分光計調(diào)節(jié)和使用PPT(zkh)

1、光學(xué)實驗光學(xué)實驗理工樓 102分光計的調(diào)節(jié)和使用棱鏡折射率的測量 光學(xué)實驗光學(xué)實驗分光計是一種能精確測量光束夾角的儀器分光計是一種能精確測量光束夾角的儀器（精度（精度11）經(jīng)常用來測量材料的）經(jīng)常用來測量材料的折射率折射率、光光柵常數(shù)、色散率柵常數(shù)、色散率、光波波長光波波長和進行和進行光譜觀測光譜觀測等。等。在光譜學(xué)、材料特性、偏振光的研究、棱鏡在光譜學(xué)、材料特性、偏振光的研究、棱鏡特性、光柵特性的研究中都有廣泛的應(yīng)用。特性、光柵特性的研究中都有廣泛的應(yīng)用。 光學(xué)實驗光學(xué)實驗實驗?zāi)康?.了解分光計的結(jié)構(gòu)2.掌握分光計的調(diào)節(jié)和使用方法3.掌握測定棱鏡頂角的方法4.掌握用分光計測定棱鏡折射率的方法

2、光學(xué)實驗光學(xué)實驗實驗儀器 JJYJJY型分光儀（精度型分光儀（精度1 1分，包含配件），三分，包含配件），三棱鏡（等邊），鈉光燈等棱鏡（等邊），鈉光燈等光學(xué)實驗光學(xué)實驗平行光管平行光管望遠鏡望遠鏡刻度盤刻度盤底底 盤盤載物臺載物臺鈉光燈鈉光燈一、分光計的結(jié)構(gòu)一、分光計的結(jié)構(gòu)光學(xué)實驗光學(xué)實驗 分光計的四個主要部件： 1 1望遠鏡望遠鏡 望遠鏡用于觀察及定位被測光線。它是望遠鏡用于觀察及定位被測光線。它是由由物鏡、自準目鏡物鏡、自準目鏡和測量用十字刻度線和測量用十字刻度線（分劃板分劃板）所組成的一個圓筒。）所組成的一個圓筒。光學(xué)實驗光學(xué)實驗望遠鏡的調(diào)節(jié)及工作原理光學(xué)實驗光學(xué)實驗 2載物臺 用來放置

3、待測件。臺面下方裝有用來放置待測件。臺面下方裝有三個細三個細牙螺絲牙螺絲，用來調(diào)整臺面的傾斜度。，用來調(diào)整臺面的傾斜度。實驗實驗的關(guān)鍵：載物臺的調(diào)節(jié)。的關(guān)鍵：載物臺的調(diào)節(jié)。光學(xué)實驗光學(xué)實驗 3 3平行光管平行光管 作用：產(chǎn)生平行光。作用：產(chǎn)生平行光。 在其圓柱形筒的一端裝有一個可伸縮的在其圓柱形筒的一端裝有一個可伸縮的套筒，套筒末端有一狹縫，筒的另一端套筒，套筒末端有一狹縫，筒的另一端裝有消色差透鏡組。伸縮狹縫裝置，使裝有消色差透鏡組。伸縮狹縫裝置，使其恰位于透鏡的焦平面上時，平行光管其恰位于透鏡的焦平面上時，平行光管就出射平行光。就出射平行光。注意：狹縫寬度的選擇。注意：狹縫寬度的選擇。光學(xué)

4、實驗光學(xué)實驗 4 4讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置 讀數(shù)裝置由游標(biāo)盤及游標(biāo)和刻度盤組成，讀數(shù)裝置由游標(biāo)盤及游標(biāo)和刻度盤組成，其讀數(shù)方法與其讀數(shù)方法與游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺相似。相似。 在刻度盤同一直徑的兩端各裝有一個游在刻度盤同一直徑的兩端各裝有一個游標(biāo)，測量時，兩個游標(biāo)都應(yīng)讀數(shù)，然后標(biāo)，測量時，兩個游標(biāo)都應(yīng)讀數(shù)，然后算出每個游標(biāo)兩次讀數(shù)的差，再取平均算出每個游標(biāo)兩次讀數(shù)的差，再取平均值值消除偏心差。消除偏心差。光學(xué)實驗光學(xué)實驗110 0 300 30T T18013590 45 0 315 270 225120 130 0 10 20 30 B（游標(biāo)） A（度盤）(a)（ ）b=116 =12 = + =116

