实验七分光计的调整和使用 分光计是一种精密测量角度和分光的仪器,利用分光计可以间接测量 折射率、光波波长、色散率,还可以用来进行光谱定性分析,验证里德堡 常数等。 分光计是光学实验的基本仪器,它的调整(如望远镜、平行光管的调 整等)方法在光学仪器调整中颇具代表性。我们实验课中也将多次用到分 光计。了解它的结构、掌握它的调节和使用方法,是本课程的基本要求。 实验目的和学习要求 1.了解分光计的结构,掌握分光计的调整方法和理解调整的原理。 2.学会使用分光计测量角度。 3.学会用分光计测折射率的方法和原理。 4.了解光的色散现象。 实验原理 如图T-1所示,三角形ABC表示三棱镜的横截面,BC为底面,AB、AC 为光学面,两个光学面的夹角A称为三棱镜的顶角。入射光D经三棱镜两 次折射后,沿FR方向出射。入射线D与出射线FR所成的角δ,称为偏向 角,可以证明,如果入射光线和出射 光线处在三棱镜对称位置上,信向角 达到极小值,这时的偏向角称为最小 偏向角δ。m。棱镜玻璃的折射率n与 棱镜顶角A,最小偏向角δm有如下关系。 n=- 图7-1三棱镜的折身 用分光计测出三棱镜的顶角A和最小偏向角δm,就可以算出棱镜材 料的折射率。 仪器介绍 分光计的结构如图7-2,它主要由平行光管、望远镜、载物台和读数 装置组成
1 实验七 分光计的调整和使用 分光计是一种精密测量角度和分光的仪器,利用分光计可以间接测量 折射率、光波波长、色散率,还可以用来进行光谱定性分析,验证里德堡 常数等。 分光计是光学实验的基本仪器,它的调整(如望远镜、平行光管的调 整等)方法在光学仪器调整中颇具代表性。我们实验课中也将多次用到分 光计。了解它的结构、掌握它的调节和使用方法,是本课程的基本要求。 实验目的和学习要求 1.了解分光计的结构,掌握分光计的调整方法和理解调整的原理。 2.学会使用分光计测量角度。 3.学会用分光计测折射率的方法和原理。 4. 了解光的色散现象。 实验原理 如图 7-1 所示,三角形 ABC 表示三棱镜的横截面,BC 为底面,AB、AC 为光学面,两个光学面的夹角 A 称为三棱镜的顶角。入射光 LD 经三棱镜两 次折射后,沿 FR 方向出射。入射线 LD 与出射线 FR 所成的角,称为偏向 角,可以证明,如果入射光线和出射 光线处在三棱镜对称位置上,偏向角 达到极小值,这时的偏向角称为最小 偏向角 min 。棱镜玻璃的折射率 n 与 棱镜顶角 A,最小偏向角 min 有如下关系。 2 sin 2 sin min A A n + = 图 7-1 三棱镜的折射 用分光计测出三棱镜的顶角 A 和最小偏向角 min ,就可以算出棱镜材 料的折射率。 仪器介绍 分光计的结构如图 7-2,它主要由平行光管、望远镜、载物台和读数 装置组成
图7-2分光计的结构 1狭缝装置2狭缝套筒琐紧螺钉3平行光管4载物台5载物台调平螺钉6载 物台琐紧螺钉7望远镜8目镜套筒琐紧螺钉9自准目镜10目镜套筒11望远镜光 轴俯仰调节螺钉12望远镜光轴水平方向调节螺钉13望远镜转动微调螺钉14度盘 止动螺钉15望远镜止动螺钉(在背面)16度盘17游标盘18游标盘微调螺钉19游 标盘止动螺钉20平行光轴水平方向调节螺钉21平行光管光轴俯仰调节螺钉22狭 缝宽度调节螺钉 1.平行光管 平行光管是由狭缝和诱諳组成。拧开螺丝2,可前后移动狭缝套筒1】 使狭缝位于透镜焦平面上,则平行光管射出平行光。狭缝的刀口是经过精 密研磨制成的,为避免损伤狭缝,只有在望远镜中看到狭缝像的情况下才 能调节狭缝的宽度。调节手轮22,可以改变狭缝的宽度。 2.望远错 望远镜是由目镜、分划板、物镜组成,如图7-3,望远镜和分化板它 们分别装在三个套筒中,彼此可以相对移动
