1、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 Technology 物理实验中心网站 172.20.54.15 2015-09 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 Technology 1 1. .学习光学系统的学习光学系统的自准直原理自准直原理和方法和方法; ; 2 2. .了解分光计的了解分光计的结构结构及基本及基本原理原理； 3 3. .熟悉分光计的基本熟悉分光计的基本调整方法与技术调整方法与技术； 4 4.
2、 .掌握掌握系统误差系统误差的产生与消除方法；的产生与消除方法； 5 5. .观察三棱镜的观察三棱镜的色散作用色散作用及汞灯的光谱谱线；及汞灯的光谱谱线； 6 6. .测量黄光测量黄光、紫光和绿光的紫光和绿光的最小偏向角最小偏向角，计算棱计算棱 镜材料对这些波长的光的镜材料对这些波长的光的折射率折射率。 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 Technology 1.1.分光计的用途分光计的用途? ? 2.2.分光计的组成部分、结构？分光计的组成部分、结构？ 3.3.调整要求、调整要求、如何
3、进行调整如何进行调整？ 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？ 5.5.系统误差的消除。系统误差的消除。 6.6.如何确定最小偏向角如何确定最小偏向角? ? 思考与讨论的问题 测定光线偏转角度测定光线偏转角度 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 Technology 凸透镜成像与自准法 焦平面上的点发出的光经凸透镜后成平行光焦平面上的点发出的光经凸透镜后成平行光 平行光经平面镜反射后仍在焦平面上成像平行光经平面镜反射后仍在焦平面上成像自准自准 平面镜平面镜 三棱镜三棱镜 等
4、大等大 倒立像倒立像 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 Technology 0 180 自准法测量三棱镜顶角自准法测量三棱镜顶角 A A C C B B T T1 1 T 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 Technology 三棱镜的色散作用 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 Technol
5、ogy 偏向角与最小偏向角 毛面毛面 光学光学 面面 出射方向出射方向 入射方向入射方向 偏向角随入射角变化偏向角随入射角变化, , 在某一入射角时偏向角最小在某一入射角时偏向角最小 偏向角偏向角 入射角入射角 入射光入射光 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 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
6、 East China University of Science and Technology 光学器件的放置光学器件的放置 载物台载物台 三棱镜三棱镜 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 Technology 分光计的调节要求分光计的调节要求 望远镜聚焦望远镜聚焦 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. .望远镜聚焦无穷望远镜聚焦无穷 远远, ,即接收平行光即接收平行光。 4.4.望远镜与平行光管望远镜与平行光管 等高共轴等高共轴 2 2. .望远镜光轴与分望远镜光轴与
7、分 光计的中心轴相互光计的中心轴相互 正交正交。 3 3. .平行光管出射平平行光管出射平 行光行光，其光轴与分其光轴与分 光计的中心轴线相光计的中心轴线相 互正交互正交。 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 Technology 自准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 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 分划板分划板 平面镜平面镜 反射像反射像 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 Universi
8、ty of Science and Technology 观察不到反射像的原因观察不到反射像的原因 目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像模糊。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）（转动目镜调节鼓轮） 望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺钉，望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺钉， 前后移动目镜筒前后移动目镜筒 ） 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。 俯视俯视 侧视侧视 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 望远镜望远镜 平面镜平面镜 华
9、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 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 调节调节望远镜俯仰调节螺钉或载物盘水平调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉或载物盘水平调节螺钉 粗调粗调 结果：结果： 望远镜中分望远镜中分 别能看到三别能看到三 棱镜两面反棱镜两面反 射小十字像射小十字像 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 Technology 明视距离明视距离 聚焦聚焦 消除视差消
10、除视差 10 物镜物镜 望远镜目镜聚焦望远镜目镜聚焦 旋转目镜旋转目镜 看清十字准线看清十字准线 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 Technology 明视距离明视距离 聚焦聚焦 消除视差消除视差 望远镜聚焦望远镜聚焦 前后移动目镜镜筒前后移动目镜镜筒 看清返回的绿色小十字看清返回的绿色小十字 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 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
11、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 Technology 平行光管平行光管 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。 狭缝狭缝 平行光管平行光管 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 Technology 平行光管调节平行光管调节 狭缝象狭缝象
12、物镜物镜 狭缝狭缝 汞灯汞灯 望远镜中观察望远镜中观察 狭缝宽度？狭缝宽度？ 前后移动狭缝前后移动狭缝 使狭缝像清晰使狭缝像清晰 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 Technology 角游标读数角游标读数 主刻度盘 游标盘 游标窗口 233 13 T1 T1 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 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心华东理工
13、大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology 数据处理 , 1 , 212 2 1 TTTT 2222 , 1 , 2 12 2 1 TT TT uuuuu uu 三棱镜顶角：三棱镜顶角： u A A C C B B T T1 1 T T2 2 自准法测三棱镜顶角自准法测三棱镜顶角 0 180 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 Technology 最小偏向角法测三棱镜折射率 2 sin 2 sin min n 时 min 三
14、棱镜顶角三棱镜顶角 自准直法测自准直法测 如何找最小偏向角 平 行 光 管 平 行 光 管 望 远 镜 望 远 镜 转动载物台转动载物台 连同游标盘连同游标盘 三棱镜三棱镜 毛面毛面 三棱镜三棱镜 入 射 光 入 射 光 出 射 光 出 射 光 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 Technology 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.转动望远镜转动望远镜，观察汞灯光谱；观察汞灯光谱； 3 3. .转动游标盘连同载舞台转动游标盘连同载舞台，寻找折寻找折 回点回
15、点（紧固游标盘螺丝紧固游标盘螺丝）； 4 4. .将望远镜的十字准线的竖线对准将望远镜的十字准线的竖线对准 折回点折回点（所要测量的谱线所要测量的谱线），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. .将望远镜对准平行光管将望远镜对准平行光管，读出入读出入 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 East China University of Science and Technology 1.严禁严禁用手摸光学表面用手摸光学表面, 也不可用一般布或纸擦拭。也不可用一般布或
16、纸擦拭。 2.分光计是较精密的光学仪器分光计是较精密的光学仪器, ,各部件和螺丝转动时要轻各部件和螺丝转动时要轻, , 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。 3.3.用弹簧片将三棱镜压紧用弹簧片将三棱镜压紧,以免碰落打碎。以免碰落打碎。 4.4.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。 5.5.调节平行光管时再开汞灯，打开后就不要频繁开关。调节平行光管时再开汞灯，打开后就不要频繁开关。 6.6.调节过程中，每一步调调节过程中，每一步调节好之后，在调节下一步的时候，节好之后，在调节下一步的时候， 不要再破坏原来的调节。不要再破坏原来的调节。 7. 角游标读数注意过“角游标读数注意过“0”点问题。点问题。 360 = 0 8. 掌握掌握“先粗调，后细调”“先粗调，后细调” “先定性观察“先定性观察,后定量测量”后定量测量”原则原则 。 注意事项注意事项 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 Technology 24 怎样移动望远镜怎样移动望远镜 不要不要把把光源光源 当手柄转动当手柄转动 望远镜！望远镜！