5、 12ABA BOO圖刻度圓盤與游標(biāo)圓盤16-4 光學(xué)實驗光學(xué)實驗光學(xué)實驗光學(xué)實驗二、分光計的調(diào)節(jié)二、分光計的調(diào)節(jié)測量前應(yīng)調(diào)節(jié)分光計，達到：測量前應(yīng)調(diào)節(jié)分光計，達到： 望遠鏡聚焦到無窮遠，望遠鏡的光軸對準望遠鏡聚焦到無窮遠，望遠鏡的光軸對準儀器的中心轉(zhuǎn)軸并與中心轉(zhuǎn)軸垂直。儀器的中心轉(zhuǎn)軸并與中心轉(zhuǎn)軸垂直。 平行光管出射平行光，且光軸與望遠鏡的平行光管出射平行光，且光軸與望遠鏡的光軸共軸。光軸共軸。 待測光學(xué)元件的表面與中心轉(zhuǎn)軸平行待測光學(xué)元件的表面與中心轉(zhuǎn)軸平行光學(xué)實驗光學(xué)實驗 調(diào)節(jié)望遠鏡俯仰調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)望遠鏡俯仰調(diào)節(jié)螺釘 平行光管俯仰調(diào)節(jié)螺釘平行光管俯仰調(diào)節(jié)螺釘望遠鏡支架望遠鏡支架平行光管水平

6、調(diào)節(jié)螺釘平行光管水平調(diào)節(jié)螺釘望遠鏡水平調(diào)節(jié)螺釘望遠鏡水平調(diào)節(jié)螺釘 松開松開望遠鏡鎖緊螺釘望遠鏡鎖緊螺釘 松開松開游標(biāo)盤鎖緊螺釘游標(biāo)盤鎖緊螺釘鎖緊鎖緊載物臺升降鎖緊螺釘載物臺升降鎖緊螺釘調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)載物盤載物盤水平水平調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘 移動移動底座底座光學(xué)實驗光學(xué)實驗調(diào)節(jié)步驟：調(diào)節(jié)步驟：目測粗調(diào)。將望遠鏡、載物臺、平行光管用目測粗調(diào)。將望遠鏡、載物臺、平行光管用目測粗調(diào)成水平，并與中心軸垂直。目測粗調(diào)成水平，并與中心軸垂直。用自準法調(diào)節(jié)望遠鏡，使其聚焦于無窮遠。用自準法調(diào)節(jié)望遠鏡，使其聚焦于無窮遠。調(diào)節(jié)望遠鏡光軸，使之與分光計的中心軸垂調(diào)節(jié)望遠鏡光軸，使之與分光計的中心軸垂直。直。調(diào)節(jié)平行光管調(diào)節(jié)平

7、行光管光學(xué)實驗光學(xué)實驗載物臺的調(diào)節(jié)及平面鏡的放置載物臺的調(diào)節(jié)及平面鏡的放置1.目測粗調(diào)目測粗調(diào)光學(xué)實驗光學(xué)實驗用自準法調(diào)節(jié)望遠鏡，使其聚焦于無窮遠。用自準法調(diào)節(jié)望遠鏡，使其聚焦于無窮遠。調(diào)節(jié)要求：調(diào)節(jié)要求：（1）調(diào)目鏡調(diào)目鏡(先外旋，再內(nèi)旋先外旋，再內(nèi)旋)，看清分劃板；，看清分劃板；（2）轉(zhuǎn)動調(diào)焦手輪，至反射）轉(zhuǎn)動調(diào)焦手輪，至反射“十十”字像清晰，且與分劃板無字像清晰，且與分劃板無視差。視差。光學(xué)實驗光學(xué)實驗 叉絲像分劃板視場透光窗反射像旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)節(jié)鼓輪 伸縮目鏡筒 光學(xué)實驗光學(xué)實驗1 1）分別調(diào)整）分別調(diào)整望遠鏡望遠鏡高低傾斜螺絲和高低傾斜螺絲和載物載物臺臺水平調(diào)節(jié)螺絲，使反射像處于（水平調(diào)

