分光計(jì)的調(diào)節(jié)與光柵衍射.doc

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1、物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、【實(shí)驗(yàn)名稱】分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用及光柵的衍射二、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、掌握分光計(jì)的調(diào)整技術(shù)和技巧；2、用分光計(jì)測三棱鏡的一個(gè)頂角；3、進(jìn)一步熟悉分光計(jì)的調(diào)整與使用；4、學(xué)習(xí)利用衍射光柵測定光波波長及光柵常數(shù)的原理和方法；5、加深理解光柵衍射公式及其成立條件。三、【實(shí)驗(yàn)原理】1、分光計(jì)的調(diào)節(jié)1：狹縫裝置2：狹縫裝置鎖緊螺絲3：準(zhǔn)直管4：制動(dòng)架（二）5：載物臺(tái)6：載物臺(tái)調(diào)平螺絲7：載物臺(tái)鎖緊螺絲8：望遠(yuǎn)鏡9：望遠(yuǎn)鏡鎖緊螺絲10：阿貝式自準(zhǔn)直目鏡11：目鏡視度調(diào)節(jié)手輪12：望遠(yuǎn)鏡光軸高低調(diào)節(jié)螺絲13：望

2、遠(yuǎn)鏡光軸水平調(diào)節(jié)螺絲14：望遠(yuǎn)鏡微調(diào)螺絲15：轉(zhuǎn)軸與度盤止動(dòng)螺絲16：望遠(yuǎn)鏡止動(dòng)螺絲17：制動(dòng)架（一）18：底座19：轉(zhuǎn)座20、21：度盤、游標(biāo)盤22：游標(biāo)盤微調(diào)螺絲23：游標(biāo)盤止動(dòng)螺絲24：準(zhǔn)直管光軸水平調(diào)節(jié)螺絲25：準(zhǔn)直管光軸高低調(diào)節(jié)螺絲26：狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪圖1分光計(jì)的結(jié)構(gòu)分光計(jì)是精確測定光線偏轉(zhuǎn)角的儀器，也稱測角儀。光學(xué)中的許多基本量如波長、折射率等都可以直接或間接地表現(xiàn)為光線的偏轉(zhuǎn)角，因而利用它可測量波長、折射率，此外還能精確地測量光學(xué)平面間的夾角。許多光學(xué)儀器（棱鏡光譜儀、光柵光譜儀、分光光度

3、計(jì)、單色儀等）的基本結(jié)構(gòu)也是以它為基礎(chǔ)的，所以分光計(jì)是光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本儀器之一。使用分光計(jì)時(shí)必須經(jīng)過一系列精細(xì)調(diào)整才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果，它的調(diào)整技術(shù)是光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本技術(shù)之一，必須正確掌握。（1）分光計(jì)的結(jié)構(gòu)分光計(jì)主要由底座、平行光管、望遠(yuǎn)鏡、載物臺(tái)和讀數(shù)圓盤五部分組成。外形如圖1所示。1）底座——中心有一豎軸，望遠(yuǎn)鏡和讀數(shù)圓盤可繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸也稱為儀器的公共軸或主軸。2）平行光管——是產(chǎn)生平行光的裝置，管的一端裝一會(huì)聚透鏡，另一端是帶有狹縫的圓筒，狹縫寬度可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。3）望遠(yuǎn)鏡——觀測用，由目鏡系

4、統(tǒng)和物鏡組成，為了調(diào)節(jié)和測量，物鏡和目鏡之間還裝有分劃板，它們分別置于內(nèi)管、外管和中管內(nèi)，三個(gè)管彼此可以互相移動(dòng)，也可以用螺釘固定，如圖19-2所示。在中管的分劃板下方緊貼一塊45o全反射小棱鏡，棱鏡與分劃板的粘貼部分涂成黑色，僅留一個(gè)綠色的小十字窗口。光線從小棱鏡的另一直角邊入射，從45o反射面反射到分劃板上，透光部分便形成一個(gè)在分劃板上的明亮的十字窗。圖19-24）載物臺(tái)——放平面鏡、棱鏡等光學(xué)元件用，臺(tái)面下的三個(gè)螺釘可調(diào)節(jié)臺(tái)面的傾斜角度，平臺(tái)的高度可懸松螺釘（7）升降，調(diào)到合適位置再鎖緊螺釘。5）讀