2 图 7-2 分光计的结构 1 狭缝装置 2 狭缝套筒琐紧螺钉 3 平行光管 4 载物台 5 载物台调平螺钉 6 载 物台琐紧螺钉 7 望远镜 8 目镜套筒琐紧螺钉 9 自准目镜 10 目镜套筒 11 望远镜光 轴俯仰调节螺钉 12 望远镜光轴水平方向调节螺钉 13 望远镜转动微调螺钉 14 度盘 止动螺钉 15 望远镜止动螺钉(在背面)16 度盘 17 游标盘 18 游标盘微调螺钉 19 游 标盘止动螺钉 20 平行光轴水平方向调节螺钉 21 平行光管光轴俯仰调节螺钉 22 狭 缝宽度调节螺钉 1. 平行光管 平行光管是由狭缝和透镜组成。拧开螺丝 2,可前后移动狭缝套筒 1, 使狭缝位于透镜焦平面上,则平行光管射出平行光。狭缝的刀口是经过精 密研磨制成的,为避免损伤狭缝,只有在望远镜中看到狭缝像的情况下才 能调节狭缝的宽度。调节手轮 22,可以改变狭缝的宽度。 2. 望远镜 望远镜是由目镜、分划板、物镜组成,如图 7-3,望远镜和分化板它 们分别装在三个套筒中,彼此可以相对移动
面转物镜 日镜 图7-3分光计的翅远镜 分划板上刻有±形叉丝,分划板下方小棱镜的直角面上有一个十字形 透光孔,小灯泡发出的光经小棱镜改变光路90°方向后从十字透射孔出射, 当分划板处在物镜的焦平面上时,十字透光孔出射光经物镜后成为平行光 若用一垂直于望远镜光轴的平面镜将此平行光反射回来,则成像在分划板 上方十字叉丝上,如图7-7(c)。 望远镜可以单独绕中心轴转,也可以与刻度盘固定一起绕中心轴转。 3.载物台 载物台用来放置待测件或分光元件,台面下方三个螺丝B,B,B,(如 图7-9),用来调节台面倾斜度。松开螺丝6,可以升降载物台。拧紧螺丝 6可将载物台与游标盘17固定在一起,此时松开螺丝19,载物台随游标盘 转动,并可以通过游标读数装置读出载物台转过的角度。 4.读数装置 这是一种测侧量角度的游标读数装置称为角游标或圆游标,由刻度盘与 游标盘组成。刻度盘是主尺分为360°,JJY型分光计主尺的最小刻度为30, 游标有30个分度,分度值为1'。读数时,从游标零线所对的刻度盘读出 0.5°以上的“度”数,再从与刻度盘某刻度对齐的游标刻线读出“分”数。 两数相加为角度读数。图7-4读数为11612'。 为了消除刻度盘中心与 转轴中心之间的偏心差,在 0 游标盘同一直径的两端各装 一游标。测量时,两个游标 都应读数,然后算出每个游 标始、末两次的读数的差, 120 再取平均值。这个平均值才 是转动的角度。 图7-4角游标 实验内容及调整步骤 分光计的调整要求是:
3 图 7-3 分光计的望远镜 分划板上刻有±形叉丝,分划板下方小棱镜的直角面上有一个十字形 透光孔,小灯泡发出的光经小棱镜改变光路 90方向后从十字透射孔出射, 当分划板处在物镜的焦平面上时,十字透光孔出射光经物镜后成为平行光, 若用一垂直于望远镜光轴的平面镜将此平行光反射回来,则成像在分划板 上方十字叉丝上,如图 7-7(c)。 望远镜可以单独绕中心轴转,也可以与刻度盘固定一起绕中心轴转。 3. 载物台 载物台用来放置待测件或分光元件,台面下方三个螺丝 B1 B2 B3 (如 图 7-9),用来调节台面倾斜度。松开螺丝 6,可以升降载物台。拧紧螺丝 6 可将载物台与游标盘 17 固定在一起,此时松开螺丝 19,载物台随游标盘 转动,并可以通过游标读数装置读出载物台转过的角度。 4. 读数装置 这是一种测量角度的游标读数装置称为角游标或圆游标,由刻度盘与 游标盘组成。