大学物理实验 分光计的调整和三棱镜折射率的测定.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————大学物理实验分光计的调整和三棱镜折射率的测定实验二十分光计的调整和三棱镜折射率的测定【实验目的】 1 .了解分光计的结构, 掌握调节和使用分光计的方法。 2 .了解测定棱镜顶角的方法。 3 .用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。【实验器材】分光计、钠灯、三棱镜、双面平面镜。【实验原理】分光计是一种常用的光学仪器,实际上就是一种精密的测角仪, 在几何光学实验中, 主要用来测定棱镜角、光束的偏向角等, 而在物理光学实验中,加上分光元件(棱镜、光栅)即可作为分光仪器,用来观察、测量光谱线的波长等。下面以学生型分光计( JJY 型) 为例, 说明它的结构、工作原理和调节方法。一、分光计的结构分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成, 图 5-11-1 分光计 1- 狭缝装置 2- 狭缝装置锁紧螺钉 3- 平行光管 4- 制动架(一) 5- 载物台 6- 载物台调节螺钉( 3 只) 7- 载物台锁紧螺钉 8- 望远镜 9- 目镜锁紧螺钉 10- 分划板 11- 目镜调节手轮 12- 望远镜仰角调节螺钉 13- 望远镜水平调节螺钉 14- 望远镜微调螺钉 15- 转座与刻度盘制动------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————螺钉 16- 望远镜制动螺钉 17- 制动架(二) 18- 底座 19- 转座 20- 刻度盘 21- 游标盘 22- 游标盘微调螺钉 23- 游标盘制动螺钉 24- 平行光管水平调节螺钉 25- 平行光管仰角调节螺钉 26- 狭缝宽度调节手轮每部分均有特定的调节螺钉,图 5-11-1 为 JJY 型分光计的结构外型图。 1. 分光计的底座要求平稳而坚实。在底座的中央固定着中心轴, 望远镜、刻度盘和游标内盘套在中心轴上,可以绕中心轴旋转。 2 .平行光管固定在底座的立柱上,它是用来产生平行光的。其一端装有消色差的汇聚透镜, 另一端装有狭缝的圆筒, 狭缝的宽度根据需要可在 ~2 mm范围内调节。 3 .望远镜安装在支臂上,支臂与转座固定在一起,套在主刻度盘上, 它是用来观察目标和确定光线的传播方向。望远镜由目镜系统和物镜组成,为了调节和测图 5-11-2 望远镜结构图 5-11-3 分划板 1- 物镜 2- 外管 3- 分划板 4- 中管 5- 目镜系统 6- 内管 7- 小灯 1- 镜面反射像 2- 上十字线 3- 十字窗口量, 物镜和目镜之间还装有分划板, 它们分别置于内管、外管和中管内, 三个管彼此可以相对移动, 也可以用螺钉固定, 如图 5-11- 2 所示,在中管的分划板下方紧贴一块 45 全反射小棱镜,棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色, 仅留一个绿色的小十字窗口, 照明小灯发出------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————的光线从小棱镜的另一直角边入射,从 45 反射面反射到分划板上, 透光部分在分划板上便形成一个明亮的十字窗。 4 .分光计上控制望远镜和刻度盘转动的有三套结构,正确运用它们对于测量很重要,具体如下: (1 )望远镜制动和微动机构,图 5-11-1 中的 16、 14; (2) 分光计游标盘制动和微动控制机构,图 5-11-1 中的 23、 22; (3 )望远镜和刻度盘的离合控制机构,图 5-11-1 中的 15。转动望远镜或移动游标位置时,都要先松开相应的制动螺钉;微调望远镜及游标位置时要先拧紧制动螺钉。要改变刻度盘和望远镜的相对位置时, 应先松开它们间的离合控制螺钉,调整后再拧紧。一般是将刻度盘的 0 线置于望远镜下,可以避免在测角度时, 0 线通过游标引起的计算上的不方便。 5 .载物平台是一个用以放置平面镜、棱镜、光栅等光学元件的圆形平台,套 0000 图 5-11-4 分光计的观测系统在游标内盘上, 可以绕通过平台中心的铅直轴转动和升降。当平台和游标盘( 刻度内盘) 一起转动时, 控制其转动的方式与望远镜一样, 也是粗调和微调两种。平台下有三个