实验41分光计的调整和使用

第一篇：实验41分光计的调整和使用

实验41分光计的调整和使用

【实验任务】（1）掌握分光计的调整方法

（2）测量玻璃三棱镜的折射率

【可用仪器和器材】 分光计，三棱镜，日光灯

【知识点及预习要求】

1.了解折射率与什么角有关。

2.了解分光计的构造，调整要求及调整原理和方法。

3.分光计测量最小偏向角的方法：（1）三棱镜如何放置。（2）改变什么角能得到最小偏向角，实验中应如何调整。（3）判定最小偏向角的方法。（4）测量最小偏向角的方法。

4.了解分光计的读数系统，双游标读数的目的是什么？

第二篇：大学物理实验《分光计调节和使用》试题

分光计的调节与使用 试题

一、问答题

1.分光计有那几个主要部件组成？

2.望远镜实际转过的角度取两个游标读数的平均值，目的是什么？

二.操作题直接用三棱镜调节望远镜光轴与分光计中心垂直（40分）

要求：双面反射镜紧贴三棱镜的两个光滑面时反射的“﹢”的像都能在视场中看到，并且与上准线重合一、问答题

1.测量望远镜转过的角度时，如果望远镜在在转动的过程中转过了零点，此时从两侧角标尺读得的数值中，应如何计算望远镜转过的角度？

2.简述自准法测量三棱镜顶角的原理

二.操作题直接用三棱镜调节望远镜光轴与分光计中心垂直（35分）

要求：双面反射镜紧贴三棱镜的两个光滑面时反射的“﹢”的像都能在视场中看到

（不要求与上准线重合）

一．填空题（20分）

调整好的分光计具备：望远镜的分划板与物镜之间的距离等于物镜的__________________；

平行光管发出的光是__________________，此时狭缝位于平行光管透镜（凸透镜）的__________________；

望远镜和平行光关的光轴与分光计中心__________________，与刻度盘__________________

二.操作题利用调整好的分光计测量最小偏向角，自拟表格，记录三组数据（40分）

1．把双面反射镜紧贴三棱镜的光滑面时，调节反射回来的“+”与分划板上准线重合时，用什么调节法？分别调节那两个螺丝？

2.测量望远镜转过的角度时，如果望远镜在在转动的过程中转过了零点，此时从两侧角标尺读得的数值中，应如何计算望远镜转过的角度？

二.操作题利用调整好的分光计测量最小偏向角，自拟表格，记录三组数据（40分）

第三篇：分光计的调整和棱镜折射率的测定-大学物理实验

大学物理实验

用分光计测棱镜玻璃的折射率

一、实验目的1、掌握分光计的测量原理及调节方法

2、用自准法测三棱镜的顶角

3、用最小偏向角法测量棱镜玻璃的折射率

重点：分光计的调节方法

难点：分光计的测量原理

平行光管出射的平行光射向三棱镜的两个光学表面，用望远镜分别接收两表面的反射光，就可计算出两束光的夹角Φ。由几何关系可以证明Φ与三棱镜顶角A的关系为Φ = 2A

1.反射法测三棱镜顶角

二、实验原理

2.最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率

平行光l1射向顶角为A的三棱镜的侧面AB，经过折射后由另一侧面AC射出，入射光l1与折射光l2的夹角δ称为偏向角。根据图中的几何关系与折射定理可得如下关系

2.最小偏向角法测棱镜玻璃的折射率

由上式可知，只要测出最小偏向角δmin和三棱镜顶角A，就可以计算出棱镜玻璃的折射率n。

三、实验仪器

JJY型分光计

双面镜

三棱镜

汞灯及电源

分光计的基本构造

四、实验内容

1、调节分光计

（1）调节的基本要求

分光计的调节有“三垂直”的几何要求和“三聚焦”的物理要求。

（2）调节的步骤

1）目测粗调“三垂直”

