实验22 分光计调节与棱镜顶角测定.ppt

实验实验22 分光计调节与棱镜顶角的测定分光计调节与棱镜顶角的测定实验目的实验目的1.了解分光计的结构并学习其调节与使用了解分光计的结构并学习其调节与使用的方法。的方法。2.学习用分光计测定棱镜的顶角。学习用分光计测定棱镜的顶角。实验内容实验内容调节分光计调节分光计调节分光计调节分光计（1 1）把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰；）把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰；）把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰；）把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰；（2 2）把望远镜调节到适合观察平行光；）把望远镜调节到适合观察平行光；）把望远镜调节到适合观察平行光；）把望远镜调节到适合观察平行光；（3 3）把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直；）把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直；）把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直；）把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直；（4 4）把平行光管调节到能够出射平行光；）把平行光管调节到能够出射平行光；）把平行光管调节到能够出射平行光；）把平行光管调节到能够出射平行光；（5 5）把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴；）把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴；）把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴；）把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴；（6 6）把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。）把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。）把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。）把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。2.2.用反射法测量棱镜的顶角。用反射法测量棱镜的顶角。用反射法测量棱镜的顶角。用反射法测量棱镜的顶角。背景知识背景知识分光计是一种常用的比较精密的光学仪分光计是一种常用的比较精密的光学仪分光计是一种常用的比较精密的光学仪分光计是一种常用的比较精密的光学仪器。其基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透器。其基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透器。其基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透器。其基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线，经过光学元件形成光学镜形成一束平行光线，经过光学元件形成光学镜形成一束平行光线，经过光学元件形成光学镜形成一束平行光线，经过光学元件形成光学现象成像在望远镜的焦平面上，通过目镜进行现象成像在望远镜的焦平面上，通过目镜进行现象成像在望远镜的焦平面上，通过目镜进行现象成像在望远镜的焦平面上，通过目镜进行光学现象的观察并进行各种光线的偏转角度的光学现象的观察并进行各种光线的偏转角度的光学现象的观察并进行各种光线的偏转角度的光学现象的观察并进行各种光线的偏转角度的测量，从而得到光学参量如折射率、波长、色测量，从而得到光学参量如折射率、波长、色测量，从而得到光学参量如折射率、波长、色测量，从而得到光学参量如折射率、波长、色散率、衍射角等。