分光儀的調(diào)整反射法測三棱鏡頂角及最小偏向法測三棱鏡折射率

學(xué)號:11011041學(xué)號:11011031I...........................................I..........................................II ... ... .......................................................6...........................7 ........ ..11 .....................................13.........................15.. .......16.............17.................................18 載物臺調(diào)平螺釘;7一載物臺與游標(biāo)盤聯(lián)結(jié)螺釘;8一望遠(yuǎn)鏡;9一望遠(yuǎn)鏡鎖緊螺釘圖1-1JJY型分光儀180?o讀數(shù)系統(tǒng)由主刻度盤和游標(biāo)盤(角游標(biāo))構(gòu)成，沿度盤一周刻有3601格，每格1?，每大格又分成兩小格，因此每小格為和載物臺一起轉(zhuǎn)動，游標(biāo)盤在它的對徑方向有兩個游標(biāo)刻度，游標(biāo)刻度的3029只，以調(diào)節(jié)平臺傾斜度(見圖1中的6)。用螺釘7圖1-2自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造如圖1-2(1)調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)螺釘(見圖1之13)，使望遠(yuǎn)鏡居支架中央，并目測調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡俯仰螺釘(見圖1一上叉絲;2一中心叉絲;3圖1-3叉絲分劃板和十字刻線的反射像調(diào)節(jié)規(guī)定:根據(jù)自準(zhǔn)直原理，當(dāng)叉絲位于物鏡焦平面時，叉絲與小十字刻線的于無窮遠(yuǎn)。調(diào)節(jié)辦法:在載物平臺上(見圖1-4)放置平面反射鏡，構(gòu)成如圖圖1-4調(diào)節(jié)原理:若望遠(yuǎn)鏡光軸垂直于平面反射鏡鏡面，且平面鏡鏡面平行于儀器主軸，則望遠(yuǎn)鏡光軸必垂直于儀器主軸。此時若將載物臺繞儀器主軸轉(zhuǎn)180?，面鏡，但不垂直于主軸，亦即平面鏡鏡面不平行于主軸，則將平面鏡反轉(zhuǎn)180?十字與上叉絲重疊。若同時有平面鏡鏡面平行于儀器主軸，則平面鏡反轉(zhuǎn)180?于主軸。若平面鏡鏡面不平行于儀器主軸，則平面鏡反轉(zhuǎn)180?鏡鏡面不平行于儀器主軸，則平面鏡反轉(zhuǎn)180?后，綠十字與上叉絲將不再重疊。調(diào)節(jié)辦法:在望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦于無窮遠(yuǎn)的基礎(chǔ)上，觀察綠色小十字，普通它會偏離上叉絲，調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺釘b或c，使綠色小十字向上叉絲移近1/2的偏離距離，再調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡俯仰調(diào)節(jié)螺釘，使綠色小十字與上叉絲重疊(見圖1-5)，這時，望遠(yuǎn)鏡光軸與平面鏡鏡面垂直。將平面鏡反轉(zhuǎn)180?，平螺釘b或c，并調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡俯仰調(diào)節(jié)螺釘，使綠色小十字各自消除1/2與上叉絲的旋轉(zhuǎn)180?，綠色小十字始終都落在上叉絲中心為止。這種辦法被稱為半調(diào)法。圖1-54(3)調(diào)節(jié)辦法:將已調(diào)節(jié)好的望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)平行光管，擰動狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪，打開鏡中無視差地看到邊沿清晰的狹縫像時，平行光管即發(fā)出平行光。o調(diào)節(jié)辦法:旋轉(zhuǎn)玩觀景至觀察到狹縫像，調(diào)節(jié)平行光管俯仰調(diào)節(jié)螺釘，使狹縫像的中點與中心叉絲重疊(中心叉絲與狹縫中點都可視為望遠(yuǎn)鏡與平行光管光軸所叉絲重疊。如圖1-6，按逆時針方向稱三棱鏡的三個頂角為AB、C，AB、AC構(gòu)成待測頂角A的光學(xué)面，BC為磨砂面。放置時，令三棱鏡的AB(BC,AC)Ob、Oc)。