2）调叉丝对目镜聚焦

3）调望远镜对无穷远聚焦

4）调望远镜主光轴与分光计主轴垂直

5）调载物台平面与分光计主轴垂直

6）调节狭缝对平行光管物镜聚焦

7）调节平行光管主光轴与分光计主轴垂直

2、用反射法测量三棱镜的顶角A3、测量最小偏向角

用反射法测量三棱镜的顶角

测量最小偏向角

入射光波长

1、在实验中，拿放光学器件时，要轻拿轻放，注意不要用手接触光学面。

2、在转动望远镜时，不要直接转镜筒，而是转动望远镜下面的支架。

3、在测量偏转角度时，一定要固定度盘和望远镜，让它们仪器转动。

五、实验注意事项

六、思考题

1、能否直接通过三棱镜的两个光学面来调望远镜主光轴与分光计主轴垂直？

2、转动望远镜测角度之前，分光计的哪些部分固定不动？望远镜应和什么盘一起转动？

3、通过实验，你认为分光计调节的关键在何处？

“三垂直” 是指载物台平面、望远镜的主光轴、平行光管的主光轴必须与分光计主轴垂直。“三聚焦”是指叉丝对目镜聚焦，即在目镜能看到清晰的叉丝像；望远镜对无穷远聚焦，即平面镜返回清晰的绿十字像；狭缝对平行光管物镜聚焦，即在望远镜中看到清晰的狭缝的像。

1、调节望远镜水平调节螺钉

3、调节平行光管的水平调节螺钉

2、调节载物台水平调节螺钉

目测粗调“三垂直”

调节叉丝对目镜聚焦

打开电源，让照明小灯照亮望远镜视场。旋转目镜，改变目镜与分划板之间的距离，同时眼睛从目镜中观察，直到看到的叉丝变清晰，此时叉丝正好位于目镜的焦平面上。调望远镜对无穷远聚焦

将双面镜放置于载物台上，放置时，双面镜两镜面的对称轴线要与载物台上某一条刻线重合（如右图）。转动载物台，使双面镜的某一面对准望远镜，观察望远镜内的分划板上有无绿色十字像。

若无，则适当调节镜面的俯仰角度，以使十字像出现在望远镜视场中。松开目镜锁紧螺钉，伸缩分划板套筒，调节分划板与物镜间的距离，直到绿色十字像最清晰并与叉丝无视差为止。经目测粗调后，从双面镜的两个反射面都能看到十字像。用“减半”调节法调节载物台下的调平螺丝和望远镜高低调节螺丝，达到从双面镜的两个反射面反射回来的十字像都与分划板的上十字线重合。

调节望远镜主光轴与分光计主轴垂直

减半调节法

每次让十字像向分划板上十字线靠近一半，转过180°后，再靠近一半。对于每一个反射面的每一次调节都必须是：载物台和望远镜各调一半。如此反复调节，可较快的使十字像与分划板上十字线重合。

调节载物台平面与分光计主轴垂直

将双面镜转到与载物台刻线垂直的方向(如右图),然后调节载物台的水平螺钉C,使绿色十字像与调节用叉丝完全重合．

调节狭缝对平行光管的物镜聚焦

松开锁紧螺钉,伸缩狭缝套筒,直到从望远镜中看到的狭缝像最清晰且与叉丝无视差为止调节平行光管主光轴与分光计主轴垂直

松开平行光管锁紧螺钉，将平行光管旋转90度，使狭缝像变成水平，然后调节水平调节螺钉，使狭缝的像与测量用叉丝水平线重合．

平行光管出射的平行光射向三棱镜的两个光学表面，用望远镜分别接收两表面的反射光，就可计算出两束光的夹角Φ。由几何关系可以证明Φ与三棱镜顶角A的关系为Φ = 2A

1.反射法测三棱镜顶角

分光计的测量原理

δ ＝(α2-α1+β2-β1)/2

平行光管

平行光管

第四篇：分光计的调节和使用

分光计的调节和使用

一、实验目的1．掌握分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法。

2．掌握测定三棱镜顶角的方法。

二、实验要求

1． 掌握分光计的结构原理，掌握分光计的调节方法。

2． 掌握角游标原理和用分光计测角度的方法。

3． 用自准直法和反射法测定三棱镜的顶角。

4． 评价实验结果，写出合格的实验报告。

三、实验原理

分光计由底座、载物平台、望远镜、平行光管和读数圆盘五部分组成。

1.反射法测三棱镜顶角：A11(2121)24

oo其中α、β代表两角游标，角标1、2代表两反射光线，A为三棱镜顶角。2.自准直法测三棱镜顶角：A180180(2121)