8、節(jié)螺絲，使反射像處于（c c）圖）圖位置，位置，轉(zhuǎn)動游標(biāo)盤帶動平面鏡轉(zhuǎn)動游標(biāo)盤帶動平面鏡轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)180度，度，用同樣方法調(diào)節(jié)。反復(fù)調(diào)整直至重合。用同樣方法調(diào)節(jié)。反復(fù)調(diào)整直至重合。2）將載物臺上平面鏡將載物臺上平面鏡轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)90度，調(diào)整載物度，調(diào)整載物臺第三個螺絲和望遠鏡高低傾斜螺絲。臺第三個螺絲和望遠鏡高低傾斜螺絲。逐次逼近各半調(diào)整法逐次逼近各半調(diào)整法望遠鏡的光望遠鏡的光軸與分光計中心軸垂直軸與分光計中心軸垂直調(diào)調(diào)a1調(diào)調(diào)a2、a3調(diào)節(jié)望遠鏡光軸，使之與分光計的中心軸垂直。調(diào)節(jié)望遠鏡光軸，使之與分光計的中心軸垂直。光學(xué)實驗光學(xué)實驗平面鏡兩側(cè)面的反射像分別位于或或時，只需調(diào)節(jié)望遠鏡的俯仰調(diào)節(jié)螺釘dd平面

9、鏡兩側(cè)面的反射像同時位于和和時，只需調(diào)節(jié)載物盤的水平調(diào)節(jié)螺釘dd光學(xué)實驗光學(xué)實驗4.調(diào)節(jié)平行光管調(diào)節(jié)平行光管 （1）取下平面鏡，關(guān)掉照明小燈，用鈉燈照亮狹縫，從望遠鏡中觀察來自平行光管的狹縫像，同時調(diào)節(jié)狹縫套筒制動螺絲，直至能在望遠鏡中看到清晰的狹縫像為止，然后調(diào)節(jié)縫寬使望遠鏡視場中的縫寬約為1mm。 f光學(xué)實驗光學(xué)實驗狹縫像與分劃板位置 （2）調(diào)節(jié)平行光管的光軸與分光計中心軸相垂直。 望遠鏡中看到清晰的狹縫像后，轉(zhuǎn)動狹縫（不能前后移動）至水平狀態(tài)，調(diào)節(jié)平行光管傾斜螺絲，使狹縫水平像被分劃板的中央十字線上、下平分，如圖所示。這時平行光管的光軸已與分光計中心軸相垂直。再把狹縫轉(zhuǎn)至鉛直位置，并需保

10、持狹縫像最清晰而且無視差。光學(xué)實驗光學(xué)實驗狹縫狹縫 鎖緊螺釘鎖緊螺釘俯仰調(diào)節(jié)螺釘俯仰調(diào)節(jié)螺釘松開松開狹縫鎖緊螺釘狹縫鎖緊螺釘前后移動前后移動狹縫狹縫 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動狹縫狹縫調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)平行光管俯仰調(diào)節(jié)螺釘平行光管俯仰調(diào)節(jié)螺釘 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動狹縫狹縫鎖住鎖住狹縫鎖緊螺釘狹縫鎖緊螺釘 （2）調(diào)節(jié)平行光管的光軸與分光計中心軸相垂直。光學(xué)實驗光學(xué)實驗反射法測三棱鏡頂角反射法測三棱鏡頂角341TT 341TT 112121 三棱鏡的頂角三棱鏡的頂角為為 重復(fù)測量三次取平均 光學(xué)實驗光學(xué)實驗表表1三棱鏡頂角的測量三棱鏡頂角的測量i位置1 T3位置2 T4左右頂角左右左右123光學(xué)實驗光學(xué)實驗最小偏向角法測三棱鏡玻璃的折射

