分光仪的调整及其应用.docx

基础物理研究性实验报告题目： 第一作者： 第二作者：学院：专业： 班级：2012年12月16日 目录摘要1一、实验重点2二、实验原理2实验一 分光仪的调整21.分光仪的结构22.分光仪的调节原理与方法5实验二 三棱镜顶角的测量9三棱镜的调整9调三棱镜的AB面和AC面与望远镜光轴垂直10实验三 棱镜折射率的测量11最小偏角法11掠入射法12三、实验仪器13四、实验步骤13实验1分光仪的调整13实验2三棱镜顶角的测量141.调整三棱镜142.用反射法测棱镜顶角14实验3棱镜折射率的测量15用最小偏向角法测棱镜折射率15用掠入法测棱镜折射率15五、数据处理16反射法测三棱镜顶角161．原始数据列表162．数据处理16最小偏向角法测棱镜折射率171.原始数据列表172.数据处理17掠入法测棱镜折射率181.原始数据列表182.数据处理18六、误差分析19七、实验感想19八、实验改进21九、原始数据22摘要本文以分光仪的调整及其应用为主要研究对象，重点介绍了分光仪在使用过程中的调整细节以及用分光仪测量三棱镜顶角及其折射率的具体原理及方法步骤，然后利用实验中严格测得的数据进行数据处理及不确定度的计算，对于实验中的可能的误差来源也进行了定量分析，最后是我们对于这个实验的感想及一些具体的实验改进建议。关键字：分光仪 三棱镜顶角 三棱镜折射率一、实验重点了解分光仪的构造及其主要部件的作用。学习并掌握分光仪德的调节原理与调节方法。掌握自准直法和逐次逼近法。学会用干涉法测量三棱镜的顶角。二、实验原理实验一 分光仪的调整分光仪的结构分光仪因型号不同各有差别，但基本结构是相同的，一般由底座、刻度读数盘、自准直望远镜、平行光管、载物平台5部分组成。下面介绍JJY型分光仪。平行光管 载物平台 刻度圆盘 自准直望远镜三角底座三角底座在三角底座的中心，装有以垂直的固定轴、望远镜、主刻度圆盘、游标刻度圆盘都可以绕它旋转，这一固定轴右脚分光仪主轴。刻度圆盘圆盘上刻有角度数值的称主刻度盘，其内侧有一游标盘，在游标盘上相对180处刻有两个游标。主刻度盘和游标刻度盘都垂直于仪器主轴，并可绕主轴转动。该读数系统由主刻度盘和游标盘组成，沿圆盘一周刻有360个大格，每格1，没大哥又分成两小格，所以每小格为30’。主刻度盘内侧有一游标盘。主刻度盘可以和望远镜一起转动，游标盘可以和载物台一起转动。游标盘在他的对径方向有两个游标刻度，游标刻度的30小格对应主刻度盘上的29小格，所以这一读数系统的精确度为1’。它的读数原理与游标卡尺完全相同。载物平台载物平台用来放置光学元件，如棱镜光栅等，在其下方有载物台调平螺钉3只，以调节平台倾斜度。用螺钉可调节载物平台的高度，当固紧时平台与游标盘固联。固紧螺钉可使游标盘与主轴固联；拧动螺钉，可使载物台与游标盘一起微动。自准直望远镜自准直望远镜的结构如图所示，它由目镜、全反射镜、叉丝分划板及物镜组成。目镜装在A筒内，全反射棱镜和叉丝分划板装在B筒内，物镜装在C筒顶部，A筒通过手轮可在B筒内前后移动，B筒可在C筒内移动。叉丝分划板上刻有双十字叉丝和透光小十字刻线，并且上叉丝与小十字刻线对称与中心叉丝，全反射棱镜紧贴其上。开启光源S时，光线经全反射棱镜照亮小十字刻线。当小十字刻线平面处在物镜的焦平面上时，从刻线发出的光线经物镜变成平行光。如果有一平面镜将这一平行光反射回来没再经物镜，必成像于焦平面上，于是从目镜中可以看到叉丝和小十字刻线的反射像，并且无视差。如果望远镜光轴垂直于平面反射镜，反射镜将于上叉丝重合。这种调节望远镜光轴使之适于观察平行光的方法成为自准直法，这种望远镜称为自准直望远镜。望远镜通过螺钉的固紧可与主刻度盘固联，又可通过螺钉的固紧与主轴固联，此时拧动望远镜微调螺钉，望远镜将连同主刻度盘绕主轴微动。平行光管平行光管与底座固联，靠近仪器主轴的一端装有平行光管的物镜，另一端装有可调节狭缝套管，前后移动套管，是狭缝处在物镜的焦平面上，于是由狭缝产生的光通过物镜后变成平行光。分光仪的调节原理与方法分光仪常用于测量入射光与出射光之间的角度，为了能准确测得此角度，必须满足两个条件①入射光与出射光均为平行光；②入射光与出射光均与刻度盘平面平行。为此须对分光仪进行调整：使平行光管发出平行光，其光轴垂直于仪器主轴（即平行于刻度盘平面）；使望远镜接收平行光，其光轴垂直于仪器主轴；须调整载物平台，使其上旋转的分光元件的光学平面平行于仪器主轴。下面介绍调整方法。粗调调节水平调节螺钉，使望远镜居于支架中央，并目测调节望远镜俯仰螺钉，使光轴大致与主轴垂直，调节载物平台下方的3只螺钉外伸部分等长，使平台平面大致与主光轴垂直。这些粗调对于望远镜光轴的顺利调整至关重要。调节望远镜◇望远镜调焦于无穷远调节要求： 根据前述自准直原理，当叉丝位于物镜焦平面时，叉丝与小十字