分光计的使用与调节.ppt

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1、分光计的使用与调节 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1.1.了解分光计的结构及基本原理；了解分光计的结构及基本原理；2.2.学习光学系统的自准直原理和方法学习光学系统的自准直原理和方法;3.3.掌握分光计的基本调整方法与技术；掌握分光计的基本调整方法与技术；4.4.系统误差的产生与消除；系统误差的产生与消除；5.5.观察棱镜光谱；观察棱镜光谱；6 6.利用分光计进行一些光学参数的测量利用分光计进行一些光学参数的测量 (三棱镜的顶角、折射率）。三棱镜的

2、顶角、折射率）。实验目的华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology 1.1.1.1.分光计的用途分光计的用途分光计的用途分光计的用途?测定光线偏转角度测定光线偏转角度 2.2.2.2.分光计的组成部分、结构？分光计的组成部分、结构？分光计的组成部分、结构？分光计的组成部分、结构？3.3.3.3.调整要求、如何进行调整？调整要求、如何进行调整？调整要求、如何进行调整？调整要求、如何进行调整？4.4

3、.4.4.光学系统的自准自原理和方法？光学系统的自准自原理和方法？光学系统的自准自原理和方法？光学系统的自准自原理和方法？5.5.5.5.系统误差的消除。系统误差的消除。系统误差的消除。系统误差的消除。思考与讨论的问题华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology实验仪器介绍汞灯汞灯光源光源控制控制平行平行光管光管读数读数照明照明望远镜望远镜载物盘载物盘读数盘读数盘分光计主要组成部分分光计主要组成部

4、分华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology仪器结构与作用 调节调节望远镜俯仰调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架望远镜支架平行光管水平调节螺钉平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 松开松开望远镜锁紧螺钉望远镜锁紧螺钉 松开松开游标盘锁紧螺钉游标盘锁紧螺钉锁紧锁紧载物台升降锁紧螺钉载物台升降锁紧螺钉调节调节载物盘水平调节螺钉载物盘水平

5、调节螺钉 移动移动底座底座华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology平平行行光光管管自自准准望望远远镜镜三棱镜三棱镜载物载物载物载物台台台台刻度圆盘刻度圆盘刻度圆盘刻度圆盘游游标标分光计的调节要求分光计的调节要求望远镜望远镜聚焦聚焦于无穷远处于无穷远处相互相互垂直垂直平行光平行光1.1.望望远远镜镜聚聚焦焦无无穷穷远远,即即接接收收平平行光。行光。2.2.望望远远镜镜光光轴轴与与分分光光计计的的

6、中中心心轴轴相互正交。相互正交。3.3.平平行行光光管管出出射射平平行行光光，其其光光轴轴与与分分光光计计的的中中心心轴线相互正交。轴线相互正交。望远镜与平行光管望远镜与平行光管等高共轴等高共轴华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology 自准直法将望远镜调焦到无穷远叉丝像叉丝像分划板视场分划板视场透光窗透光窗反射像反射像旋转目镜调节鼓轮旋转目镜调节鼓轮 伸缩目镜筒伸缩目镜筒 华东理工大学物理实验

7、教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology调节望远镜光轴与中心转轴垂直调节望远镜光轴与中心转轴垂直 调节调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉 粗调粗调华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and

8、Technology观察不到反射像的原因观察不到反射像的原因n目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像模糊。（转动目镜调节鼓轮）模糊。（转动目镜调节鼓轮）n望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒螺钉，前后移动目镜筒 ）n平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。俯视侧视转动载物台或望远镜转动载物台或望远镜调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China Univer

9、sity of Science and TechnologyEast China University of Science and Technologyn明视距离明视距离 n聚焦聚焦 n消除视差消除视差10物镜物镜望远镜目镜聚焦望远镜目镜聚焦旋转旋转目镜目镜华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology聚焦无穷远（图聚焦无穷远（图-4）n明视距离明视距离 n聚焦聚焦 n消除视差消除视差望远镜聚焦望

10、远镜聚焦前后移动前后移动目镜镜筒目镜镜筒华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology减半逐次逼近法减半逐次逼近法望远镜光轴与分光计中心轴垂直望远镜光轴与分光计中心轴垂直d调节调节望远镜俯仰调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉 d/2调节调节载物盘水平调节螺钉载物盘水平调节螺钉华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and Te

