大学物理实验-分光计的调节.ppt
基础物理实验室分光计的调节分光计的调节1.JJY-1型分光计的结构l 平行光管用于产生平行光,由一个消色差的凸透镜和可变狭缝组成。l 望远镜用于观测平行光，由物镜、分划板、照明光源和目镜组成。l 读数系统由刻度盘、游标盘组成。分光计由望远镜、载物台、平行光管、读数系统、底座组成。l 载物台用来放置被测元件。载物台下面有三个调节螺丝，可以用来调节载物台的倾斜程度。l 底座起着对整个仪器支撑的作用。在其中心有一固定的中心轴。望远镜、刻度盘以及游标盘均套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。1.自准直望远镜自准直望远镜4.平行光管平行光管3.载物台载物台9.刻度盘刻度盘8.游标盘游标盘11.底座底座图1.JJY-1型分光计结构14.目镜5.狭缝 2.物镜13.照明光源10.中心轴7.载物台倾斜调节螺钉6.平行光管俯仰调节螺钉12.望远镜俯仰调节螺钉2011-9-12 2分光计的调节2.JJY-1型分光计用途 JJY型分光计是一种分光测角光学实验仪器，在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理的各项实验中作角度测量。例如：l利用光的反射原理测量棱镜的角度。l利用光的折射原理测量棱镜的最小偏向角，从而计算棱镜玻璃的折射率和色散率。l用光栅，作光的衍射实验，测量光波波长。l用偏振片、波片，作光的偏振实验等。2011-9-13 3分光计的调节3.分光计调节要求及注意事项一、调节要求一、调节要求望远镜调焦到无穷远；平行光管出射平行光；望远镜光轴、平行光管光轴与分光计中心轴垂直。二、注意事项二、注意事项必须在了解仪器的使用方法和操作要求后才能使用仪器；光学元件应轻拿、轻放，切忌跌落，以免损坏元件；不能用手触摸光学元件的光学表面，光学表面如有灰尘，可用橡皮球将灰尘吹去，切不可用纸巾、棉布等物品擦拭；转动望远镜及载物台前要将锁紧螺钉松开，防止损坏仪器；调节平行光管时再开汞灯，打开后就不要再频繁开关。光学元件及仪器用完后，应放回原处，摆放整齐，关掉仪器电源，经检查后方可离开。2011-9-14 4分光计的调节4.分光计调节步骤三、调节步骤三、调节步骤目测粗调：调节载物台下的三个倾斜调节螺钉，使载物台面大致水平，调节望远镜及平行光管的俯仰调节螺钉，使望远镜和平行光管光轴大致垂直于仪器中心轴，松开望远镜止动螺钉，转动望远镜，使望远镜光轴与平行光管光轴大致在同一直线上；自准直望远镜调节；望远镜光轴调节（难点）；平行光管及其光轴调节。2011-9-15 5分光计的调节5.1 自准直望远镜调节-原理 望远镜用于观察平行光，聚焦于无限远，即目镜焦点、分划板、物镜焦点重合。在物镜前置反射面，若望远镜光轴与反射面垂直，分划板上的物也将成像到分划板所在的面。与分划板下十字叉丝重合的绿十字的反射像将与上十字叉丝重合。目镜物镜分划板反射面十字透光窗光轴 图2.自准直望远镜光路绿十字反射像2011-9-16 6分光计的调节5.2 自准直望远镜调节-步骤自准直望远镜调节步骤：旋转目镜手轮，看清分划板上叉丝(如图3-a或3-b所示)，此时分划板与目镜焦点重合。打开LED光源，松开目镜锁紧螺钉，在物镜端面附近加一个反射镜，手持目镜镜筒(不要拿照明光源，以免损坏光源)如双箭头(直线)所示，前后移动目镜筒，看清楚位于上十字叉丝附近的十字透光窗反射像(如图3-c所示)，且无视差(反射像清晰程度不随眼睛与目镜距离而改变)，此时分划板与物镜焦点重合，锁紧目镜锁紧螺钉。水平叉丝 竖直叉丝图3 分划板十字反射像绿十字abc目镜物镜分划板十字透光窗照明光源图4.自准直望远镜结构目镜手轮目镜锁紧螺钉目镜镜筒2011-9-17 7分光计的调节6.1 望远镜光轴调节-原理 若望远镜光轴垂直仪器主轴，则A、B反射像均位于分划板上水平叉丝所在高度，如图5所示。