分光计的调节与使用1.docVIP

实验26 分光计的调节与使用 教学目标 重点与难点 实验内容 教学方法 教学过程设计 一．讨论 分光计由哪几部分构成？ 分光计的结构图 分光计调整要达到什么要求？ 分光计调整要达到三个要求： ① 望远镜调焦到无穷远）； ② 平行光管出射平行光； ③ 平行光管和望远镜的光轴应与分光计中心轴垂直。 怎样判定望远镜适合观察平行光？如何调整？ 从望远镜中能同时清晰看到分划板十字准线和绿色反射像且无视差。 对望远镜的目镜和物镜进行调焦，其中物镜调焦用“自准直法”进行。 怎样判定望远镜光轴与分光计中心轴垂直？如何调整？ 分别从小镜两反射面反射回来的两反射像，均与分光板的调整用准线（分划板上方的十字叉线）重合。 在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。 怎样判定平行光管出射平行光？如何调整？ 从望远镜里可清晰看到平行光管狭缝的像呈现在分划板上且无视差。 望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。 怎样判定平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直 如图4-26-2所示，一束平行光由顶角方向射入，在两光学面上分成两束反射光。测出两束反射光线之间的夹角φ，则可得到顶角A为 （4-26-1） 实验时，将待测棱镜放在分光计载物小平台上，使棱镜的折射棱正对平行光管，并接近载物台的中心位置，如图4-26-2所示。调节载物台面平面与分光计主轴垂直，旋紧7、25，锁紧载物台和游标盘，缓慢转动望远镜，用望远镜寻找经过棱镜两反射面反射回来的狭缝像，使狭缝像与分划板中心竖线重合。记录下望远镜所处位置分别为Ⅰ和Ⅱ时的两刻度盘读数φ??、φ??和φ2?、φ2?，则望远镜分别处于Ⅰ和Ⅱ位置时光轴的夹角为Φ?=[(?φ2?—φ??)+(φ2???—φ??)] / 2。重复测量三次，按（4-26-1）式求出顶角A，计算其测量不确定度。 转动望远镜时，如果越过了刻度0点，则应该怎样计算望远镜转过的角度？ 转动望远镜时，如果越过了刻度0点，则应按下式计算望远镜转过的角度 Φ=360O —︱Φ2—Φ1︱ 如何应用分光计测量玻璃 实验时o。② 观察偏向角的变化。首先根据折射定律判断折射光线的出射方向，用眼睛观察，找到折射光线。然后轻轻转动载物台，观看折射光线的移动情况。当看到折射光线向偏向角减小的方向移动时，继续沿此方向转动载物台，就会看到当载物台转至某一位置时，折射光线不再移动，此后，该折射光线转向偏向角增大的方向移动。这一光线移动方向发生转折的位置（如图4-26-3）就是处于最小偏向角?min时的位置，固定游标盘，使用微调机构调节望远镜的位置，使望远镜的叉丝对准折射光线的中央，定位后读出此时读数圆盘两游标的读数θ1、。③ 测定入射光方向。旋紧7、25，锁紧载物台，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θ2、，则最小偏向角δmin为： （4-26-7） ④ 重复测量三次，求平均值。 ⑤ 由公式（4-26-6），可以求出三棱镜对钠光的折射率n。 二、预习检查提问问题： 1．在分光计调节使用过程中，要注意什么事项？ 2．调节分光计的最终要求是什么？ 3．调节望远镜能接收平行光用了什么调节方法？把小镜反射回来的绿色十字像调节到与上十字叉线中心重合，是用什么调节法？ 4．在分光计调整中，小反射镜按图4-26-9方式放置有什么好处4．假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。 ?掌握利用分光计测量三棱镜顶角的方法； ?学会用最小偏向角法测量玻璃三棱镜的折射率。 ?重点：分光计的调整与三棱镜顶角和折射率的测量。 ?难点：仪器调整和测量。 ?分光计调整； ?用反射法测定三棱镜顶角 ； ?测定最小偏向角δmin，计算三棱镜对钠光的折射率； ?实验数据处理计算。 ?讨论、启发、指导方式教学。 平行光管 望远镜 游标盘 刻度盘 载物台 图4-26-1 分光计结构 图4-26-2 用反射法测棱镜的顶角 图4-26-3 最小偏向角的测量 图4-26-4 三棱镜的光路图