì)、紅外分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)等。不同種類的分光計(jì)常應(yīng)用在不同的領(lǐng)域：a、原子吸收分光光度計(jì)是進(jìn)行常量、微量金屬（半金屬）元素分析的有力工具。b、熒光分光光度計(jì)是用于掃描液相熒光標(biāo)記物所發(fā)出的熒光光譜的一種儀器。c、可見分光光度計(jì)該設(shè)備具有透射比、吸光度、濃度直接測定、有自動(dòng)調(diào)整峰值透射率等功能。d、紅外分光光度計(jì)是研究紅外光譜必不可少的工具之一。e、紫外可見分光光度計(jì)廣泛用于藥品檢驗(yàn)、藥物分析、環(huán)境檢測、衛(wèi)生防疫食品、化工、科研等領(lǐng)域?qū)ξ镔|(zhì)進(jìn)行定性、定量分析。(2)分光計(jì)的分類和應(yīng)用(3)分光計(jì)的發(fā)展趨勢分光計(jì)的發(fā)展趨勢可以從下列幾個(gè)方面來看：

a.分光計(jì)主結(jié)構(gòu)的改善與發(fā)展，比如全息光柵取代機(jī)刻光柵，采用陣列型檢測器，使用激光光源、具有雙波長快速掃描功能等；

b.自動(dòng)化程度大大提高，比如從自檢、排障到數(shù)據(jù)處理等都實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制；

c.重視適用附件的開發(fā)，方便用戶；d.向小型化、數(shù)字化、便攜式的方向發(fā)展。(3)分光計(jì)的發(fā)展趨勢實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解分光計(jì)的構(gòu)造原理。(2)學(xué)習(xí)分光計(jì)的調(diào)節(jié)技術(shù)。(3)測定三棱鏡的頂角。分光計(jì)是一種具有代表性的基本光學(xué)儀器，有時(shí)也作為一種用光學(xué)方法測量角度的精密儀器。在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中通過測定光線的各種角度往往可以確定某些物理量，比如折射率、光柵常數(shù)等。用分光計(jì)測量三棱鏡頂角，不僅可以掌握分光計(jì)的調(diào)整和使用，同時(shí)還可以學(xué)習(xí)光學(xué)方法精確測量角度的方法。學(xué)好分光計(jì)的調(diào)整和使用，可以為今后使用其他精密光學(xué)儀器（如單色儀、攝譜儀等）打下良好基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解分光計(jì)的構(gòu)造原理。分光計(jì)是一種具有實(shí)驗(yàn)儀器分光計(jì)(JJY1＇)、低壓鈉燈電源、光學(xué)平行平板、三棱鏡重要儀器——分光計(jì)簡介物理實(shí)驗(yàn)室常用的分光計(jì)是JJY1‘型，由望遠(yuǎn)鏡、載物臺(tái)、平行光管、讀數(shù)裝置和底座五部分組成。實(shí)驗(yàn)儀器分光計(jì)(JJY1＇)、低壓鈉燈電源、光學(xué)平行平板、三1狹縫；2狹縫鎖緊螺釘；3平行光管；4制動(dòng)架；5夾持簧片；6載物臺(tái)；7載物臺(tái)調(diào)平螺釘；8載物臺(tái)鎖緊螺釘；9望遠(yuǎn)鏡；10目鏡鎖緊螺釘；11阿貝式自準(zhǔn)直目鏡；12目鏡視度調(diào)節(jié)手輪；13光源筒；14望遠(yuǎn)鏡光軸高低調(diào)節(jié)螺釘；15望遠(yuǎn)鏡光軸水平調(diào)節(jié)螺釘；16支臂；17電源插孔；18望遠(yuǎn)鏡微調(diào)螺釘；19望遠(yuǎn)鏡止動(dòng)螺釘；20刻度盤與望遠(yuǎn)鏡固聯(lián)螺釘；21底座；22刻度盤；23游標(biāo)盤；24電源；25立柱；26游標(biāo)盤微調(diào)螺釘；27游標(biāo)盤止動(dòng)螺釘；28平行光管光軸水平調(diào)節(jié)螺釘；29平行光管光軸高低調(diào)節(jié)螺釘；30狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪1狹縫；2狹縫鎖緊螺釘；3平行光管；4制動(dòng)架；5夾(1)阿貝式自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡：(3)平行光管：用來獲取平行光。(2)載物臺(tái)：用來放置待測器件的，載物臺(tái)有三個(gè)調(diào)平螺釘用來調(diào)節(jié)，使載物臺(tái)面與旋轉(zhuǎn)中心線垂直，三個(gè)螺釘?shù)倪B線呈正三角形。(1)阿貝式自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡：(2)載物臺(tái)：用來放置待測器件的，(4)讀數(shù)裝置:讀數(shù)方法同游標(biāo)卡尺。如圖所示情形為116°稍多一點(diǎn)，而游標(biāo)上的第12格恰好與刻度盤上的某一刻度對(duì)齊，因此該讀數(shù)為116°12′。(5)底座:呈三角形。使用該儀器時(shí)應(yīng)注意：1)分光計(jì)是較精密的光學(xué)儀器，不應(yīng)在止動(dòng)螺釘鎖緊時(shí)強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，也不要隨意擰動(dòng)狹縫。2)測量前務(wù)必檢查止動(dòng)螺釘是否鎖緊，若未鎖緊，則數(shù)據(jù)不可靠。3)測量中應(yīng)正確使用可使望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的微調(diào)螺釘，以便提高工作效率和測量準(zhǔn)確度。4)測量前應(yīng)調(diào)好游標(biāo)盤的位置，使游標(biāo)在測量過程中不被平行光管或望遠(yuǎn)鏡擋住。(4)讀數(shù)裝置:讀數(shù)方法同游標(biāo)卡尺。如圖所示情形為116°稍實(shí)驗(yàn)原理采用自準(zhǔn)法測量三棱鏡頂角。

