分光计的调整与使用.ppt

实验介绍 　分光计是精确测定光线偏转角的仪器，可以用于测量材料的折射率、光源的光谱，在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用。 实验目的 (1) 了解分光计的结构、作用和工作原理； (2) 掌握分光计的调节要求和调节方法. 实验仪 器 分光计，三棱镜，平面反射镜，钠光灯源、光栅． 分光计主要由三部分：望远镜，平行光管和主体(底座、度盘和载物台)组成。附件有小灯泡、小灯泡的低压电源以及看度盘的放大镜。望远镜的目镜叫做阿贝目镜，如图所示，可以将小灯泡的光引入分划板，当分划板的位置刚好在望远镜的焦平面上时，从载物台上放置的平面镜上反射回来的光正好落在分划板上形成一个清晰的十字象。利用这个原理可以将望远镜调好(出射平行光以及使望远镜的主轴与仪器主轴垂直)，当望远镜调好后就可以利用望远镜调节平行光管，此时就可以进行光线的角度的测量了。 实验内容 １．自准法测量三棱镜顶角 如图所示，只要测量三棱镜两个光学面的法线之间的夹角，即可求得顶角。 　　 在调节好望远镜的光轴垂直于仪器的转轴和使三棱镜的侧面AB和AC均垂直于望远镜的光轴以后，即可进行测量。方法可以是固定刻度盘和望远镜，转动游标盘和载物台；也可以是固定游标盘和载物台而转动刻度盘和望远镜。如图所示，当AB反射的亮叉丝与分划板的上叉丝重合时，在两园游标上读得α1,β1。同理，当AC面垂直于望远镜时可读得α2,β2。显然： ?=（?α2-α1?+?β2-β1?）/2 由上图可知：  A=180`-? 同学们可以采取其他的方法测三棱镜的顶角。 ２．最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率 实验原理： 如波长为λ 的单色光以入射角i1 入射到三棱镜的一个光学表面，经棱镜折射后从棱镜的另一个光学表面出射时会向底边倾斜。入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角，它与三棱镜材料的折射率和入射光的波长有关。 棱镜顶角A一定时，偏向角 δ的大小随入射角的变化而变化。实验表明，当入射角达到某一特定值时，偏向角会出现极小值。可以证明，当出射角和入射角相等时，偏向角最小，称为最小偏向角。对一定波长的入射光，最小偏向角δmin与三棱镜顶角A、材料折射率n的关系如下: 其中n为棱镜的折射率，?min为最小偏向角，A为棱镜的顶角。 利用分光计测出棱镜的最小偏向角和顶角，就可以由上面的公式求出棱镜材料的折射率n。 测试方法 转动载物台，使棱镜处于图所示位置，（不要移动平台上的棱镜）先用眼睛直接找到折射光的大致方向，再用望远镜观察。当棱镜随着载物台的转动（即改变入射角ｉ１）偏向角逐渐减小的时候，应使望远镜跟随一条光谱线转动。这个过程中会发现偏向角有一个最小值。即棱镜台转到某一个位置再继续转动，视场里的谱线不再沿着原方向移动，而开始向相反方向移动（偏向角反而变大）。这时把望远镜叉丝对准这个转折处的谱线，记录角位置φ１的两个游标读数。然后使望远镜对准入射光（可从棱镜上方通过）读取入射光角位置读数φ０，则最小偏向角δｍｉｎ＝｜φ１－φ０｜。 ３．利用光栅测波长 实验原理 2.计算三棱镜对钠光的最小偏向角δmin，写出结果 3.由三棱镜顶角A和对钠光的最小偏向角δmin计算三棱镜对钠光（波长589.3nm）的折射率n，写出测量结果。（表格请同学们自己拟定） ? * * 分光计的调整与使用 陈维真 中国海洋大学物理实验教学中心 分光计测试原理 分光计有一个360度分划的刻度盘，它与望远镜紧固在一起，相对于固定的游标盘作旋转。从望远镜中找到待测角的两边，根据刻度盘和游标盘的转动角度，就可以确定角度值，其最高精度可达1分以上。 图1 分光仪 分光计的调整： 1.粗调 调节望远镜、平行光管和载物台下面的螺钉，使它们都水平。 2.细调 (1)调节望远镜适合于观察平行光 调节望远镜目镜，看清“ ”字形叉丝，将平面镜放置时是与载物台的两个螺钉联线垂直而与另一个螺钉重合，如上图所示，调节望远镜仰俯角，找到从平面镜反射回来的比较 清晰的亮“十”的像。 (2)调节望远镜光轴垂直于分光计主轴 在望远镜的视场中看到“十”字反射像后，将载物台转180度，(转动游标盘而不能直接转动载物台）调节望远镜的仰俯角或载物台的 垂直 螺钉而不能调水平螺钉， 找到由平面镜另一面反射的“十”像。采取渐近法，使平面镜两个面的“十”反射像都与“ ”形叉丝的上交点重合。 (3)调节平行光管 a.调节平行光管使其产生平行光 　调节平行光管上狭缝宽度，直到在望远镜中看到一条清晰的狭缝像。 b.调节平行光管光轴垂直于分光计主