实验八光学测角仪的调整与使用 光的反射定律和折射定律定量描述了光线在传播过程中发生偏折时角度间的相互关 系.同时，光在传播过程中的衍射、散射等物理现象也都与角度有关.一些光学量如折射 率、光波波长、衍射极大和极小位置等都可通过直接测量角度去确定.故在光学技术中， 精确测量光线偏折的角度，具有十分重要的意义. 光学测角仪（又称分光计）是一种能精确测量角度的典型光学仪器，常用来测量折射 率、光波波长、色散率和观测光谱等.由于该装置比较精密，操纵控制部件较多而复杂， 故使用时必须按一定的规则严格调整，方能获得较高精度的测量结果.对于初学者来说， 往往会感到一些困难，但只要在调整、实验过程中，明确调整要求，注意观察现象，并努 力运用己有的理论知识去分析、指导操作，一般也是能够掌握的。 光学测角仪的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调 节和使用，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器. 【实验目的】 1.了解光学测角仪的主要构造，正确掌握调整光学测角仪的要求和方法： 2.测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象： 3.测定玻璃三棱镜对各单色光的折射率. 【实验原理】 三棱镜如图1所示，是横截面为等腰三角形的柱体.AB和 AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角α称为三棱角的顶 角：BC为毛玻璃面：称为三棱角的底面. 1.三棱镜顶角的测量 (1)自准法测量三棱镜的顶角 图2是自准法测量三棱镜顶角的示意图.利用望远镜自身 产生平行光，固定平台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或 图1待测三棱镜 转动小平台)，先使棱镜AB面反射的十字像落在分划板上“十” 准线上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜AB面垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读 数01、02.然后再转动望远镜（或小平台）使AC面反射的十字像与“十”准线的上交点 重合（即望远镜光轴与AC面垂直），记下读数0，'和0，'（注意0，与0，'为同一游标上读 得的望远镜方位角，而0，与02'则为另一游标上读得的方位角)，两次读数相减即得顶角 的补角.a=180°一0，可以证明 0=29+0,)=2-8)+(g-0,】 1 (1) (2)反射法测量三棱镜的顶角 图3为反射法测量三棱镜顶角的示意图.将三棱镜放在载物台上，使平行光管射出的 5454 实验八 光学测角仪的调整与使用 光的反射定律和折射定律定量描述了光线在传播过程中发生偏折时角度间的相互关 系．同时，光在传播过程中的衍射、散射等物理现象也都与角度有关．一些光学量如折射 率、光波波长、衍射极大和极小位置等都可通过直接测量角度去确定．故在光学技术中， 精确测量光线偏折的角度，具有十分重要的意义． 光学测角仪（又称分光计）是一种能精确测量角度的典型光学仪器，常用来测量折射 率、光波波长、色散率和观测光谱等．由于该装置比较精密，操纵控制部件较多而复杂， 故使用时必须按一定的规则严格调整，方能获得较高精度的测量结果．对于初学者来说， 往往会感到一些困难，但只要在调整、实验过程中，明确调整要求，注意观察现象，并努 力运用已有的理论知识去分析、指导操作，一般也是能够掌握的． 光学测角仪的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调 节和使用，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器． 【实验目的】 1．了解光学测角仪的主要构造，正确掌握调整光学测角仪的要求和方法； 2．测定三棱镜的顶角，观察三棱镜对汞灯的色散现象； 3．测定玻璃三棱镜对各单色光的折射率． 【实验原理】 三棱镜如图 1 所示，是横截面为等腰三角形的柱体．AB 和 AC 是透光的光学表面，又称折射面，其夹角a称为三棱角的顶 角；BC 为毛玻璃面；称为三棱角的底面． 1．三棱镜顶角的测量 （1）自准法测量三棱镜的顶角 图 2 是自准法测量三棱镜顶角的示意图．利用望远镜自身 产生平行光，固定平台（或固定望远镜），转动望远镜光轴（或 转动小平台），先使棱镜 AB 面反射的十字像落在分划板上“╪” 准线上部的交点上（即望远镜光轴与三棱镜 AB 面垂直），记下刻度盘对称游标的方位角读 数q 1、q 2．然后再转动望远镜（或小平台）使 AC 面反射的十字像与“╪”准线的上交点 重合（即望远镜光轴与 AC 面垂直），记下读数q 1′和q 2′（注意q 1与q 1′为同一游标上读 得的望远镜方位角，而q 2与q 2′则为另一游标上读得的方位角），两次读数相减即得顶角a 的补角．a = 180°－j ，可以证明 [ ] 2 1 2 1 j = （j1 +j 2）= （q 1 ¢ -q1）+（q 2 ¢ -q 2） （1） （2）反射法测量三棱镜的顶角 图 3 为反射法测量三棱镜顶角的示意图．将三棱镜放在载物台上，使平行光管射出的 图 1 待测三棱镜