11、率最小偏向角法測三棱鏡玻璃的折射率 理論證明，當(dāng)入射角i等于出射角i時，入射光和出射光之間的夾角最小，稱為最小偏向角 2sin2sinsinsinAArin光學(xué)實驗光學(xué)實驗 改變?nèi)肷涔獬錾涔夥较蚋淖內(nèi)肷涔獬錾涔夥较駿R隨之而變。與此同隨之而變。與此同時偏向角發(fā)生變化時偏向角發(fā)生變化注意注意此時偏向角是增大還是此時偏向角是增大還是減小減小，然后轉(zhuǎn)動平臺使，然后轉(zhuǎn)動平臺使狹縫像向偏向角減小的狹縫像向偏向角減小的方向移動。當(dāng)棱鏡轉(zhuǎn)到方向移動。當(dāng)棱鏡轉(zhuǎn)到某個位置時，像不再移某個位置時，像不再移動（即動（即E0R0位置）。位置）。 光學(xué)實驗光學(xué)實驗主刻度盤游標(biāo)盤游標(biāo)窗口233 13 讀數(shù)讀數(shù)雙游標(biāo)：消除

12、偏心差！雙游標(biāo)：消除偏心差！光學(xué)實驗光學(xué)實驗雙游標(biāo)：消除偏心差！雙游標(biāo)：消除偏心差！光學(xué)實驗光學(xué)實驗雙游標(biāo)：消除偏心差！雙游標(biāo)：消除偏心差！主刻度盤主刻度盤游標(biāo)盤游標(biāo)盤 分光計的讀數(shù)系統(tǒng)是由刻度盤和游標(biāo)盤組成的分光計的讀數(shù)系統(tǒng)是由刻度盤和游標(biāo)盤組成的, ,刻度盤和游標(biāo)盤刻度盤和游標(biāo)盤套在分光計的中心軸上套在分光計的中心軸上, ,可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)可以繞中心軸旋轉(zhuǎn). . 由于加工技術(shù)及由于加工技術(shù)及精度所限精度所限, ,刻度盤中心與游標(biāo)盤中心不能嚴格重合刻度盤中心與游標(biāo)盤中心不能嚴格重合, ,從而使刻度從而使刻度盤中心與游標(biāo)盤中心有一定的偏離盤中心與游標(biāo)盤中心有一定的偏離, ,導(dǎo)致了偏心差的產(chǎn)生導(dǎo)

13、致了偏心差的產(chǎn)生. .光學(xué)實驗光學(xué)實驗實驗要求實驗要求1. 轉(zhuǎn)動三棱鏡，重復(fù)測量3次，將數(shù)據(jù)填入自擬表中，求出平均值及不確定度2. 計算的平均值和不確定度（標(biāo)準偏差）3. 正確報導(dǎo)測量結(jié)果:三棱鏡頂角為3) 1(2222儀xpBASnntUUU測量次數(shù)n3452.481.591.24nntp) 1( 有限測量t分布光學(xué)實驗光學(xué)實驗 自準直法測量三棱鏡的頂角自準直法測量三棱鏡的頂角 三棱鏡由兩個光學(xué)面AB、AC和及一個毛玻璃面BC構(gòu)成。三棱鏡的頂角是指兩光面的夾角。自準直法就是用自準直望遠鏡光軸與AB面垂直，使三棱鏡面反射回來的小十字像位于準線中央，由分光儀度盤和游標(biāo)盤讀出1A、1B；再把望遠鏡轉(zhuǎn)到與三棱鏡的AC面垂直，由分光儀度盤和游標(biāo)盤讀出2A、2B 望遠鏡光軸轉(zhuǎn)過的角度三棱鏡頂角1802121212BBAA12(標(biāo)盤讀出2A、2B)(標(biāo)盤讀出1A、1B)光學(xué)實驗光學(xué)實驗調(diào)節(jié)要求：調(diào)節(jié)要求：1.如圖放置三棱鏡，用望遠鏡觀如圖放置三棱鏡，用望遠鏡觀察察AB、AC面的反射面的反射“十十”字像；字像；2.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)a1(/a2)和望遠鏡高低傾斜和望遠鏡高低傾斜螺絲，使螺