刻度盘是主尺分为 360,JJY 型分光计主尺的最小刻度为 30, 游标有 30 个分度,分度值为 1。读数时,从游标零线所对的刻度盘读出 0.5以上的“度”数,再从与刻度盘某刻度对齐的游标刻线读出“分”数。 两数相加为角度读数。图 7-4 读数为 11612。 为了消除刻度盘中心与 转轴中心之间的偏心差,在 游标盘同一直径的两端各装 一游标。测量时,两个游标 都应读数,然后算出每个游 标始、末两次的读数的差, 再取平均值。这个平均值才 是转动的角度。 图 7-4 角游标 实验内容及调整步骤 分光计的调整要求是:
1.望远镜调焦于无穷远,即望远镜能将平行光会聚成像于焦平面上: 2.望远镜光轴垂直于分光计主轴: 3.平行光管发出平行光: 4.平行光管光轴垂直于分光计主轴,并与望远镜光轴在同一平面内 调节前,应对照实物和结构图熟悉仪器,了解各个调节螺钉的作用。 调节时要先粗调后再细调。 分光计调整的步聚: (一)目测粗调(凭眼睛观察判断) 调节望远镜和平行光管光轴尽量使它们与刻度盘平行:调节载物台尽 量使它们与刻度盘平行(即与主轴垂直) (一)细调 1.调节望远镜适合于观察平行光。 (①)目镜视度调节:使望远镜适合操作者眼晴的视度。转动目镜视度调 节手轮10,从目镜中看到分划板的黑色叉丝清晰。调好后,整个实验中不 再转动螺钉10。 (2)接通望远镜上的小灯,并按图7-5把平面镜放到载物台上,缓慢转 动载物台,从望远镜中仔细寻找平面镜的两个面是否都有绿光团反射回来。 若找不到绿光团,多半原因是粗调还未达到要求,应重新进行粗调。 (3)找到绿光团后,松开目镜锁紧螺钉8,前后抽动目镜套筒,使绿色 光团变成清晰的绿十字像。仔细抽动目镜套筒直到绿十字像与黑色叉丝间 无视差。锁定螺钉8,整个实验中不再抽动目镜套筒。则望远镜己适合于 观察平行光。 OB ☒日 图7-5平面镜的放置 图7-6寻找反射的绿色光斑(或绿十字像) 2.望远镜光轴垂直于分光计主轴 (1)转动载物台,使平面镜转动180°,从目镜中找到反射回来的绿十 字像(图7-7a) (②)调节望远镜俯仰螺钉11,使绿十字像向分划板上方黑十字叉丝移 近一半距离(图7-7b)
4 1.望远镜调焦于无穷远,即望远镜能将平行光会聚成像于焦平面上; 2.望远镜光轴垂直于分光计主轴; 3.平行光管发出平行光; 4.平行光管光轴垂直于分光计主轴,并与望远镜光轴在同一平面内。 调节前,应对照实物和结构图熟悉仪器,了解各个调节螺钉的作用。 调节时要先粗调后再细调。 分光计调整的步骤: (一)目测粗调(凭眼睛观察判断) 调节望远镜和平行光管光轴尽量使它们与刻度盘平行;调节载物台尽 量使它们与刻度盘平行(即与主轴垂直) (二) 细调 1. 调节望远镜适合于观察平行光。 ⑴目镜视度调节:使望远镜适合操作者眼睛的视度。转动目镜视度调 节手轮 10,从目镜中看到分划板的黑色叉丝清晰。调好后,整个实验中不 再转动螺钉 10。 ⑵接通望远镜上的小灯,并按图 7-5 把平面镜放到载物台上,缓慢转 动载物台,从望远镜中仔细寻找平面镜的两个面是否都有绿光团反射回来。 若找不到绿光团,多半原因是粗调还未达到要求,应重新进行粗调。 ⑶找到绿光团后,松开目镜锁紧螺钉 8,前后抽动目镜套筒,使绿色 光团变成清晰的绿十字像。仔细抽动目镜套筒直到绿十字像与黑色叉丝间 无视差。锁定螺钉 8,整个实验中不再抽动目镜套筒。则望远镜已适合于 观察平行光。 图 2.望远镜光轴垂直于分光计主轴 ⑴ 转动载物台,使平面镜转动 180,从目镜中找到反射回来的绿十 字像(图 7-7 a) ⑵ 调节望远镜俯仰螺钉 11,使绿十字像向分划板上方黑十字叉丝移 近一半距离(图 7-7 b)。 ○B1 ○ B3 ○ B2 。 。 。 图 7-5 平面镜的放置 图 7-6 寻找反射的绿色光斑(或绿十字像)