散率、衍射角等。散率、衍射角等。散率、衍射角等。分光计主要由自准直望远镜、平行分光计主要由自准直望远镜、平行光管、载物台和刻度盘组成，如图光管、载物台和刻度盘组成，如图2所所示。各部分的详细结构如图示。各部分的详细结构如图3所示。所示。分光计结构介绍分光计结构介绍 平行光管望远镜游标盘刻度盘载物台三足底座（1 1）望远镜）望远镜 望远镜由套筒、物镜和阿贝自准直目镜望远镜由套筒、物镜和阿贝自准直目镜组成。其中阿贝自准直目镜由全反射棱镜、组成。其中阿贝自准直目镜由全反射棱镜、十字形小孔、光源、分划板组成。其结构十字形小孔、光源、分划板组成。其结构如图如图4所示所示。（2 2）平行光管）平行光管）平行光管）平行光管 平行光管的作用是把普通光源发出的光转平行光管的作用是把普通光源发出的光转平行光管的作用是把普通光源发出的光转平行光管的作用是把普通光源发出的光转化为线状的平行光光源。其结构为：在镜筒化为线状的平行光光源。其结构为：在镜筒化为线状的平行光光源。其结构为：在镜筒化为线状的平行光光源。其结构为：在镜筒的一端装有消色差透镜组；筒的另一端装一的一端装有消色差透镜组；筒的另一端装一的一端装有消色差透镜组；筒的另一端装一的一端装有消色差透镜组；筒的另一端装一个可伸缩的套筒，套筒末端有一个狭缝装置，个可伸缩的套筒，套筒末端有一个狭缝装置，个可伸缩的套筒，套筒末端有一个狭缝装置，个可伸缩的套筒，套筒末端有一个狭缝装置，如图如图如图如图5 5所示。所示。所示。所示。（3 3）载物台）载物台）载物台）载物台 载物台是用来放置待测样品的圆盘，它载物台是用来放置待测样品的圆盘，它载物台是用来放置待测样品的圆盘，它载物台是用来放置待测样品的圆盘，它可以单独绕分光计中心轴转动或升降，其下可以单独绕分光计中心轴转动或升降，其下可以单独绕分光计中心轴转动或升降，其下可以单独绕分光计中心轴转动或升降，其下方装有三个调平螺钉，如图方装有三个调平螺钉，如图方装有三个调平螺钉，如图方装有三个调平螺钉，如图6 6所示。所示。所示。所示。（4 4）角度刻度盘）角度刻度盘）角度刻度盘）角度刻度盘 刻度盘由刻度盘主尺和双游标盘组成。刻度盘由刻度盘主尺和双游标盘组成。刻度盘由刻度盘主尺和双游标盘组成。刻度盘由刻度盘主尺和双游标盘组成。刻度盘主尺最小分度值为刻度盘主尺最小分度值为刻度盘主尺最小分度值为刻度盘主尺最小分度值为0.50.5度。双游标盘上度。双游标盘上度。双游标盘上度。双游标盘上的两个游标分别装在在黑色内盘边缘对径方的两个游标分别装在在黑色内盘边缘对径方的两个游标分别装在在黑色内盘边缘对径方的两个游标分别装在在黑色内盘边缘对径方向，游标分成向，游标分成向，游标分成向，游标分成3030小格。游标盘一般固定不动。小格。游标盘一般固定不动。小格。游标盘一般固定不动。小格。游标盘一般固定不动。刻度盘主尺和望远镜联动，可绕仪器转轴转刻度盘主尺和望远镜联动，可绕仪器转轴转刻度盘主尺和望远镜联动，可绕仪器转轴转刻度盘主尺和望远镜联动，可绕仪器转轴转动如图动如图动如图动如图7 7所示。所示。所示。所示。一、一、调节分光计调节分光计1粗调粗调 （1）目测粗调使望远镜光轴大致水平，并）目测粗调使望远镜光轴大致水平，并 粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。（2）调节载物台水平度调节螺丝使载物台）调节载物台水平度调节螺丝使载物台 台面大致水平。台面大致水平。一、一、调节分光计调节分光计遮光窗一、一、调节分光计调节分光计一、一、调节分光计调节分光计一、一、调节分光计调节分光计d、旋转载物台，使双面反射镜转过、旋转载物台，使双面反射镜转过180，重复各调一半法，使绿十字叉丝像如图重复各调一半法，使绿十字叉丝像如图 11(c)所示。所示。e、重复上述步骤，使经双面反射镜两个面反、重复上述步骤，使经双面反射镜两个面反 射的的绿十字叉丝像均如图射的的绿十字叉丝像均如图11(c)所示。所示。一、一、调节分光计调节分光计3 3、调节平行光管、调节平行光管一、一、调节分光计调节分光计3 3、调节平行光管、调节平行光管一、一、调节分光计调节分光计3、调节平行光管、调节平行光管实验原理及方法实验原理及方法二、二、反射法测定棱镜的顶角反射法测定棱镜的顶角1 1 1 1、如图、如图、如图、如图1 1 1 1所示，将三棱镜放在载物台上，让棱镜顶所示，将三棱镜放在载物台上，让棱镜顶所示，将三棱镜放在载物台上，让棱镜顶所示，将三棱镜放在载物台上，让棱镜顶角对准平行光管，则平行光管射出的光束照在三角对准平行光管，则平行光管射出的光束照在三角对准平行光管，则平行光管射出的光束照在三角对准平行光管，则平行光管射出的光束照在三棱镜的两反射面棱镜的两反射面棱镜的两反射面棱镜的两反射面ABABABAB面和面和面和面和ACACACAC面上。