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1、分光计的调整与玻璃三棱镜分光计的调整与玻璃三棱镜折射率测量折射率测量重庆大学物理实验中心重庆大学物理实验中心【实验背景实验背景】分光计分光计(光学测角仪光学测角仪)是一种精确测量角度的典是一种精确测量角度的典型型光学仪器光学仪器。利用它不但能直接测出反射角、透明物。利用它不但能直接测出反射角、透明物质的折射角、光栅的衍射角、劈尖的角度，而且确定质的折射角、光栅的衍射角、劈尖的角度，而且确定与这些角度有关的物理量与这些角度有关的物理量(如折射率、光波波长、色如折射率、光波波长、色散率、光栅常数等散率、光栅常数等)。除此之外，分光计还可以用作。除此之外，分光计还可以用作多种光学现象的定性观察，如光
2、波的衍射和干涉现象。多种光学现象的定性观察，如光波的衍射和干涉现象。分光计不仅用途广泛，而且构造精密，因此要求学生分光计不仅用途广泛，而且构造精密，因此要求学生必须掌握分光计的调整和使用方法。必须掌握分光计的调整和使用方法。【实验目的实验目的】1、了解分光计的主要构造及各部分的作用。了解分光计的主要构造及各部分的作用。2、掌握分光计的调节要求和调节方法。掌握分光计的调节要求和调节方法。3、学会用最小偏向角法测量玻璃三棱镜折射率。学会用最小偏向角法测量玻璃三棱镜折射率。本次实验用到的仪器有本次实验用到的仪器有本次实验用到的仪器有本次实验用到的仪器有分光计分光计分光计分光计、平面镜平面镜平面镜平面
3、镜、三棱镜三棱镜三棱镜三棱镜和和和和钠光源钠光源钠光源钠光源。注：注：注：注：分光计分光计分光计分光计（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的 仪器。分光计是光学实验的基本仪器之一，通过角度仪器。分光计是光学实验的基本仪器之一，通过角度仪器。分光计是光学实验的基本仪器之一，通过角度仪器。分光计是光学实验的基本仪器之一，通过角度的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相关的物理的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相关的物理的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相关的物理的测量可以计算媒质折射
4、率、光波波长等相关的物理量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是否平行等否平行等否平行等否平行等。【实验仪器实验仪器】1.1.分光计的结构分光计的结构2.2.分光计的调节分光计的调节测量前应调节分光计，达到：测量前应调节分光计，达到：望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。平行光管出射平行光，且光轴与望远镜平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。的光轴
5、共轴。待测光学元件的表面与中心转轴平行。待测光学元件的表面与中心转轴平行。1)1)目视粗调目视粗调 调节调节望远镜望远镜俯仰俯仰调节螺钉调节螺钉 平行光管平行光管俯仰俯仰调节螺钉调节螺钉望远镜支架望远镜支架平行光管水平调节螺钉平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 松开松开望远镜望远镜锁紧锁紧螺钉螺钉 松开松开游标盘锁紧螺钉游标盘锁紧螺钉锁紧锁紧载物台升降锁紧螺钉载物台升降锁紧螺钉调节调节载物盘载物盘水平水平调节螺钉调节螺钉 移动移动底座底座载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例 平面镜两侧面的反射像分别位于平面镜两侧面的反射像分别位于和和时，只需调
6、节望远镜的时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉俯仰调节螺钉dd平面镜两侧面的反射像同时位于平面镜两侧面的反射像同时位于 或或时，只需调节载物盘的时，只需调节载物盘的水平调节螺钉水平调节螺钉dd 2)2)用自准直法将望远镜调焦到无穷远用自准直法将望远镜调焦到无穷远叉丝像叉丝像分划板视场透光窗反射像反射像旋转目镜调节鼓轮 伸缩目镜筒伸缩目镜筒 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目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像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）模糊。（转动目镜调节鼓轮）模糊。（转
7、动目镜调节鼓轮）模糊。（转动目镜调节鼓轮）望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒螺钉，前后移动目镜筒螺钉，前后移动目镜筒螺钉，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。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3)3)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 放置平面镜放置平面镜 拨动拨动游标盘
8、游标盘 调节调节载物盘水平调节螺钉载物盘水平调节螺钉或或望远镜俯仰调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉 载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节d调节调节望远镜俯仰调节螺钉望远镜俯仰调节螺钉 调节调节载物盘水平调节螺钉载物盘水平调节螺钉d/24)4)调节平行光管调节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 锁紧螺钉锁紧螺钉俯仰调节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 3.3.分光计的测量原理分光计的测量原理(2-1+2-1)/2 平行光管2 2 望远镜平行光管1 1 望远镜读数
9、方法读数方法主刻度盘游标盘游标窗口233 13 偏心差偏心差主刻度盘主刻度盘游标盘游标盘【思考题思考题】试考虑另外一种用分光计测量三棱镜顶角的方法并解释试考虑另外一种用分光计测量三棱镜顶角的方法并解释原理。原理。在调节仪器中，发现我们的眼睛上下、左右移动时，在调节仪器中，发现我们的眼睛上下、左右移动时，亮十字像也在分划板上方十字叉丝处上下、左右相对亮十字像也在分划板上方十字叉丝处上下、左右相对移动，此现象称为视差。视差的存在影响测量的准确移动，此现象称为视差。视差的存在影响测量的准确度，怎样消除视差。度，怎样消除视差。如何利用自准直望远镜调节分光计到正常工作状态。如何利用自准直望远镜调节分光计到正常工作状态。试证明为什么双游标可以消除偏心差。试证明为什么双游标可以消除偏心差。当望远镜的主光轴、反射平面镜的法线未与仪器中心轴垂直而当望远镜的主光轴、反射平面镜的法线未与仪器中心轴垂直而进行调整时，反射回来的亮十字像可能的相对位置及其变化规进行调整时，反射回来的亮十字像可能的相对位置及其变化规律怎样。律怎样。