3)调节螺钉B,使绿十字像与分划板上方黑十字叉丝重合(图7-7 c)。这种各调一半的方法叫做“半调法”。 (④)重复①②③。反复调整,直到平面镜两面反射回来的绿十字像都能 与分划板上方黑十字叉丝重合。 (⑤望远镜调整完毕,以下平行光管和载物台上光学元件的调节都将以 此为基准,望远镜光轴的俯仰、望远镜的调焦状态在整个实验中都不要再 改变。 上叉 纵丝 ⊙入丝 (a)绿十字偏离上 (b)调节望远镜螺丝11 (C)调载物台螺丝B1,再减少12 叉丝中央 减少12偏离 偏离使绿十字回到上叉丝中央 图7-7调节望远镜光轴 (⑥)望远镜调节中的两个问题及解决办法: ①找不到从平面镜反射回来的绿色光团(或十字像)。 这是由于反射像太偏上或太偏下,不能茨在翅远镜的视场内。这时 旋转载物台,平面镜法线偏离望远镜一个小角度,从望远镜外侧向平面镜 内寻找绿色光团(或绿十字像),如图7-6,使当眼镜与望远镜等高时看 到绿光团位于平面镜的中下部分或平面镜的项部,这时,用“半调法”调 节螺钉11和B,把绿光团调到平面镜中上部分,此时再转动载物台,使 平面镜的法线对向望远镜,从目镜中就能看到绿色光斑(或绿十字像)。 ②左右转动望远镜(或微微转动载物台)时,绿十 字像移动方向与水平叉丝成一小角度,如 图7-8。这是由于分划板没有放正,竖直 叉丝不平行于分光计主轴。应松开目镜锁 紧螺钉8,转动目镜套筒(分划板随之转 动),直到绿十字像始终沿水平叉丝移动。 图78分划板领斜导致绿十字像 分划板转正后,应重新消除视差,再锁定 移动方向与水平叉丝成一小角度 螺钉8。 3.调整平行光管 (1)周光轴:取下平面镜,开亮钠光红,松开狭锋锁紧螺钉2,将列 缝1转成水平,从望远镜中看到狭缝的像,若不清晰,可前后抽动狭缝使 像清晰:调节平行光管俯仰螺钉21,使狭缝的像重合于分划板中央的水平
5 ⑶ 调节螺钉 B1 ,使绿十字像与分划板上方黑十字叉丝重合(图 7-7 c)。这种各调一半的方法叫做“半调法”。 ⑷ 重复。反复调整,直到平面镜两面反射回来的绿十字像都能 与分划板上方黑十字叉丝重合。 ⑸ 望远镜调整完毕,以下平行光管和载物台上光学元件的调节都将以 此为基准,望远镜光轴的俯仰、望远镜的调焦状态在整个实验中都不要再 改变。 ⑹ 望远镜调节中的两个问题及解决办法。 ① 找不到从平面镜反射回来的绿色光团(或十字像)。 这是由于反射像太偏上或太偏下,不能落在望远镜的视场内。这时可 旋转载物台,平面镜法线偏离望远镜一个小角度,从望远镜外侧向平面镜 内寻找绿色光团(或绿十字像),如图 7-6,使当眼镜与望远镜等高时看 到绿光团位于平面镜的中下部分或平面镜的顶部,这时,用“半调法”调 节螺钉 11 和 B1 ,把绿光团调到平面镜中上部分,此时再转动载物台,使 平面镜的法线对向望远镜,从目镜中就能看到绿色光斑(或绿十字像)。 ② 左右转动望远镜(或微微转动载物台)时,绿十 字像移动方向与水平叉丝成一小角度,如 图 7-8。这是由于分划板没有放正,竖直 叉丝不平行于分光计主轴。应松开目镜锁 紧螺钉 8,转动目镜套筒(分划板随之转 动),直到绿十字像始终沿水平叉丝移动。 分划板转正后,应重新消除视差,再锁定 螺钉 8。 3. 调整平行光管 (1) 调光轴:取下平面镜,开亮钠光灯,松开狭缝锁紧螺钉 2,将狭 缝 1 转成水平,从望远镜中看到狭缝的像,若不清晰,可前后抽动狭缝使 像清晰;调节平行光管俯仰螺钉 21,使狭缝的像重合于分划板中央的水平 上叉丝 横丝 纵丝 (a)绿十字偏离上 (b)调节望远镜螺丝 11 (c)调载物台螺丝 B1,再减少 1/2 叉丝中央 减少 1/2 偏离 偏离使绿十字回到上叉丝中央 图 7-7 调节望远镜光轴 图 7-8 分划板倾斜导致绿十字像 移动方向与水平叉丝成一小角度
