大学物理实验(光学).ppt

大学物理实验;光学实验原理介绍;实验26 分光计的调节与使用; ;1狭缝装置;2、平行光管——作为产生平行光束的光源。 管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝的圆筒。旋松螺钉2，;目镜上有照明装置。 旋松螺钉9，目镜筒可沿轴向移动和绕轴转动。 筒的仰角由螺钉12调节，望远镜光轴水平方位由螺钉13调节。 望远镜可以绕仪器中心轴转动。;4、载物台——放置平面镜等光学元件用。它套于游标盘上，可绕主轴转动。 旋紧螺钉7和放松螺钉25，可使载物台随同游标盘转动； 旋紧螺钉7和25，调节螺钉24则可进行转动微调； 放松螺钉7，可单独转动和升降载物台； 台面下三螺钉6可调节台面的倾斜度（水平）。;5、读数圆盘——读数装置。由可绕主轴转动的刻度盘和游标盘组成。 刻度盘刻有720等分刻线，最小分度值为半度(30分)。 在游标盘对径方向设有两个角游标。它们各有30个分格对应度盘上29个分度值，所以游标上每分度为1分，这样小于半度可利用游标读数。 设置两个游标是为了消除刻度盘和游标盘的圆心与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。测量时分别读出两个游标的读数，取其平均值。 设开始时两游标尺读数为 和 ，在望远镜转过一角度 后，两游标尺读数为 和 ，则按下式计算：;读数方法：与游标卡尺相似，这里读出的是角度。 ● 以角游标零线为准，读出刻度盘上的度值，再找游标上与刻度盘刚好重合的刻线为所求之分值。 ● 若游标零线落在半度刻线之外，则读数应加上30分。 读数示例：;注意： 在测量过程中，由于望远镜可能位于任何方位，故必须注意望远镜转动过程中是否越过了刻度的零点。 如越过了刻度的零点，则按下式计算望远镜转角。 ;例如当望远镜有位置Ⅰ转到Ⅱ时，双游标的读数分别如下表所示。;一、三棱镜顶角的测量原理 ; ;【实验内容及步骤】;精细调节: ;;在望远镜能接收平行光的基础上，利用“各半调节法”来调节，使从小镜两反射面反射回来的绿色十字像均能与调整用准线（分划板上方的十字叉线）重合，这时绿色十字窗和绿色十字像的位置是关于测量用准线（分划板中心的十字叉线）上下对称。根据光的反射定律可知，这时望远镜光轴与小镜反射面垂直。两反射面的反射像均与调整准线重合，说明小镜反射面与分光计中心轴平行。;分光计中心轴线;载物台倾角没有调好的表现及调整方法;B;S; 2、平行光管出射平行光的调整; 在上一步的基础上，调节平行光管（或望远镜）的水平摆向调节螺丝，使狭缝细线像与十字叉线竖线重合；然后转动狭缝90O，调节平行光管的仰角螺丝，使狭缝细线像与中心水平线重合。这时平行光管光轴与望远镜光轴共线，也就与分光计中心轴垂直。 ; 调整方法根据自准直法，用已调好的望远镜来进行。为了便于调整，把三棱镜按下图所示位置放置夹稳在载物台上，使平台下三个螺钉6a 、 6b、 6c中每两个的连线与三棱镜的镜面正交。; 旋转望远镜，使望远镜对准棱镜的一个折射面AB，调节载物台下的6a螺钉（注意此时望远镜先前已调好，不可再动仰角螺丝，否则前面的调整就会前功尽弃） ，使在望远镜中能看到反射回来的亮十字像与分划板上方的十字准线重合；再旋转望远镜，使望远镜对准棱镜另一折射面AC，调节载物台下的6b螺钉；以同样的方法反复进行上述调整，直到AB、AC面反射回来的亮十字像均和分划板上部的十字准线重合为止。此时三棱镜的两个折射面均与分光计中心轴平行。;;;Φ=2A;(1)将三棱镜放置于载物台上，使棱镜折射面与平行光管轴线的夹角约为30o（如图26-15）。 (2)观察偏向角的变化。轻缓转动载物台，使折射光线沿偏向角减小的方向移动。当看到在载物台转到某个位置折射光线将反方向移动，这一位置就是;(3)测定入射光方向。旋紧7、25螺钉，锁紧载物台，移去三棱镜，将望远镜对准平行光管，使分划板十字竖线对准狭缝中央，读出此时两游标的读数q 2、q 2。 (4)重复测量三次，由公式 和 可以求出三棱镜对钠光的折射率n。 ; 1. 分光计为精密仪器，各活动部分均应小心操作。当轻轻推动可转动部件而无法转动时，切记不能强制使其转动，应分析原因后再进行调节。旋转各旋钮时动作应轻缓； 2. 严禁用手触摸棱镜、平面镜和望远镜、平行光管上各透镜的表面，严防棱镜和平面镜磕碰或跌落。;;顶角测量的不确定度： A类： ;三棱镜顶角的测量结果为： ;;【思考题】;【思考题】;实验41 用分光计研究光栅光谱;分光计，平面光栅，平面镜，汞灯。;【实验原理】;1、利用光栅衍射测量光栅常数或光波波长 ;这些条纹的亮暗和位置由光程差来确定，其中亮条纹满足下面的光栅方程: