分光計的調(diào)節(jié)及三棱鏡

分光計的調(diào)節(jié)及三棱鏡

折射率的測定實驗目的實驗儀器實驗原理實驗內(nèi)容注意事項實驗目的1.了解分光計的結(jié)構(gòu),掌握分光計的調(diào)節(jié)和使用方法；2.掌握測定三棱鏡頂角的方法；3.學會用最小偏向角測定三棱鏡玻璃的折射率。分光計是一種能精確測量角度的典型光學儀器，常用來測量折射率、光波波長、色散率和觀測光譜等。實驗儀器結(jié)構(gòu)度盤度盤基座基座游標游標望遠鏡緊固物臺緊固物臺緊固物臺調(diào)平望遠鏡水平微動傾斜螺絲照明燈泡目鏡筒緊固目鏡望遠鏡載物臺平行光管狹縫筒緊固狹縫傾斜螺絲物臺游標間緊固平面鏡平面鏡三棱鏡三棱鏡140°145°150°155°051015202530139°30′+14′=139°44′度盤游標角游標讀法消偏心差jj1j221=(+)〔〕21+=qq′1-1qq′2-2OO′q1′q1q2q2′j1j2jj

分光計必須調(diào)節(jié)到如下狀態(tài)才能用于測量：

1.望遠鏡聚焦于無窮遠，其光軸垂直于儀器主軸，即平行于刻度盤

2.平行光管發(fā)出平行光，其光軸也垂直于儀器主軸

（a）將雙面反射鏡放在載物臺上，使雙面鏡的兩反射面與望遠鏡大致垂直。載物臺與平面鏡的放置方向載物臺平面鏡載物臺的三個調(diào)平螺絲abc望遠鏡軸線方向1.目測粗調(diào)2.用自準法調(diào)節(jié)望遠鏡聚焦無窮遠一.分光計調(diào)節(jié)（b）點亮照明小燈，調(diào)節(jié)目鏡與分劃板間的距離，看清分劃板上的黑色叉絲細線和帶有綠色的小十字窗口（目鏡對分劃板調(diào)焦）．（c）從望遠鏡的目鏡中觀察到綠色反射十字像，前后移動目鏡對望遠鏡調(diào)焦，使反射像清晰且與叉絲無視差。此時分劃板平面、目鏡焦平面、物鏡焦平面重合在一起，望遠鏡已聚焦于無窮遠（即平行光經(jīng)物鏡聚焦于分劃板平面上），能接受平行光了．3.用半近調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)望遠鏡光軸與儀器主軸相垂直判斷望遠鏡光軸與儀器主軸垂直的依據(jù)是：由反射鏡兩個面反射的十字像在上面的水平叉絲上。否則，用半近調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)，具體調(diào)節(jié)方法如下：用自準直法將望遠鏡調(diào)焦到無窮遠平面鏡視場圖V從絲環(huán)出射的小十字位置從平面鏡反回的小十字Vf注意：望遠鏡調(diào)節(jié)水平后，螺絲d千萬不能再轉(zhuǎn)動，否則重新調(diào)節(jié)dab12載物臺轉(zhuǎn)動180°4.調(diào)節(jié)平行光管（b）打開狹縫，從望遠鏡中觀察，同時調(diào)節(jié)平行光管狹縫與透鏡間距離，直到看見清晰的狹縫像為止，然后調(diào)節(jié)縫寬使望遠鏡視場中的縫寬約為1mm．（a）目測粗調(diào)至平行光管光軸大致與望遠鏡光軸相一致．（d）消除視差微微改變平行光管的狹縫與會聚透鏡的相對位置；并稍微移動望遠鏡的目鏡套筒及轉(zhuǎn)動目鏡，最后達到移動頭部時，準線與像無相對移動為止。（c）調(diào)節(jié)平行光管的傾斜度，使狹縫中點與“╪”準線的中心交點重合，縫長適當．這時平行光管與望遠鏡的光軸在同一水平面內(nèi)，并與分光計中心軸垂直。二.棱鏡折射率的測定1.測量三棱鏡的頂角2.最小偏向角法測定棱鏡的折射率用自準值法測量三棱鏡頂角

轉(zhuǎn)動望遠鏡，分別使AB、AC面反射回來的小十字像位于分劃板上mn準線中央，對應記下分度盤兩個游標的讀數(shù)值φ1、φ?1，和φ2、φ?2。重復測量三次，填入表中，由式（1）求出φ，計算其平均值及標準誤差。

(1)

圖1自準值法測頂角用反射法測量三棱鏡頂角

轉(zhuǎn)動望遠鏡，分別將AB、AC面反射的狹縫像，與豎直準線重合，對應記下分光儀兩個游標的讀數(shù)φ1、φ?1和φ2、φ?2。重復測量三次，填入表中，由式（2）求出φ，計算其平均值及標準誤差。

(2)

圖2反射法測頂角用最小偏向角法測定棱鏡

玻璃的折射率1．打開汞燈，照亮狹縫，轉(zhuǎn)動望遠鏡，使狹縫像與分劃板上的豎直準線重合，記下這時望遠鏡筒所在的角坐標φ1、φ?1。2．將三棱鏡放置在載物平臺上，使平行光管射出光線進入AC面，轉(zhuǎn)動平臺，在AB面觀察望遠鏡中的可見光譜，跟蹤綠譜線的移動方向。尋找最小偏向角的最佳位置，當輕微調(diào)節(jié)載物平臺，而綠譜線恰好要反向移動時，固定載物平臺。再轉(zhuǎn)動望遠鏡，使狹縫的像（綠譜線）與中央豎直準線重合，記下這時出射光線角坐標φ2、φ?2。

3．按上述步驟重復三次，求出的平均值，把與代入式（3），求出棱鏡玻璃的折射率值。并計算出的相對誤差。

(3)

圖3最小偏向角法表格設計次數(shù)游標1游標21231