分光計(jì)調(diào)節(jié)和使用姓

實(shí)驗(yàn)名稱:分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使試驗(yàn)?zāi)康?分光計(jì)是精確測(cè)定光線偏轉(zhuǎn)角的儀器也稱測(cè)角儀它的調(diào)整技術(shù)是光學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原7.1.2-1所（１）（２）（３）望遠(yuǎn)鏡－觀測(cè)用，由目鏡系統(tǒng)和物鏡組成，為了調(diào)節(jié)和測(cè)量，物鏡和目鏡之間還裝有釘固定。在中管的分劃板下方緊貼一塊45全反射小棱鏡，棱鏡與分劃板的粘貼部分（４）載物臺(tái)－放平面鏡、棱鏡等光學(xué)元件用．臺(tái)面下三個(gè)螺釘可調(diào)節(jié)臺(tái)面的傾斜角，平臺(tái)（５）讀數(shù)圓盤－是讀數(shù)裝置。格值為３０分。在游標(biāo)盤對(duì)稱方向設(shè)有兩個(gè)角游標(biāo)。這是因②望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦（即接收平行光３）心。平面鏡繞軸轉(zhuǎn)180后，如果另一鏡面的反射像也落在此處，這表面平行儀器主軸。此時(shí)180后，Ｂ反射光偏下。在目鏡中看到的現(xiàn)象是Ａ面反射像在Ｂ面反射像的上方。顯然，調(diào)整方 一束單色光以i1角入射到AB面上，經(jīng)棱鏡兩次折射后，從AC面折射出來，出射i'2。入射光和出射光之間的夾角稱為偏向角。當(dāng)棱鏡頂角Ａ一定時(shí)，偏向角δ的大小隨入射角i1的變化而變化。當(dāng)i1＝i'2時(shí)，δ為最小。這時(shí)的偏向角稱為最小偏向角，記作δmin。7.1.2-8i

iii

i1

A設(shè)棱鏡材料折射率為nA

n

sinmin

sin2

sin2由此可知，要求得棱鏡材料折射率n，必須測(cè)出其頂角Ａ和最小偏向角min。調(diào)載物臺(tái)的上面大致平行，將棱鏡放到平臺(tái)上，使棱鏡三邊與臺(tái)下三螺釘?shù)倪B線所成三7.1.2-9。試分析這樣放置的好處。接通目鏡照明光源，遮住從平行光管來的光。轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，在望遠(yuǎn)鏡中觀察從側(cè)面AC和AB反射回來的十字像，只調(diào)臺(tái)下三螺釘，使其反射像都落到上十字線處，見圖7.1.2-10。調(diào)節(jié)時(shí)AC面正對(duì)望遠(yuǎn)鏡。記下游標(biāo)１的讀數(shù)1和游標(biāo)２的讀數(shù)21122，即是載物臺(tái)轉(zhuǎn)過的角度，而是Ａ角的補(bǔ)角，Ａ＝（23輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)（改變?nèi)肷浣莍1）,在望遠(yuǎn)鏡中將看到譜線跟著動(dòng)。改變i1，應(yīng)使譜線往小的方向移動(dòng)（向頂角A方向移動(dòng)。望遠(yuǎn)鏡要光譜線轉(zhuǎn)動(dòng)，直到棱鏡繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而譜線開始（546.1nm管，以確定入射光的方向，再記下兩游標(biāo)處的讀數(shù)1和2。此時(shí)綠譜線的最小偏向角 1

1

2將mia值和測(cè)得的棱鏡Ａ角平均值代入式（2）計(jì)算n2為了減小刻度盤和游標(biāo)盤的圓心與儀器主軸的不重合所引起的偏心誤差,測(cè)量一個(gè)角度時(shí),先刻度盤順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),讀數(shù)一次,再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)后再讀數(shù)一次,最后取其平均值作為測(cè)量的最終值.,數(shù)據(jù)記 量三棱鏡頂角讀''試驗(yàn)二測(cè)量三棱鏡的最小偏向''

'' 試驗(yàn)三測(cè)量三棱鏡對(duì)綠光的折射sinminnsin

sin2

sin2數(shù)據(jù)處一,頂角度1

2

2A12345頂角59°58(如果相減大于180°,則用360°減去兩角差,再代入計(jì)算A

Ua

n0n

2.7801'0

P5因?yàn)樵囼?yàn)環(huán)境光線較暗,并且試驗(yàn)設(shè)備因?yàn)閾p耗而有銹痕,所以試驗(yàn)者的估讀值取5 22

b

0假設(shè)分光計(jì)的質(zhì)量指標(biāo)在最大允差的分布為正態(tài)分布,CUkb1.9605'0

P p

UUa Ua b59'0

PP二,最小偏向角度數(shù)測(cè)

'' 1234123A

Ua

n0n

4.30016'

P3因?yàn)樵囼?yàn)環(huán)境光線較暗,并且試驗(yàn)設(shè)備因?yàn)閾p耗而有銹痕,在尋找最小偏向角的臨界角位置時(shí),是用,估取估=10'3估估22儀

b

0假設(shè)分光計(jì)的質(zhì)量指標(biāo)在最大允差的分布為正態(tài)分布,CUkb1.96010'

P p

UUa Ua b22'0

0

PP三，折射率的計(jì)sinminnsin

sin2

sin2因?yàn)?

0.0167,這樣的近似誤差精度為0.002,,可以忽略不計(jì),1%的一般物理試驗(yàn)要求所以試驗(yàn)結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后四位,才充分利用了試驗(yàn)儀器1'的精度59'059'022'022'0

PP得sinminn 1.6522sinA2誤差傳遞公式推導(dǎo)如下1lnnlnsinminAlnsinA 2 2對(duì)minA求全微分cosminA

cosA

2 n

A

A

A Asin

2

sin 2

11cotAcotA1An2 22 3 1

2 A A

A n

cot A

cot n

2

2

minU 1

A A 1

A n

cot UA

cot U n

2

2

minn1n12 2AA 2 A 2 A222Umin計(jì)算結(jié)果Un

P最終測(cè)量結(jié)果為

Unn

P(注:報(bào)告中的數(shù)據(jù)均是經(jīng)過四舍六入五奇進(jìn)原則處理過的數(shù)據(jù),運(yùn)算中是以未近似處理的數(shù)據(jù)代入計(jì)算).思考題答:這不是由于望遠(yuǎn)鏡未調(diào)好造成的.實(shí)際上,此時(shí),望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)調(diào)整到試驗(yàn)要求狀態(tài),及與主軸垂直.但是此時(shí),載物臺(tái)并沒有與主軸垂直,而只是在一個(gè)方向上恰好使平面鏡兩次反射的綠十字映在分化版的上十字上.放上三棱鏡后,,使載物臺(tái)與主軸垂直.這測(cè)量三棱鏡頂角和最小偏向角的試驗(yàn)過程是否為等精度測(cè)量答:同一個(gè)人,用同樣的方法,使用同樣的儀器,在相同的條件下對(duì)同一物理量進(jìn)行多次測(cè)量叫做次放置平面鏡和三棱鏡的位置不完全一致,可以忽略.仍然可以看作是等精度測(cè)量補(bǔ)充試 測(cè)量紫光的折射''min5322sinminnsin

sin2

sin2n測(cè)量方法討論本試驗(yàn)中試驗(yàn)者采用了近法測(cè)量記錄數(shù)據(jù).原理如下在讀數(shù)時(shí),西安讓望遠(yuǎn)鏡順時(shí)針方向與標(biāo)志物(綠十字叉或狹縫亮紋)(),,量的最終結(jié)果.目在于減小在