分光计的调节

1.一.分光计的调节2.分光计的调节要求是：a望远镜对无穷远聚焦；b平行光管和望远镜光轴与仪器转轴垂直；c使平行光管发出平行光束。调节前先用眼睛观察望远镜、载物平台、平行光管是否垂直于仪器的转轴，粗调之后再对各部分进行精细调节。3.1.调节望远镜对无穷远聚焦4.点亮望远镜里的照明小灯，转动目镜调节手轮，直到看清分划板的十字叉丝。将平面反射镜放在载物平台上，并使反射镜处于载物平台的三个倾斜调节螺丝中任取两个螺丝连线的垂直平分线上。缓慢转动载物平台，从望远镜中找到由平面镜反射回来的光斑。如果看不见反射光斑，可调节望远镜下的螺丝，以改变望远镜的倾斜度。找到光斑后，调节手轮前后移动目镜系统，直到绿十字反射像清晰且与视场中十字叉丝没有视差为止。这时分划板即位于望远镜物镜的焦平面上，并且物镜与目镜的焦平面重合，表明望远镜对无穷远调焦完毕。5.2.调节望远镜光轴与旋转主轴垂直6.转动载物平台，利用“各半法”调节望远镜下的螺丝和载物平台下调节螺丝7.、8.，使绿色十字反射像与调整叉丝完全重合。这时说明望远镜光轴与平面镜垂直，但并不一定和旋转主轴垂直。9.将载物平台转10.，使平面镜另一面对准望远镜，如果绿十字反射像与调整叉丝不重合，则继续利用“各半法”调节直至两者完全重合。11.再将载物平台旋转12.，这时十字叉丝可能又偏离调整叉丝，则需要利用“各半法”反复进行调节，渐次逼近，直至旋转载物平台时从平面镜两个反射面反射回来的像都与调整叉丝重合。13.3.平行光管的调焦及调节平行光管的光轴与旋转主轴垂直14.取下平面镜，用钠灯照亮平行光管狭缝，将调好的望远镜对准平行光管。15.调节狭缝宽度螺丝，使狭缝出射的光线形成细的亮线；将狭缝转成水平取向，转动手轮前后移动移动狭缝，直到从望远镜中看到清晰的狭缝像。调节平行光管下的螺丝改变平行光管的倾斜度，使狭缝像与水平测量叉丝重合且无视差，这表明平行光管的光轴和旋转主轴已相互垂直。将狭缝转过16.，使狭缝像与测量叉丝竖线重合，这时，狭缝上各点发出的光出射后成为平行光。17.二．测量三棱镜的顶角18.将三棱镜放在载物平台上，并且将棱镜顶角对准平行光管，由平行光管出射的平行光照射在棱镜的两折射面上被分成两部分。转动望远镜观察由棱镜所反射的狭缝像，使之与竖直叉丝重合，记下两边游标A,B的读数。记录在表格中。望远镜的旋转角即为棱镜角的两倍。19.三．测最小偏向角20.将三棱镜放在载物平台上。用眼睛迎着出射光线的21.方向观察，找到谱线后，来回转动载物平台，观察谱线移动情况。当载物平台转到某一位置时，谱线不再移动，而继续沿原方向转动载物平台，则可以看到谱线谱线向相反方向移动。显然，在谱线方向移动的转折时刻，光线沿最小偏向角方向自待测棱镜射出。转动望远镜只至使竖直叉丝对准谱线中心，然后读数。移去三棱镜，将望远镜转回，对准平行光管，使望远镜中竖直叉丝与狭缝像重合，然后记录读数。22.【数据记录和处理】23.1．三棱镜角测量24.123425.游标26.左（A）27.右（B）28.A类不确定度：29.B类不确定度：30.2．最小偏向角的测量31.游标32.A33.B34.计算玻璃的折射率：35.【思考与讨论】36.1．分光计转盘上有两个游标，为什么能消除偏心差？37.答：因为“偏心差”是由于刻度盘中心和游标盘中心不重合引起的，所以通过在两个游标同时读数，对所得的两角度差取平均值就可以消除“偏心差”。38.2．望远镜光轴与平行平板垂直时，十字叉丝经平行平板反射成像为什么会成在B点？39.答：因为作为发光物体的亮十字不在望远镜的中心光轴上，由它发出的光经由平行光板反射回来的绿色的十字像便对称地落在望远镜光轴的上边，即反射回来的绿十字像与调整叉丝重合。40.3．同一块棱镜对不同的单色光其最小偏向角一样吗？为什么？41.答：不一样。因为由于玻璃材料的折射率是光波波长的函数，同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。