用分光计测三棱镜顶角讲述.ppt

* 用分光计测三棱镜顶角 理学院大学物理实验中心 实验目的 1. 了解分光计的结构和各部件的作用。 2. 掌握分光计的调整要求和调整方法。 3. 学会用分光计测量角度。 实验仪器 分光计 低压汞灯 双面反射镜 三棱镜 实验原理 1.狭缝宽度调节手轮 2.狭缝锁紧螺钉 3.平行光管仰俯调节螺钉 4.平行光管 5.游标盘微调手轮 6.载物台 7.载物台调平螺钉 8.望远镜 9.调焦手轮 10.望远镜仰俯调节螺钉 11.目镜视度调节手轮 12.望远镜支架 13.望远镜微调螺钉 14.底座 15.游标刻度盘 16.游标盘微调手轮 17.载物台锁紧螺钉 JJ-2型分光计 望远镜：望远镜结构如图1所示，由物镜5、分划板1（板上刻有十字叉丝）和目镜2组成。调节目镜可改变分划板到目镜的距离，使叉丝调到目镜的焦平面上，调节分划板的位置改变分划板到物镜的距离，可使分划板处在物镜的焦平面上。如果配合调节目镜可使分划板即在目镜的焦平面上，同时亦在物镜的焦平面上，此时望远镜能接受平行光。 望远镜采用阿贝式自准直目镜，分划板上紧贴一个直角三棱镜，在棱镜的直角面上有一个被光源照亮（光线通过直角三棱镜的斜边平面反射）的带颜色的十字，其中心位置与分划板上方的十字线交点对称，如图2所示。 如果在载物台上放置一块双面平行的平面反射镜，并使其反射面和望远镜光轴大体垂直，则十字发出的光通过物镜后经反射面反射回来，在分划板上将形成十字反射像，适当调节可使十字反射像无视差地落在分划板上，且与上方十字线中心重合，表明望远镜与反射镜面垂直，且可接受平行光。这种方法称为自准直法。 1.分划板 2.目镜 3.小棱镜 4.侧窗 5.物镜 图1 望远镜结构示意图 图2 望远镜视野示意图 平行光管：平行光管的作用是产生平行光，由一个装有狭缝的 套管和一个透镜组成，狭缝的宽度和位置均可调节。调节狭缝 宽窄调节螺钉，调狭缝调焦手轮，伸缩狭缝套筒，当狭缝正好 在透镜的焦平面上时，通过狭缝的光束经过透镜即成平行光。 载物台：载物台是用来放置待测器件的。载物台的下方有三个 调平螺钉，若需调整和固定台面高度，放松或锁紧载物台下方 水平螺钉和转轴螺钉即可。 分度盘：可与望远镜固定在一起，绕分光计中心轴转动。利用 它和与载物台固定在一起的游标盘，可以测出望远镜转过的角 度。 实验步骤 分光计调整的总体要求： 望远镜能接受平行光 ； 平行光管能发出平行光； 望远镜和平行光管等高同轴且与分光计的中心轴相垂直 。 1. 调节望远镜，使之能接受平行光 目镜调焦 慢慢转动目镜调焦手轮，使目镜前后伸缩，至十字刻线成像清晰即可。 望远镜视野示意图 十字刻线 望远镜调焦 将载物台调平螺钉调到适当位置，使载物盘升起一定高度，并且大致水平。 载物盘 载物台调平螺钉 望远镜调焦 在载物台中央放一块双面反射镜，让载物台下两个调平螺钉的连线垂直于镜 面，如图1所示。使镜的反射面与望远镜光轴大致垂直（如图2）。 a c b 图1 图2 a b c 望远镜调焦 调节望远镜的调焦手轮，使物镜筒前后移动，可使亮斑聚成清晰的亮十字像， 此时望远镜能接受平行光。 望远镜视野示意图 亮十字像 2. 调节望远镜的光轴使其垂直于仪器转轴 平面镜反射回来的十字像，一般和分划板上方的十字线并不重合，如图1所示。 采用“各半调节法”，即先调节望远镜仰俯调节螺钉，使十字像距上十字线偏离 减少一半（如图2所示），再调载物台的一个调平螺钉b（或c），使亮十字像 与上十字线完全重合（如图3所示） 。 图 1 图 3 图 2 2. 调节望远镜的光轴使其垂直于仪器转轴 手握载物台锁紧螺钉转动载物台，使小平面镜转动180o，从望远镜中找到亮十 字像。此像一般不与上十字线重合，此时仍用“各半调节法”使亮十字像与上十 字线完全重合。 再将载物台连同小平面镜转动180o ，重复以上步骤，直到两个反射面反射的十 字像总是与上十字刻线重合。注意：在此步调节之后，不得再动望远镜的仰俯调 节螺钉。 载物台锁紧螺钉 3. 调节平行光管 打开狭缝（如图1所示），点燃汞灯，将狭缝照亮。转动望远镜，对准平行光 管（如图2所示） ，就可在望远镜中找到狭缝像（如图3所示） 。 图 1 狭缝宽度调节手轮 平行光管 望远镜 图 2 狭缝像（实为白色亮线） 图3 3. 调节平行光管 调节平行光管调焦手轮，以便从望远镜中看到清晰的狭缝像。 平行光管调焦手轮 3. 调节平行光管