叉丝,平行光管光轴即与分光计主轴相垂直。 (2)调出平行光:转动狭缝平行于竖直叉丝,仔细地前后抽动狭缝, 消除狭缝的像与叉丝间的视差。至此平行光管发出平行光。 (3)转动螺钉22调节狭缝宽度,使狭缝的像既细锐又足够明亮 至此分光计调节完毕。 实验内容 1.测量三棱镜的顶角A B C 现介绍两种测量三棱镜顶角的方法。 oB; (1)用自准法测三棱镜顶角 按图7-9把三棱镜放到载物台上,并用 A 弹簧片压住。螺钉B,、B,连线垂直于三棱 镜的光学平面Ⅱ(AB),调节B,时,载物 图7-9 三棱镜的放置 台以连线B,B,为轴转动,平面I(AC)的倾 斜度改变,而Ⅱ则在它自己的平面内运动,其法线方向不变。这样放置三 棱镜,使得在调节平面I时,不改变平面Ⅱ的状态:同理,在调节Ⅱ时也 不会影响平面I。 ①松开望远镜转轴止动螺钉,将望远镜对向平面I,只调节螺钉B, 使平面I反射的绿十字像与分划板上方十字叉丝重合,记录两游标读数 0102. ②转动望远镜对向平面Ⅱ,只周节螺钉B,,使平面镜反射的绿十字 像与分划板上方十字叉丝重合,记录两游标读数00。 由图7-10可见,A=180°-0,=〔(01-0,)+(02-02))/2 图7-10用自准法测三棱镜顶角 图7-11用反射法测三棱镜顶角 (2)用反射法测量三棱镜顶角 6
6 叉丝,平行光管光轴即与分光计主轴相垂直。 (2) 调出平行光:转动狭缝平行于竖直叉丝,仔细地前后抽动狭缝, 消除狭缝的像与叉丝间的视差。至此平行光管发出平行光。 (3) 转动螺钉 22 调节狭缝宽度,使狭缝的像既细锐又足够明亮。 至此分光计调节完毕。 实验内容 1.测量三棱镜的顶角 A 现介绍两种测量三棱镜顶角的方法。 (1) 用自准法测三棱镜顶角 按图 7-9 把三棱镜放到载物台上,并用 弹簧片压住。螺钉 B2 、 B3 连线垂直于三棱 镜的光学平面Ⅱ(AB),调节 B1 时,载物 台以连线 B2 B3 为轴转动,平面 I(AC) 的倾 斜度改变,而Ⅱ则在它自己的平面内运动,其法线方向不变。这样放置三 棱镜,使得在调节平面 I 时,不改变平面Ⅱ的状态;同理,在调节Ⅱ时也 不会影响平面 I。 ① 松开望远镜转轴止动螺钉,将望远镜对向平面 I,只调节螺钉 B1 , 使平面 I 反射的绿十字像与分划板上方十字叉丝重合,记录两游标读数 1 2 。 ② 转动望远镜对向平面Ⅱ,只调节螺钉 B2 ,使平面镜反射的绿十字 像与分划板上方十字叉丝重合,记录两游标读数 1 ' 2 ' 。 由图 7-10 可见,A = 180-, =〔( 1 ' -1 )+( 2 ' -2 )〕/2 。 图 7-10 用自准法测三棱镜顶角 图 7-11 用反射法测三棱镜顶角 (2) 用反射法测量三棱镜顶角 ○B3 ○B1 ○B2 A B C O Ⅰ Ⅱ 图 7-9 三棱镜的放置