其中α、β代表两角游标，角标1、2代表三棱镜两光学表面，A为三棱镜顶角。

四、教学重点和难点

难点：望远镜系统的调节。

重点：望远镜系统的调节。即难点内容亦是重点内容。

五、指导要点

1.认真熟悉分光计各组成部件及各旋钮的作用。

2.注意分光计的初调，是顺利调节好分光计的关键。

3.分光计的精细调节要求满足以下三点：

（1）望远镜聚焦无穷远（自准直调节）；

（2）调节望远镜的光轴和仪器中心转轴相垂直；

（3）平行光管出射平行光，且平行光管光轴垂直于仪器中心转轴。

六、思考与练习

1．分光计精细调节应满足哪几点要求？怎样判断是否调节好？

2．测角θ时，望远镜由α1＝330°00′经0°转到α2＝30°15′，望远镜的α窗口实际所转角度是多少？写出计算θ角的通用式。

第五篇：分光计调节和使用实验报告

报告汇编 Compilation of reports 20XX

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长安大学----分光计实验报告

7 系 系 5 05 级

孙明伟

PB05007213

06.4.9.实验目的：着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。

实验原理：1）分光计的调节原理。

（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说明。）

2）测折射率原理：

实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。当 i 1 ＝i2“ 时，δ为最小,此时21Ai  21 1 1minAi i i     )(21min 1A i   

设棱镜材料折射率为 n，则 2sin sin sin1 1An i n i   

故

2sin2sin2sinsinmin1AAAin 

由此可知，要求得棱镜材料折射率 n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min。

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②望远镜对平行光聚焦。

③望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。

④调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。

⑤狭缝宽度 1mm 左右为宜。

实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。

实验步骤：⒈调整分光计：

（1）

调整望远镜：

ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。

ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。

ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转 180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。

（2）

调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。

2.使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。

（1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。

（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面 AC 和 AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。

3.测量顶角 A：转动游标盘，使棱镜 AC 正对望远镜记下游标１的读数1 和游标２的读数2。再转动游标盘，再使 AB 面正

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 对望远镜，记下游标１的读数1  和游标２的读数2 。同一游标两次读数误差1 1    或2 2   ，即是载物台转过的角度 ，而  是Ａ角的补角，Ａ＝   .重复操作两次，记下数据。

4.测量三棱镜的最小偏向角。

（1）平行光管狭缝对准前方水银灯。

（2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。

（3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。

（4）记下读数1 和2 转至（2），记下读数1  和2 ，有

 2 2 1 1 min21          

原始数据如下：

1．顶角的测量及处理：

角度/ / 分组2 3平均值

标准差

1

0°42′ 18°02′ 19°29′

1 

120°44′ 138°04′ 139°30′

2

180°40′ 198°00′ 199°27′

2 

300°45′ 318°05′ 319°31′

报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 1 1   

120°02′00″ 120°02′00″ 120°01′00″

120°01′40″ 28″ 2 2   

120°05′00″

120°05′00″

120°04′00″

120°04′40″

28″

 2 2 1 121         120°03′30″

120°03′30″

120°02′30″

120°03′10″

28″

综上观之,显然取  =  2 2 1 121         时,其在平均值两侧波动较小,取得的  更符合“真值”.且其标准差

 1312nx xii

经带入,解得:

  28″.A 类不确定度

nu A  16″.取置信概率为 0.95 时,查表得:

t=4.30.因为用刻度盘及游标盘测量角度时,最大允差属于均匀分布, 所以

B 类不确定度

Bu 1′/  3 35″.且

96.1 pk

由于

A=    ,可得:

 A 59°56′50″.所以

       2 2B p A Au k tu   1′37″

2．最小偏向角的测量及处理：

测量次数为一次.1

1 

2

2 

107°55′ 56°37′ 287°53′ 236°33′

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 2 2 1 1 min21           =51°19′00″

B 类不确定度

Bu 1′/  3 35″.即

 =35″

所以，根据合成公式

1sini =0.0003

2sin A =0.0002

则

n =0.0013

 A 59°56′50″

 2 2 1 1 min21           =51°19′00″

2sin2sin2sinsinmin1AAAin =1.6520

综上

n=1.6520  0.0013

p=0.95

实验结论：通过两次实验，对分光计有了一定的了解，掌握了一定的调整技术，对数据的处理更加熟练，同时完成了物理量的测量与数据处理任务，并求出三棱镜的折射率

n=1.6520  0.0013，p=0.95。