面上。面上。面上。2 2 2 2、根据光的反射定律，分析一下经两个反射面反射、根据光的反射定律，分析一下经两个反射面反射、根据光的反射定律，分析一下经两个反射面反射、根据光的反射定律，分析一下经两个反射面反射过来的反射光的大致方向；过来的反射光的大致方向；过来的反射光的大致方向；过来的反射光的大致方向；3 3 3 3、将望远镜转到两反射光的方向上观察经两反射面、将望远镜转到两反射光的方向上观察经两反射面、将望远镜转到两反射光的方向上观察经两反射面、将望远镜转到两反射光的方向上观察经两反射面反射过来的狭缝的像，同时观察两个像的高度是反射过来的狭缝的像，同时观察两个像的高度是反射过来的狭缝的像，同时观察两个像的高度是反射过来的狭缝的像，同时观察两个像的高度是否等高，如果不相等，必须调节载物台调平螺丝否等高，如果不相等，必须调节载物台调平螺丝否等高，如果不相等，必须调节载物台调平螺丝否等高，如果不相等，必须调节载物台调平螺丝使之等高。使之等高。使之等高。使之等高。二、二、反射法测定棱镜的顶角反射法测定棱镜的顶角4 4、将望远镜转到位置、将望远镜转到位置、将望远镜转到位置、将望远镜转到位置“1”1”，微调望远镜位置，使，微调望远镜位置，使，微调望远镜位置，使，微调望远镜位置，使分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左右游标上读出方向右游标上读出方向右游标上读出方向右游标上读出方向“1”1”的读数的读数的读数的读数 。5 5、将望远镜转到位置、将望远镜转到位置、将望远镜转到位置、将望远镜转到位置“2”2”，微调望远镜位置，使，微调望远镜位置，使，微调望远镜位置，使，微调望远镜位置，使分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左分划板竖直叉丝对准狭缝象，从角度刻度盘的左右游标上读出方向右游标上读出方向右游标上读出方向右游标上读出方向“2”2”的读数的读数的读数的读数 。实验完成实验完成思考题：思考题：1.1.如何判断你观察到的光学现象为最清晰的如何判断你观察到的光学现象为最清晰的现象？现象？2.2.请从主轴与双面反射镜的关系来解释各半请从主轴与双面反射镜的关系来解释各半调节法调节望远镜光轴与仪器主轴垂直的调节法调节望远镜光轴与仪器主轴垂直的依据。依据。3.3.如果仪器已经调节好。在实验过程中，改如果仪器已经调节好。在实验过程中，改变了载物台，是否应该再使用各半调节法变了载物台，是否应该再使用各半调节法重新调节望远镜光轴与仪器主轴垂直？重新调节望远镜光轴与仪器主轴垂直？思考题：思考题：4、在测量的数据中如何判断是否应该加上、在测量的数据中如何判断是否应该加上360o。5、在观察三棱镜两个反射面反射过来的狭缝、在观察三棱镜两个反射面反射过来的狭缝的像时，可能一面能看到而另一面无法看的像时，可能一面能看到而另一面无法看到，试分析原因？到，试分析原因？注意事项注意事项1.1.分光计是精密仪器，各部件的操作要小心。分光计是精密仪器，各部件的操作要小心。分光计是精密仪器，各部件的操作要小心。分光计是精密仪器，各部件的操作要小心。2.2.切勿用手或不干净的布和镜头纸去插拭望远镜、切勿用手或不干净的布和镜头纸去插拭望远镜、切勿用手或不干净的布和镜头纸去插拭望远镜、切勿用手或不干净的布和镜头纸去插拭望远镜、平行光管、三棱镜的光学表面。平行光管、三棱镜的光学表面。平行光管、三棱镜的光学表面。平行光管、三棱镜的光学表面。3.3.转到望远镜时手应扳望远镜支架，不可直接扳转到望远镜时手应扳望远镜支架，不可直接扳转到望远镜时手应扳望远镜支架，不可直接扳转到望远镜时手应扳望远镜支架，不可直接扳望远镜。望远镜。望远镜。望远镜。4.4.几个紧固螺丝必须要锁紧。几个紧固螺丝必须要锁紧。几个紧固螺丝必须要锁紧。几个紧固螺丝必须要锁紧。5.5.在重复测量过程中，三棱镜的位置不要改变。在重复测量过程中，三棱镜的位置不要改变。在重复测量过程中，三棱镜的位置不要改变。在重复测量过程中，三棱镜的位置不要改变。