11、chnologyEast China University of Science and Technology狭缝象狭缝象平行光管平行光管平行光管平行光管物镜物镜狭缝狭缝汞灯汞灯平行光管：由狭缝和准直透镜组成平行光管：由狭缝和准直透镜组成华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology平行光管调节平行光管调节狭缝象狭缝象物镜物镜狭缝狭缝钠灯钠灯望远镜中观察望远镜中观察狭缝宽狭缝宽度？度？华东理工大学物

12、理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology角游标读数角游标读数主刻度盘游标盘游标窗口233 13 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology偏心误差偏心误差主刻度盘主刻度盘游标盘游标盘华东理工大学物理实验教学中

13、心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology自准直法测量三棱镜顶角自准直法测量三棱镜顶角 自准直法测三棱镜顶角自准直法测三棱镜顶角A AC CB BT T1 1T T2 2华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology反射法测三

14、棱镜顶角反射法测三棱镜顶角n平行光管出射的平行光射向平行光管出射的平行光射向三棱镜的两个光学表面，用三棱镜的两个光学表面，用望远镜分别接收两表面的反望远镜分别接收两表面的反射光，就可计算出两束光的射光，就可计算出两束光的夹角夹角。由几何关系可以证由几何关系可以证明明与三棱镜顶角与三棱镜顶角A A的关系的关系为：为：=2=2A A 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology动画演示A（2-1+2-

15、1）/4 平行光管望远镜华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology偏向角与最小偏向角毛面毛面 光学光学 面面 光学光学 面面 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology最小偏向角法测三棱镜折射率三

16、棱镜顶角三棱镜顶角自准直法测自准直法测华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology如何找最小偏向角平平行行光光管管望望远远镜镜转动载物台转动载物台连同游标盘连同游标盘华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Techn

17、ology测量最小偏向角1.1.按图示放置三棱镜；按图示放置三棱镜；2 2.转动望远镜，观察汞灯光谱；转动望远镜，观察汞灯光谱；3.3.转转动动游游标标盘盘连连同同载载舞舞台台，寻寻找找折折回点（回点（紧固游标盘螺丝紧固游标盘螺丝）；）；4.4.将将望望远远镜镜的的十十字字准准线线的的竖竖线线对对准准折折回回点点（所所要要测测量量的的谱谱线线），读读出出射光的方位角出出射光的方位角(T(T5 5、T T5 5）5.5.将将望望远远镜镜对对准准平平行行光光管管，读读出出入入射光的方位角射光的方位角(T(T6 6、T T6 6）毛面毛面 华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心Ea

18、st China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology数据处理要求1.1.计算三棱镜的顶角及其不确定度；计算三棱镜的顶角及其不确定度；2.2.计算三棱镜对汞灯黄光、紫光和绿光的计算三棱镜对汞灯黄光、紫光和绿光的 最小偏向角，得到玻璃的折射率及其最小偏向角，得到玻璃的折射率及其 不确定度；不确定度；华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China

19、University of Science and Technology1.1.严禁用手摸光学表面严禁用手摸光学表面,也不可用一般布或纸擦拭。也不可用一般布或纸擦拭。2.2.狭缝不能闭拢狭缝不能闭拢,否则会损坏狭缝否则会损坏狭缝.3.3.分光计是较精密的光学仪器分光计是较精密的光学仪器,各部件和螺丝转动各部件和螺丝转动 时要轻时要轻,部件不要用力过大部件不要用力过大,以免损坏零件。以免损坏零件。4 4.调节过程中，每一步调节好之后，在调节调节过程中，每一步调节好之后，在调节 下一步的时候，不要再破坏原来的调节。下一步的时候，不要再破坏原来的调节。5 5.掌握掌握“先粗调，后细调先粗调，后细调”的原则的原则注意事项注意事项不要不要把把光源光源当作手柄转当作手柄转动望远镜！动望远镜！华东理工大学物理实验教学中心华东理工大学物理实验教学中心East China University of Science and TechnologyEast China University of Science and Technology