若载物台倾斜(即反射面倾斜)，则A、B面反射像关于上水平叉丝对称，如图6所示，此时应调节载物台倾斜调节螺钉。若望远镜光轴倾斜，则A、B面反射像位于同一高度，如图7所示，此时应调节望远镜倾斜调节螺钉。B面反射像A面反射像图6 望远镜光轴倾斜图7 载物台倾斜 A面反射像B面反射像图5 望远镜光轴载反射镜B面反射像A面反射像B面A面双面反射镜望远镜载物台绿十字2011-9-18 8分光计的调节6.2 望远镜光轴调节-步骤（一）望远镜光轴调节步骤：1.将反射镜置于载物台上，如图9-a所示，其中1,2,3对应载物台下面三个倾斜调节螺钉。若使用三棱镜则如图9-b所示放置三棱镜。2.松开载物台高度调节螺钉，将载物台调至适当高度，锁紧螺钉。望远镜俯仰调节螺钉123游标盘止动螺钉载物台倾斜调节螺钉A面B面平行光管望远镜载物台高度调节螺钉反射镜图8 望远镜光轴调节 1ab图9 反射元件放置方式 经过粗调，载物台大致水平，望远镜光轴近似垂直仪器中心轴。2011-9-19 9分光计的调节6.2 望远镜光轴调节-步骤（二）3.松开游标盘止动螺钉，转动游标盘带动反射镜（或三棱镜）转动，使反射镜(或三棱镜)一个反射面(A)正对望远镜，观察绿十字反射像位置，继续转动游标盘使B面正对望远镜，观察绿十字反射像位置（若无反射像，则重复粗调），如果A、B面反射像高度相同，如图10-c所示，则略过步骤4，执行步骤5，如果A、B面反射像高度不同，如图10-a，10-b所示，则 4.微调载物台倾斜调节螺钉1或3，将反射像调至如图10-c所示高度。5.微调望远镜俯仰调节螺钉，将反射像高度调至如图10-d所示上水平叉丝位置。重复步骤3、4、5直至两个面的反射像均达到上水平叉丝高度，如图10-d所示。至此望远镜光轴完成，此后不要再调节望远镜俯仰调节螺钉此后不要再调节望远镜俯仰调节螺钉。图10 绿十字反射像位置A面反射像B面反射像 A,B面反射像高度对称中心绿十字abcd2011-9-11010分光计的调节7.平行光管调节低压汞灯狭缝消色差物镜图11.平行光管光路ab图13 狭缝像平行光管调节步骤：1.取下反射镜(或三棱镜)，关闭LED灯，打开低压汞灯(至实验结束再关闭汞灯)。松开狭缝锁紧螺钉，前后移动狭缝机构，将狭缝调至消色差物镜的焦点处，目镜中可观察到如图13-a所示清晰的亮线即为狭缝像。轻轻旋转狭缝宽度调节旋钮使狭缝宽度约为1mm，务必注意观察狭缝宽度，切忌将狭缝调得过细，致两个构成狭缝的两个刀片接触，使狭缝损坏。2.将狭缝机构绕平行光管光轴旋转90度(不要改变狭缝与物镜的距离)，竖直的狭缝像变为水平，调节平行光管俯仰调节螺钉，使狭缝像被分划板中间水平叉丝平分(如图13-b所示)，此时平行光管光轴与仪器中心轴垂直。3.将狭缝回转90度，狭缝像如图13-a所示，锁紧狭缝锁紧螺钉。消色差物镜狭缝狭缝锁紧螺钉平行光管俯仰调节螺钉狭缝宽度调节旋钮图12.平行光管2011-9-11111分光计的调节8.读数方法刻度盘游标盘游标1游标2图14.刻度盘、游标盘 分光计仪器精度为1。读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成，游标盘上有两个游标，读取两个游标测得角度取平均值，消除偏心差。刻度盘上每一格的值为30，游标盘上有30格等分主刻度盘的29格的度数值，游标盘每一小格为1，读数时30的整数倍部分在刻度盘上读出(游标盘0刻线以左)，不足30的从游标盘上读，看游标盘的哪条刻线与主刻盘的刻线对齐，就读该值，单位为分(无需估读)。如图15所示，在刻度盘上读出116，游标盘的第12条刻线和主刻度盘的刻线正好对齐，故游标盘的读数为12，最后读数为11612。图15.读数示例游标零刻线游标刻线与刻度盘刻线对齐位置116122011-9-11212分光计的调节