5、數(shù)圓盤——是讀數(shù)裝置，由可繞儀器公共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的刻度盤和游標(biāo)盤組成。度盤上刻有720等分刻線，格值為30′。在游標(biāo)盤對(duì)稱方向設(shè)有兩個(gè)角游標(biāo)，這時(shí)因?yàn)樽x數(shù)時(shí)，要讀出兩個(gè)游標(biāo)處的讀數(shù)值，然后取平均值，這樣可消除刻度盤和游標(biāo)盤的圓心與儀器主軸的軸心不重合所引起的偏心誤差。讀數(shù)方法與游標(biāo)卡尺相似，這里讀出的是角度。讀數(shù)時(shí)以角游標(biāo)零線為準(zhǔn)，讀出刻度盤上的度值，再找游標(biāo)上與刻度盤上剛好重合的刻線為所求的分值，如果游標(biāo)零線落在半度刻線之外，則讀數(shù)應(yīng)加上30′。（2）分光計(jì)的調(diào)整原理和方法調(diào)整分光計(jì)，最后要達(dá)到下列要求：平行

6、光管發(fā)出平行光；望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦（即接收平行光）；望遠(yuǎn)鏡、平行光管的光軸垂直儀器公共軸。分光計(jì)調(diào)整的關(guān)鍵是調(diào)好望遠(yuǎn)鏡，其他的調(diào)整可以以望遠(yuǎn)鏡為標(biāo)準(zhǔn)。1）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡①目鏡調(diào)焦這是為了使眼睛通過目鏡能清楚地看到如圖19-3所示分劃板上的刻線。調(diào)焦方法使把目鏡調(diào)焦手輪輕輕旋出，或懸進(jìn)，從目鏡中觀看，直到分劃板刻線清晰為止。②調(diào)望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦這是要將分劃板調(diào)到物鏡焦平面上，調(diào)整方法是：(a)把目鏡照明，將雙面平面鏡放到載物臺(tái)上。為了便于調(diào)節(jié)，平面鏡和載物臺(tái)下三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘?shù)南鄬?duì)位置如圖19-4所示。圖19-3

7、圖19-4(b)粗調(diào)望遠(yuǎn)鏡光軸與鏡面垂直——用眼睛估測一下，把望遠(yuǎn)鏡調(diào)成水平，再調(diào)載物臺(tái)螺釘，使鏡面大致與望遠(yuǎn)鏡垂直。（c）觀察與調(diào)節(jié)鏡面反射像——固定望遠(yuǎn)鏡，雙手轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，于是載物臺(tái)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)到平面鏡正好對(duì)著望遠(yuǎn)鏡時(shí)，在目鏡中應(yīng)看到一個(gè)綠色亮十字隨著鏡面轉(zhuǎn)動(dòng)而動(dòng)，這就是鏡面反射像，如果像有些模糊，只要沿軸向移動(dòng)目鏡筒，直到像清晰，再旋緊螺釘，則望遠(yuǎn)鏡已對(duì)平行光聚焦。③調(diào)整望遠(yuǎn)鏡光軸垂直儀器主軸當(dāng)鏡面與望遠(yuǎn)鏡光軸垂直時(shí)，它的反射像應(yīng)落在目鏡分劃板上與下方十字窗對(duì)稱的上十字線中心，如圖19-3所示。

8、平面鏡繞軸轉(zhuǎn)180o后，如果另一鏡面的反射像也落在此處，這表明鏡面平行儀器主軸。當(dāng)然，此時(shí)與鏡面垂直的望遠(yuǎn)鏡主軸也垂直儀器主軸。在調(diào)整過程中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象是何原因？調(diào)整什么？應(yīng)如何調(diào)整？這些都是在實(shí)驗(yàn)中需要特別注意的。例如，是調(diào)載物臺(tái)？還是調(diào)望遠(yuǎn)鏡？調(diào)到什么程度？下面舉例說明：（a）載物臺(tái)傾角沒調(diào)好的表現(xiàn)及調(diào)整假設(shè)望遠(yuǎn)鏡光軸已垂直儀器主軸，但載物臺(tái)傾角沒調(diào)好，如圖19-4所示。平面鏡A面反射光偏上，載物臺(tái)轉(zhuǎn)180o后，B面反射