按图7-9把三棱镜放到载物台上,松开螺钉19,转动载物台,使三棱 镜的顶角A对向平行光管,然后锁定6,如图7-11。 ①转动望远镜到位置【,从望远镜中看到狭缝的像在分划板中央,锁 定望远镜转轴止动螺钉15,然后用微调螺钉13调节狭缝像与分划板竖直 叉丝重合,记录两游标读数0,和02。 ②转动望远镜到位置Ⅱ,重复①,记录两游标读数0,和0,,由图7-11 可以证明,4-号,p=((日-0,)+(0-02)2 2.测量最小偏向角8 (1)找到谱线:转动载物台,使三棱镜的AC平面与平行光管光轴夹角 大致为30°,然后将望远镜转到出射光方向,就能从望远镜里看到谱线, 如图7-12。 (②)找到最小偏向角:转动载物台, 平行光管 使谱线向入射光方向靠近,即偏向角 减小。当载物台转到某一位置,再继 续按原方向转动载物台,谱线将反向 移动,偏向角变大。谱线反转处即最 小偏向角的位置。 (3)对准最小偏向角:在兽线反 转的位置用螺钉19锁定载物台,转 动望远镜将竖直叉丝对向谱线,锁 定望远镜转轴止动螺钉15。用微调 螺钉13和18配合反复调节,确认分 划板竖直叉丝对准最小偏向角时的谱 线,记下两游标读数0,和62。 图7-11测量最小偏向角 (4)然后使望远镜对准入射光(可从棱镜上方通过)读取入射光角位置 读数0,'和0,’。注意,此时不可转动载物台(不可转动螺钉18,不可 松开螺钉19),因载物台已与游标盘锁定 由图7-12可见δm=〔(0,-0,)+(02-02))/2。 (5)以同样方法分别测量汞黄(577.0与579.0mm)、绿(546.1nm 青光(491.6nm)、蓝紫光(435.8nm)和紫光(404.7nm)的最小偏向角。 注意在测量顶角A和最小偏向角δ时,应避免三棱镜相对于载物台 发生移动和转动,更不可转动螺丝B,B2B,。 数据处理 1测量三棱镜的顶角A:
7 按图 7-9 把三棱镜放到载物台上,松开螺钉 19,转动载物台,使三棱 镜的顶角 A 对向平行光管,然后锁定 6,如图 7-11。 ①转动望远镜到位置Ⅰ,从望远镜中看到狭缝的像在分划板中央,锁 定望远镜转轴止动螺钉 15,然后用微调螺钉 13 调节狭缝像与分划板竖直 叉丝重合,记录两游标读数 1 和 2 。 ②转动望远镜到位置Ⅱ,重复①,记录两游标读数 1 ' 和 2 ' ,由图 7-11 可以证明, A = 2 , =〔( 1 ' -1 )+( 2 ' -2 )〕/2。 2. 测量最小偏向角 min (1) 找到谱线:转动载物台,使三棱镜的 AC 平面与平行光管光轴夹角 大致为 30,然后将望远镜转到出射光方向,就能从望远镜里看到谱线, 如图 7-12 。 (2) 找到最小偏向角:转动载物台, 使谱线向入射光方向靠近,即偏向角 减小。当载物台转到某一位置,再继 续按原方向转动载物台,谱线将反向 移动,偏向角变大。谱线反转处即最 小偏向角的位置。 (3) 对准最小偏向角:在谱线反 转的位置用螺钉 19 锁定载物台,转 动望远镜将竖直叉丝对向谱线,锁 定望远镜转轴止动螺钉 15。用微调 螺钉 13 和 18 配合反复调节,确认分 划板竖直叉丝对准最小偏向角时的谱 线,记下两游标读数 1 和 2 。 图 7-11 测量最小偏向角 (4) 然后使望远镜对准入射光(可从棱镜上方通过)读取入射光角位置 读数 1′和 2 ′。注意,此时不可转动载物台(不可转动螺钉 18,不可 松开螺钉 19),因载物台已与游标盘锁定 由图 7-12 可见 min =〔( 1 ' -1 )+( 2 ' -2 )〕/2。 (5) 以同样方法分别测量汞黄(577.0 与 579.0nm)、绿(546.1nm)、 青光(491.6nm)、蓝紫光(435.8nm)和紫光(404.7nm)的最小偏向角。 注意在测量顶角 A 和最小偏向角 min 时,应避免三棱镜相对于载物台 发生移动和转动,更不可转动螺丝 B1 B2 B3 。 数据处理 1 测量三棱镜的顶角 A
