分光计的调节和使用课件.ppt

1、大家好本次实验报告可参照下面的模式撰写本次实验要求在实验预习时本次实验要求在实验预习时 写出实验内容和步骤内容！写出实验内容和步骤内容！物理实验报告物理实验报告姓名 学号 院系 教师日期 成绩实验题目实验题目 分光计的调节与使用一、实验目的一、实验目的1、了解分光计的结构及工作原理2、掌握分光计的调节原理和调节方法 3、学习用自准直法测量三棱镜顶角4、习学用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率 二、实验原理二、实验原理1、分光计的结构 分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、读数盘、底座等几部分构成，他们的作用分别是：？2、分光计的调节 测量前应调节分光计，使其达到：1）望远镜聚焦到无穷远，望远镜

2、的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。2）平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。3）待测光学元件的表面与中心转轴平行。3、分光计测量角度的原理 将分光计的望远镜与主刻度盘紧固在一起，与游标盘作相对旋转。使望远镜先后对准待测角的两条边线，望远镜相对于游标盘转过的角度，就等于待测角的大小，其最高精度可达1分以上。三、实验仪器三、实验仪器 分光计、汞光源、平面镜、三棱镜。四、实验内容和步骤四、实验内容和步骤（本实验要求在实验预习时 写出以下内容1）谱线最小偏向角的测定 用光路图和公式详细说明？2）三棱镜顶角的测量 用光路图和公式详细说明？五、实验数据与处理五、实验数据与处理表1、最小偏向

3、角测量数据？表2、三棱镜顶角测量数据？1）最小偏向角测量结果？2）三棱镜顶角测量结果？3）三棱镜玻璃折射率测量结果？六、问题讨论六、问题讨论？分光计分光计平面镜平面镜三棱三棱镜镜汞光源汞光源 调节望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 松开望远镜锁紧螺钉 松开游标盘锁紧螺钉锁紧载物台升降锁紧螺钉调节载物盘水平调节螺钉 移动底座 叉丝像分划板视场透光窗反射像旋转目镜调节鼓轮 伸缩目镜筒 俯视侧视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放置平面镜 拨动游标盘 调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉 d调节望远镜俯仰调节螺钉 调节载物

4、盘水平调节螺钉d/2狭缝 锁紧螺钉俯仰调节螺钉松开狭缝锁紧螺钉前后移动狭缝 转动狭缝调节平行光管俯仰调节螺钉 转动狭缝锁住狭缝锁紧螺钉 平行光管望远镜平行光管望远镜测量角度测量角度 ：11 22)(211212 主刻度盘游标盘游标窗口233 13 主刻度盘游标盘平行光在三棱镜表平行光在三棱镜表面入射，出射光方向发面入射，出射光方向发生偏折，入射光和出射生偏折，入射光和出射光之间的夹角光之间的夹角 称为称为偏偏向角向角，它与三棱镜材料，它与三棱镜材料的的折射率折射率和入射光的和入射光的波长波长有关。有关。棱镜顶角棱镜顶角 一定时，偏向角一定时，偏向角 的的大小随入大小随入 射角的变化射角的变化而

5、变化。而变化。nnAi的的入入射射光光波波长长 的的出出射射光光波波长长 i A可以证明，当出射角和入射角相等时，偏向可以证明，当出射角和入射角相等时，偏向角最小，称为角最小，称为最小偏向角最小偏向角 。对一定波长。对一定波长的入射光，最小偏向角的入射光，最小偏向角 与三棱镜顶角与三棱镜顶角 、材料折射率材料折射率 的关系如下的关系如下:利用分光计测出棱镜的最小偏向角和顶利用分光计测出棱镜的最小偏向角和顶角，就可以由上面的公式求出棱镜材料的折射角，就可以由上面的公式求出棱镜材料的折射率率 。nminminAAminsin2n=sin2AAnminn测量测量 的方法：的方法：1）使平行光管发出平

6、行光）使平行光管发出平行光在三棱镜在三棱镜AB面入射。面入射。2）min3)先将望远镜对准先将望远镜对准出射光方向，使狭缝的像出射光方向，使狭缝的像与分划板中央直线重合，在与分划板中央直线重合，在两园游标上读得的两园游标上读得的 ,是出射光方向坐标。是出射光方向坐标。4）同理，使望远镜对准入）同理，使望远镜对准入射光时，可读得射光时，可读得 ,。显然显然1 12 2)(211212min 入入射射光光方方向向出出射射光光方方向向BC自准法测量三棱镜顶角三棱镜放置方法三棱镜放置方法A先测出先测出 ，即可得：，即可得：180A1 12 2A望望远远镜镜望望远远镜镜BC调节好分光计并使三棱镜的侧面调

7、节好分光计并使三棱镜的侧面ABAB和和ACAC均垂直于望远镜的均垂直于望远镜的光轴以后，即可进行测量。光轴以后，即可进行测量。方法可以是固定刻度盘和望远镜，方法可以是固定刻度盘和望远镜，转动游标盘和载物台；也可以是固定游标盘和载物台而转动刻转动游标盘和载物台；也可以是固定游标盘和载物台而转动刻度盘和望远镜。度盘和望远镜。如图所示，当如图所示，当ABAB面面反射的十字像与分划板的上反射的十字像与分划板的上叉丝重合时，叉丝重合时，AB面垂直于望远镜，在两园游标上读面垂直于望远镜，在两园游标上读得的得的 ,是是AB面的法线方向坐标。同理，当面的法线方向坐标。同理，当ACAC面垂直于望远镜时可读得面垂

8、直于望远镜时可读得 ,。显然：。显然：由上图可知：由上图可知：1 2 12 180A)(211212 实验数据实验数据测量次数入射光线出射光线123456平均值21121212min21min仪1nm_ 表表1 测量最小偏向角 _ 表表1 最小偏向角测量数据测量次数AB面AC面123456平均值 121241A 1212021180A 或或1122 A 表2 三棱镜顶角测量数据仪1实验数据实验数据数据处理数据处理1、最小偏向角测量结果_,1n)(ntn1i2minimin95.0Amin _,_2BA2minmin ._minminmin 数据处理数据处理_;_1n)AA(ntn1i2i95.0A _;_2BA2 ._AA 2、三棱镜顶角测量结果_;_2Asin2Asinnmin _;_)n()An(2min2Anmin ._nnn 数据处理数据处理3、三棱镜玻璃折射率测量结果 再见