实验21 分光计的调整及棱镜顶角的测定 - 省物理实验示范中心网站.pptVIP

* * * 杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 * 大学物理实验 分光计的调整及棱镜顶角的测定 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 注意事项 问题与讨论 实验目的 1、了解分光计的结构、各部分的作用及工作原理。 2、掌握分光计的调节要求和调节方法。 3、学会测量棱镜的顶角。 实验仪器 分光计主要由四部分组成：平行光管、望远镜、载物台和读数装置。 1.平行光管 平行光管的作用是产生平行光。管的一端装有一个可沿管前后移动的套筒，套筒末端有一宽度可调的狭缝；管的另一端装有会聚透镜。沿管前后移动狭缝装置，当狭缝恰位于透镜的焦平面上时，照射在狭缝上的光经过透镜后成为平行光。 2.望远镜 望远镜用于观察、确定被测光线方向。它由目镜、分划板和物镜组成。照明小灯泡的光自望远镜筒下侧进入，经小三棱镜反射后照亮分划板下半部的十字刻度线（十字叉丝）。目镜、分化板及物镜间的距离均可调节，当调节分化板位于物镜的焦平面时，十字叉丝发出的光经物镜后成为平行光。该平行光经双面反射镜反射后，再经物镜聚焦在分划板平面，形成十字叉丝的像（绿色）。 3.载物台 载物台用于放置待测物体。台下有三个螺钉用于调整平台水平。 4.读数装置 读数装置由刻度圆盘和沿圆盘边相隔180°对称安置的两个游标组成。刻度圆盘分成360°，最小分度为0.5度（30′）， 小于0.5度的利用游标读出。 游标上有30格读数单位为 1′。两个游标对称放置， 是为了消除刻度盘中心与 分光计中心轴线之间的偏 心差，测量时，要同时记 下两游标所示的读数。 实验原理 1.分光计的基本原理及调整技术 分光计在测量前，必须经过仔细调整，要求达到：望远镜调焦无穷远；望远镜和平行光管共轴，并均与分光计中心轴垂直，平行光管出射平行光。 用眼睛估测调节望远镜的仰角调节螺丝和载物平台下的三个调节螺丝，使望远镜和平台基本水平。 1将双面反射镜放在载物平台上，与望远镜筒垂直，视场中能看到十字光标和它经平面镜反射回来的光斑。 2将平台转过180o，视场中仍能看到十字光标反射回来的光斑。 调节要求： 注意： 望远镜的仰角调节螺丝和载物平台下的三个调节螺丝都应为后面细调预留调节余度，即不能将它们拧到极限位置。 (1)目测粗调 1目镜调焦：其目的是使眼睛通过目镜能清晰地看到分划板上的叉丝刻线和十字光标。方法：转动目镜调焦手轮。 3物镜调焦：其目的是将分划板上十字光标调整到焦平面上，即望远镜对无穷远聚焦。方法：前后移动目镜套筒，使绿十字光标成像清晰，然后拧紧锁定螺丝。 2调整分划板叉丝刻线的方向。使叉丝刻线水平或竖直。方法：松开目镜套筒锁定螺丝，旋转目镜套筒。 （2）望远镜的调节 1将双面反射镜放在载物台上，使镜面处于任意两个载物台调平螺丝的连线上。并使之正对望远镜。 2用各半法调节螺丝a2和望远镜的仰角螺丝，使十字光标通过反射镜成的像与分划板的上十字线重合。 3使载物台（连同底座）转动180o，同样用各半法调节螺丝a2和望远镜的倾斜度螺丝，使十字光标通过反射镜另一面成的像也与分划板的上十字线重合。 4重复3，直至双面反射镜的任一面都能使十字光标像调节到位。至此以后，不再碰动螺丝a2和望远镜的仰角螺丝。 a2 a1 a3 望远镜 (3)望远镜轴线及平台面与中心转轴垂直 8重复7，直至双面反射镜的任一面都能使十字光标像调节到位。至此以后，不再碰动螺丝a1和螺丝a3。 5将反射镜放在螺丝a1和螺丝a3连线之中垂线上，将载物台（连同底座）旋转90o，使平面镜正对望远镜。 a2 a1 a3 望远镜 6调节螺丝a1和螺丝a3，使十字光标像与分划板的上十字线重合。 7使载物台（连同底座）转动180o，重复6。 1取走反射镜，将已调节好的望远镜正对着平行光管，打开钠灯，照亮狭缝。 2松开狭缝套筒锁定螺丝，调节狭缝套筒前后位置，使望远镜视场中能看到清晰的狭缝像（白色）。 4调节狭缝的粗细调节旋钮，使缝宽适当。一般狭 缝较细测量才能准确。 3旋转狭缝套筒调节狭缝方向，使狭缝像与望远镜分划板水平叉丝平行。调节平行光管仰角螺丝，使狭缝像与分划板中间水平叉丝重合。至此以后，不再碰动平行光管仰角螺丝。 (4)平行光管轴线与中心转轴垂直 2 三棱镜顶角的测定 （1）反射法 如下图。使棱镜顶角A对准平行光管，则平行光管射出的光束照在棱镜的两个反射面AB、AC上，被分成两束平行光。 将望远镜转至Ⅰ处观测， 使叉丝对准狭缝像；从 两游标读数；再将望远 镜转至Ⅱ观测，又从两 个游标读数。 由图可得顶角A为 稍微变动载物台的位置，重复测量多次，求出顶角的平均值。 （2）自准直法