這樣一來，在調(diào)節(jié)Oa(Oc)線下的調(diào)平Oa(圖1-6螺釘a(c)時，整個棱鏡將以bc(ba)為軸轉(zhuǎn)動，由于面與bc(ba)垂直，故不會影響AB(AC)面與儀器主軸的相對關(guān)系調(diào)三棱鏡的AB面和AC5能通過望遠(yuǎn)鏡;只有如圖1-7所示，頂角A處在主測量原理:旋轉(zhuǎn)載物臺至三棱鏡頂角AABθ，由圖1-7可知:圖1-7,,,，,，,,,,，,,,,圖1-86沿主截面入射的光線DE在界面AB,,,,,,,,,,折射光線EF入射到界面AC,,,,,,,,,,,,(1),,,設(shè)三棱鏡頂角為A，,,,,，,(2),,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,，,,,，,,,,,,，,,,(3),,,,,或,,,(4)將(4)式代入式(2)和式(3)，,,,,,,,,，,,,，,,,,將上式代入式(1)，,，,,,,,,,,,,7將三棱鏡放置于載物臺上，使帶測頂角,,,,,,,,,,,,,，,,,,,，,,,2)注意:在推動望遠(yuǎn)鏡時，應(yīng)推動望遠(yuǎn)鏡支臂(見圖與入射光線的夾角，此即最小偏向角,。,,,8i,,,,,,,,,1330?44′150?39′210?42′30?39′120.017?2244?45′4?48′184?46′120.067?3326?13′146?9′206?10′26?8′120.033?180?52′0?50′300?52′120?49′119.992?5275?14′95?10′335?11′,,,,,,,,,,其中,,,，,,,,,，,,,(其中第2、4,,,,,,,,,,，,,,,,,,,，,,,,,,,,，,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,其中k=5B由于游標(biāo)的精確度為1’1’。,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,9因此由不擬定度合成公式得A,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,則i,,,,,,,,,1328?11′148?8′277?16′97?12′50.925?2251?12′302?5′122?3′50.892?3274?14′94?12′223?24′43?22′50.833?208?18′28?17′259?8′79?6′50.825?5240?47′60?45′9?55′,,,,,,,,,,其中,,,，,,,,,，,,,(其中第2、4,,,,,,,,,，,,,,,,,，,,,,,,,，,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.2.1不擬定度計算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,B由于游標(biāo)的精確度為1’，因此其誤差限可認(rèn)為是1’,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,因此由不擬定度合成公式得A,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,，,,,，,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,123行光垂直于三棱鏡底邊入射,原理描述大致5-1所示,將三棱鏡放在載物臺上,旋轉(zhuǎn)載物臺至三棱圖5-1反射法測三棱鏡頂角原理圖了角度θ。此時容易證明頂角A,,,,,,,,,,,,,,,，,,,(1)其中,、,和,、,分別為望遠(yuǎn)鏡在?、?處左右兩游標(biāo)的讀數(shù),θ為兩反,,,,8推導(dǎo)(1)理論的不完善而產(chǎn)生誤差。由于實驗中不易判斷入射光線與否垂直于棱鏡的底邊,,運用(1)如圖5-2BCA+?3+?4=,,,,,,,,?1=?3=?2=>,,,,,,,，,,,?4=?6=成果頂角A的體現(xiàn)式與(1)式相似,可見(1)式的成立與平行入射光與否與對平行光管,而只要把三棱鏡放置于載物臺中部,使頂角A對著平行光管,合適調(diào)節(jié)頂角AAB、AC兩面均能看到狹縫的反射像即可。如圖,,,),,,,(2),,,,,),,),,,,(3),,,,,),,),,,,(4),,,,,),,,,(5)圖5-3,,,,,),,,,(6),,,,),,,,),,,,,,,,,),,,,(7),,,,,即:,,,,,),,,,),,,,(8),,,,,),,,,,,,),,,,(9),,,,,),,,,(10)由此可得,,,,,,,,,),,,,(11),,,,,,,,,,,),,,,,,,,,,,),,,,(12),,,,,,,,,,,),,,,,,,)(13)(1)若取,,,,,，,,,,時:,由(13)，,的最大值為:59?55′,的最小值為:59?49′(分光計的讀數(shù)誤差為?1'，的角度讀數(shù)相減，因此運算后的分光計角度的最大絕對誤差為?2')(2),的最大值為:59?59′,的最小值為:59?58′通過上述計算可得，只要傾斜角度