不同的单色光的波长不同，所以对应的折射率不一样，而同一棱镜的顶角A一样，由公式42.可知最小偏向角43.也不一样。44.4．分光计调整时，当平台旋转45.后找不到叉丝像，怎么办？46.答：当不能在望远镜的视场范围内看到反射回来绿十字叉丝像，可以把眼睛沿望远镜光轴外侧向平面镜望去，视线上、下、左、右移动，可在某一处看到平面镜反射回来的绿十字像，将目光移到与望远镜等高位置，不论绿十字像位于望远镜光轴的上方或下方，均用“各半法”使绿十字像调到处于光轴水平面等高位置，平行光板旋转47.，重复上述方法调节。分光计的调节和使用一、图1分光计(测角计)的结构图1.狭缝装置2.狭缝锁紧螺丝3.平行光管4.制动架（二）5.载物台6.压物杆7.载物台调平螺丝（三只）8.载物台与游标盘止动螺丝9.望远镜10.目镜锁紧螺丝11.阿贝式自准直目镜12.目镜视度调节手轮13.望远镜光轴俯仰螺丝14.望远镜光轴水平调节螺丝15.支架16.望远镜微调螺丝17.制动架（一）18.望远镜与刻度盘止动螺丝19.底座20.转座21.游标盘22.刻度盘23.立柱24.游标盘微调螺丝25.游标盘止动螺丝26.平行光管光轴水平调节螺丝27.平行光管俯仰调节螺丝28.狭缝调节手轮二、图2自准直望远镜的结构及放大的分划板三、【实验步骤】1.调节望远镜聚焦无穷远（1）粗调接通电源，从目镜看发光十字窗和分划板叉丝。左旋或右旋目镜调焦手轮12，看清分划板叉丝，使分划板处于目镜焦平面上，如图2。从套筒中拉出阿贝目镜11约6mm左右，使分划板处在物镜焦平面附近，如图3。图3动画模拟调节分划板处于目镜焦平面上图图4动画模拟调节分划板处在物镜焦平面附近-如俯视图5(a)，调节载物台5下方的三只螺丝a、b和c，使载物台底面与基座之间保持等间隙（约1mm）。-将平面反射镜置于载物台上。放松望远镜微调螺丝16、游标盘止动螺丝25，使载物台和反射镜能与游标盘联动。-升、降望远镜光轴俯仰螺丝13，使望远镜与反射镜大致垂直。-将望远镜、载物台同步转90°，锁紧望远镜止动螺丝18；缓慢左右转动游标盘，可在目镜视场中看到一亮十字随游标盘同步转动。查看大图图5载物台俯视图（2）细调-为了使分划板同时处在目镜和物镜的焦平面上，调目镜视度调节手12，看清分划板叉丝（分划板处在目镜的焦平面上）。放松目镜锁紧螺丝10，前后拉伸阿贝目镜11，看清亮十字反射像（使分划板处在物镜的焦平面上）。在目镜前左右进行观察，倘亮十字纵丝与分划板纵丝会发生相对位移（有视差），则继续前后拉伸阿贝目镜11。2.调望远镜光轴、载物平台与分光计转轴垂直（1）用半调法调节望远镜光轴与分光计转轴垂直-当目镜视场中的亮十字横线与调节叉丝横线有垂直位差时，先调节望远镜俯仰螺丝13将位差减少一半；再调节载物台5下的调节调平螺丝7（取靠近望远镜一侧的螺丝），使这两横线重合，如图6。将载物台（平面反射镜）转180°，在视场中再次找到亮十字，重复以上调节步骤，用逐渐逼近方法，直到两叉丝横线完全重合。这种方法又称渐进法。（2）调载物平台与分光计转轴垂直令平面反射镜在载物台上的位置由图5(a)转90°，变为图5(b)；放松游标盘止动螺丝25，转动载物台，使双面镜垂直于望远镜光轴，从目镜视场中找到亮十字。调节载物调平螺丝7，使两叉丝横线再次重合。查看大图图6动画模拟半调法3.调节平行光管（1）取下双面镜，用汞灯照亮狭缝。为使平行光管使之出射平行光，放松狭缝锁紧螺丝2，前后改变狭缝与平行光管物镜的距离；从目镜望去，当狭缝像最清晰、且无视差时，当狭缝正好调到透镜焦平面上，平行光管发出平行光。（2）旋转狭缝调节手轮，使狭缝像宽约1mm。使狭缝像由竖直转为水平。上下调节平行光管俯仰螺丝27，使狭缝像与十字准丝的横线重合；左右调节平行光管光轴水平调节螺丝26，使分划板竖线平分狭缝像。把狭缝像精确调到视场中心且与十字叉丝重合。这时，平行光管光轴与望远镜的光轴重合，与载物台转轴垂直。