大学物理试验分光计调节与棱镜顶角测定试验16指导-物理试验中心.PPT

分光计调节与棱镜顶角测定   河南理工大学物理实验中心 SPECTROMETER: 简介 ... 分光计是一种测量光线偏转角的仪器，因此又称测角仪。它象游标卡尺、示波器和万用表等仪器一样已被作为一种基本测量仪器广泛使用。比如测量玻璃的折射率、光源的波长、光速、棱镜偏向角、光谱分析和光栅衍射等等。 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 实验数据 实验目的 1. 了解分光计的基本结构和工作原理，掌握分光计的调整方法； 2. 掌握测定棱镜顶角的方法； 3. 用最小偏向角法测定棱镜材料的折射率。 实验仪器 JJY-1型分光计，双面反射镜，三棱镜，钠光灯。 分光计的结构 平行光管——发出平行光； 望远镜——观察平行光； 载物台——放置光学器件； 刻度盘——测量光线偏转角度。 平行光管结构 在圆筒平行光管的末端有一狭缝，其宽度由狭缝宽度调节手轮调节。狭缝整体被固定在一个可伸缩的套筒上。平行光管的另一端装有消色差透镜组。调整可伸缩的套筒，当被照亮的狭缝恰好位于透镜的焦平面上时，由平行光管出来的是平行光束，调整好狭缝的焦距后，可用狭缝装置锁紧螺丝锁定。平行光管的水平度可用平行光管光轴高低调节螺丝来调节。 物镜 分划板 目镜视场 目镜 灯珠 小棱镜 望远镜 望远镜是由物镜和自准直目镜(内有分划板叉丝和小十字)组成的一个圆筒。照明望远镜内部视场(带有小十字的分划板叉丝)的小灯泡的光自筒下面进入望远镜中，通过与镜轴成45°角的半透半反平玻璃反射照亮分划板叉丝和小十字。 载物台结构 载物台是用来放置待测件的。 台面下方装有三个细纹螺丝，用来调节台面的倾斜角度。这三个螺丝的中心组成一个正三角形。松开载物台锁紧螺丝，载物台可以单独绕分光计中心轴转动，也可沿中心轴升降以适应不同待测件；旋紧载物台锁紧螺丝，载物台将与游标盘固定在一起。游标盘可用游标盘止动螺丝固定，然后用游标盘微动螺丝进行微调。 角度刻度盘结构及使用方法 分光计的角度刻度盘是用来确定望远镜方向的，它由主刻度圆环和游标盘组成。 主刻度圆环上均分了720个分格，每格0.5度。 游标盘有2个位置大致相差180度的游标。游标上均分了30个分格，相当于0.5度。它把测量的精密度提高到1分，这种游标结构称对径双游标，是角度测量中常用的一种技术。使用对径双游标进行夹角测量可以消除偏心差。 角度刻度盘使用方法：先以游标上的零刻度线为基准，读出主刻度圆环上的整数格读数，再在游标上找出第几条刻度线与主刻度圆环上的刻度线对齐。 233o 13? 实验原理 A B C φ 1、 待测顶角为A角 先让望远镜正对AB边(反射叉丝与分划板垂线重合)，读出角位置 和 再让望远镜正对AC边，读出角位置 和 。望远镜转过的角度即为顶角A的2倍。 实验原理 2、最小偏向角法测三棱镜折射率 D A C B E R L F 单色光经三棱镜折射光路示意图 实验原理 一束单色平行光LF入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LF与出射光线ER间的夹角 称为偏向角，如图。转动三棱镜，改变入射角 ，出射光线的方向会随之改变，即偏向角 会发生变化。沿 偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某 个位置时，若再继续沿此方向转动三棱镜，则偏向角将逐渐增大，此时 偏向角达到最小值，测出最小偏向角 。 可以证明棱镜材料的折射率n与顶角A及最小偏向角的关系式为： 实验内容 一、望远镜的调节要求及调节方法。 二、平行光管的调节要求及调节方法。 三、载物台的调节要求。 四、测三棱镜的顶角。 五、测三棱镜的折射率。 一、望远镜的调节要求及调节方法 1、望远镜目镜分划板上的叉丝必须调节到最清晰的状态。调节方法：调节目镜调焦手轮至叉丝最清晰。 2、望远镜必须对无穷远调焦，使其适合观察平行光。 调节方法：采用自准法调焦。打开小电源开关，把直角平面反射镜置于载物台上并使反射镜面与望远镜垂直。接着在目镜中寻找由反射镜反射过来的十字小孔的像(绿色十字，也可能是一团模糊的绿光)。看到后，松开目镜紧固螺丝，调节目镜在望远镜镜筒上的位置使绿色十字呈最清晰的状态，便调好了。调焦完毕应拧紧目镜紧固螺丝。 3 、望远镜的光轴必须调节到与分光计的主轴垂直。调节方法： 1）如何判断望远镜与反射镜垂直? 2）如何判断望远镜的光轴与仪器主轴垂直? 3）采用各半调节法。 1）如何判断望远镜与反射镜垂直 如果绿色十字处在叉丝上部 那个交叉点位置上时，则望远镜与反射镜垂直。 2）如何判断望远镜的光轴与仪器主轴垂直？ 一块双面平面反射镜竖直