2分别测量汞黄(577.0与579.0nm)、绿(546.1nm)、青光(491.6nm) 蓝紫光(435.8nm)和紫光(404.7nm)的最小偏向角8。根据测得的汞 光谱线各波长下的折射率,作被测棱镜玻璃的色散曲线(即入关系曲线). 操作注意 1.推动望远镜绕主轴转动时,应推望远镜的支臂,切勿直推镜筒,以 免破坏望远镜光轴与分光计主轴的垂直关系,造成角度测量错误。 2.螺钉6通常是拧紧的,将载物台与游标盘锁定。转动载物台时,应 松开游标盘止动螺丝19,转动游标盘来带动载物台转动。只有在升降载物 台或需要改变光学元件(连同载物台)相对于游标的位置时,才松开螺丝 操作。 3.需要仔细转动载物台或望远镜使待测目标与竖直叉丝对准时,应当 用微调螺丝18或13操作,这样可减小对线误差。 4.光学元件置于载物台上,要用弹簧片压住:取下时应立即放回元件 盒里,元件要轻拿轻放,元件盒要靠近实验台中间放置,以免跌落摔坏。 数据处理 1.自拟表格记录和报告测量数据。 2.计算A和δ。,测量时为消除偏心差用两个游标读数,应取平均, 计算折射率n 3.以φ值和δm作为直接测量量,其不确定度来自分光计的最大允许 误差△段='以及对线误差。计算的合成不确定度4,并表示实验结果。 思考题 1.在分光计实验中,怎样判定望远镜适合观察平行光?如何调整? 2. 在分光计实验中,怎样判定望远镜光轴与分光计中心轴垂直?如何调 整? 3.在分光计实验中,怎样判定平行光管出射平行光?如何调整? 4.在分光计实验中,怎样判定平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光 计中心轴垂直?如何调整? 5.在分光计实验中,调节分光计时所使用的双平面反射镜起了什麽作 用?能否用三棱镜代替平面镜来调整望远镜?
8 2 分别测量汞黄(577.0 与 579.0nm)、绿(546.1nm)、青光(491.6nm)、 蓝紫光(435.8nm)和紫光(404.7nm)的最小偏向角 min 。根据测得的汞 光谱线各波长下的折射率,作被测棱镜玻璃的色散曲线(即 n-λ关系曲线). 操作注意 1. 推动望远镜绕主轴转动时,应推望远镜的支臂,切勿直推镜筒,以 免破坏望远镜光轴与分光计主轴的垂直关系,造成角度测量错误。 2. 螺钉 6 通常是拧紧的,将载物台与游标盘锁定。转动载物台时,应 松开游标盘止动螺丝 19,转动游标盘来带动载物台转动。只有在升降载物 台或需要改变光学元件(连同载物台)相对于游标的位置时,才松开螺丝 6 操作。 3. 需要仔细转动载物台或望远镜使待测目标与竖直叉丝对准时,应当 用微调螺丝 18 或 13 操作,这样可减小对线误差。 4. 光学元件置于载物台上,要用弹簧片压住;取下时应立即放回元件 盒里,元件要轻拿轻放,元件盒要靠近实验台中间放置,以免跌落摔坏。 数据处理 1. 自拟表格记录和报告测量数据。 2. 计算 A 和 min ,测量时为消除偏心差用两个游标读数,应取平均, 计算折射率 n。 3. 以值和 min 作为直接测量量,其不确定度来自分光计的最大允许 误差 仪 =1以及对线误差。计算 n 的合成不确定度 uc 并表示实验结果。 思考题 1. 在分光计实验中,怎样判定望远镜适合观察平行光?如何调整? 2. 在分光计实验中,怎样判定望远镜光轴与分光计中心轴垂直?如何调 整? 3. 在分光计实验中,怎样判定平行光管出射平行光?如何调整? 4. 在分光计实验中,怎样判定平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光 计中心轴垂直?如何调整? 5. 在分光计实验中,调节分光计时所使用的双平面反射镜起了什麽作 用?能否用三棱镜代替平面镜来调整望远镜?