利用望遠(yuǎn)鏡自身產(chǎn)生平行光，先使棱鏡AC面反射的十字像落在分劃板上雙十字叉絲上部的交點(diǎn)上，記下刻度盤對(duì)稱游標(biāo)的方位角讀數(shù)φⅠ和φⅠ’。然后再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡（或載物臺(tái)）使BC面反射的十字像與雙十字叉絲的上交點(diǎn)重合，記下讀數(shù)φⅡ和φⅡ’，兩次讀數(shù)相減即得頂角φ的補(bǔ)角。則三棱鏡的頂角實(shí)驗(yàn)原理采用自準(zhǔn)法測量三棱鏡頂角。利用望遠(yuǎn)鏡自身產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)步驟（1）分光計(jì)的調(diào)節(jié)調(diào)好分光計(jì)的要求是：①平行光管出射平行光；②望遠(yuǎn)鏡接收平行光；③平行光管和望遠(yuǎn)鏡的光軸與分光計(jì)的中心轉(zhuǎn)軸垂直，載物臺(tái)中軸線與中心轉(zhuǎn)軸重合。

具體調(diào)整步驟：1)目測粗調(diào)

根據(jù)眼睛的粗略估計(jì)，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡和平行光管上的高低調(diào)節(jié)螺釘，使它們的光軸大致與中心轉(zhuǎn)軸垂直；調(diào)節(jié)載物臺(tái)下的三個(gè)水平調(diào)節(jié)螺釘，使其大致處于水平狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)步驟（1）分光計(jì)的調(diào)節(jié)1)目測粗調(diào)2)細(xì)調(diào)

采用自準(zhǔn)調(diào)整法進(jìn)行細(xì)調(diào)，這是在物面上成一個(gè)與物對(duì)稱的像為依據(jù)，來調(diào)整光路的方法。①接上電源，打開開關(guān)，調(diào)節(jié)目鏡；②將反射鏡放置在載物臺(tái)上（如右圖）。這樣放置的優(yōu)點(diǎn)是：反射鏡的俯仰，只需要調(diào)節(jié)載物臺(tái)下的螺釘2或3即可，而螺釘1的調(diào)節(jié)與反射鏡的俯仰無關(guān)；③放松目鏡鎖緊螺釘，前后拉動(dòng)目鏡套筒，調(diào)節(jié)物鏡焦距，使模糊的綠色亮十字清晰；④調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡光軸和分光計(jì)中心轉(zhuǎn)軸垂直。

采用二分之—漸近調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)綠十字像與分劃板上部十字叉絲重合，如圖：2)細(xì)調(diào)①接上電源，打開開關(guān)，調(diào)節(jié)目鏡；⑤調(diào)節(jié)平行光管光軸和分光計(jì)中心轉(zhuǎn)軸垂直。a.調(diào)節(jié)平行光管使其產(chǎn)生平行光；

b.調(diào)節(jié)平行光管光軸使其垂直于分光計(jì)中心轉(zhuǎn)軸。⑤調(diào)節(jié)平行光管光軸和分光計(jì)中心轉(zhuǎn)軸垂直。（2）采用自準(zhǔn)法測量三棱鏡的頂角①調(diào)節(jié)三棱鏡的主截面與分光計(jì)中心轉(zhuǎn)軸垂直。在測量之前，必須調(diào)節(jié)三棱鏡的主截面與分光計(jì)中心轉(zhuǎn)軸垂直。將三棱鏡按圖放在載物臺(tái)上，使三個(gè)面分別與載物臺(tái)調(diào)平螺釘?shù)倪B線垂直。轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，在望遠(yuǎn)鏡中找到AB面反射回來的十字像，調(diào)節(jié)螺釘2，使十字像與上部十字叉絲重合。然后找到AC面反射回來的十字像，調(diào)節(jié)螺釘3，使十字像與上部十字叉絲重合。重復(fù)上述步驟幾次，直到兩個(gè)光學(xué)面反射的十字像均與上部十字叉絲重合。（2）采用自準(zhǔn)法測量三棱鏡的頂角②測量三棱鏡頂角轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)AC面，使反射回來的綠十字像與上部十字叉絲重合，固定望遠(yuǎn)鏡（位置Ⅰ），從左、右游標(biāo)窗口讀數(shù)φⅠ和φⅠ’。，填入表格。再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)AB面，使綠十字像與上部十字叉絲重合，固定望遠(yuǎn)鏡（位置Ⅱ），從左、右窗口讀數(shù)φⅡ和φⅡ’

，填入表格。②測量三棱鏡頂角轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)AC面，使反射回?cái)?shù)據(jù)處理1）重復(fù)測量6次，并將測得的游標(biāo)讀數(shù)填入表中。2）計(jì)算三棱鏡的頂角，并求出A的平均值。