4.调节三棱镜（1）为了使三棱镜两折射面与载物台5中轴平行，将三棱镜按图7样平放在载物台上。图中AB、AC、BC是三棱镜的三个侧面，其中AB和AC侧面是透光的光学面（折射面）、侧面BC是毛玻璃面。注意放置三棱镜时，顶角A要靠近载物台中央，折射面要与载物台下2个调平螺丝（a和b）的连线垂直。图7用分光法测三棱镜顶角（2）转动载物台，使望远镜对准三棱镜的一个折射面。如果亮十字反射像与调整叉丝不重合，调节载物台调平螺丝。转动载物台使望远镜对准另—折射面，再按上述方法重新调节。来回反复调节，直到两个折射面都垂直于望远镜光轴。5.用分光束法测顶角转动载物台5，让三棱镜顶角对准平行光管，使平行光束照在三棱镜两个折射面上，如图7。将望远镜转至I处，观测反射光，调节望远镜微调螺丝16，使视场竖直叉丝对准狭缝像中心线。再分别从两个游标（设左游标为A，右游标为B）读出反射光的方位角θA、θB；再将望远镜转II处，观测反射光，读出反射光的方位角θ′A、θ′B。由顶角A为：测量完后可以稍微转动载物台位置，再测下一次，至少测量3次，求平均值和不确定度，数据表格自拟。附录：双游标消除偏心误差及读数练习（1）用双游标消除偏心误差读数盘有外侧刻度盘和内侧游标盘21组成，如图8。为消除刻度盘与分光计中心轴不同轴引起的误差，在游标盘一条直径的两端各设置一个读数游标。测量角度时，望远镜9与刻度盘22绕自身转轴O联动，而载物台5和游标盘21绕分光计中心轴O′联动，当望远镜（刻度盘）绕O轴转过一个角度φA和φB（游标盘对径上的两个游标读数）时，相对于轴O′来说转角为φ，由于转轴O和O′不一定重合，一般情况下φ≠φA≠φB可以证明，于是，可用两个游标所测转角的平均值代表望远镜相对于中心轴实际转过的角度，这是使用双游标读数装置消除偏心误差的原因。查看大图图8读数盘有外侧刻度盘和内侧游标盘组成、（2）圆游标读数练习读数盘是由固定外侧度盘22和可转动内侧游标套在一起组成，度盘圆周刻有720条等分刻线。刻度盘上长线按度读数，短线按30′读数；游标盘可读取小于30′的数值。游标盘以转轴为对称点设两个游标，上面有30分度，对应度盘上29分度，读数系统的精度为1′。如图？，如果游标零刻线左侧对应的度盘读数是28°又30′，且有游标尺上第19刻线与度盘某刻线对齐，最后读数应为28°49′。如果标尺上零刻线正好对齐28°又30′，也就是说零刻线与度盘的刻线对齐，且游标尺上第30刻线也与度盘某刻线对齐，最后读数应为28°30′。有关读数的练习，可看动画，如图9。一.分光计的调节分光计的调节要求是：a望远镜对无穷远聚焦；b平行光管和望远镜光轴与仪器转轴垂直；c使平行光管发出平行光束。调节前先用眼睛观察望远镜、载物平台、平行光管是否垂直于仪器的转轴，粗调之后再对各部分进行精细调节。1.调节望远镜对无穷远聚焦点亮望远镜里的照明小灯，转动目镜调节手轮，直到看清分划板的十字叉丝。将平面反射镜放在载物平台上，并使反射镜处于载物平台的三个倾斜调节螺丝中任取两个螺丝连线的垂直平分线上。缓慢转动载物平台，从望远镜中找到由平面镜反射回来的光斑。如果看不见反射光斑，可调节望远镜下的螺丝，以改变望远镜的倾斜度。找到光斑后，调节手轮前后移动目镜系统，直到绿十字反射像清晰且与视场中十字叉丝没有视差为止。这时分划板即位于望远镜物镜的焦平面上，并且物镜与目镜的焦平面重合，表明望远镜对无穷远调焦完毕。2.调节望远镜光轴与旋转主轴垂直转动载物平台，利用“各半法”调节望远镜下的螺丝和载物平台下调节螺丝、，使绿色十字反射像与调整叉丝完全重合。这时说明望远镜光轴与平面镜垂直，但并不一定和旋转主轴垂直。将载物平台转，使平面镜另一面对准望远镜，如果绿十字反射像与调整叉丝不重合，则继续利用“各半法”调节直至两者完全重合。再将载物平台旋转，这时十字叉丝可能又偏离调整叉丝，则需要利用“各半法”反复进行调节，渐次逼近，直至旋转载物平台时从平面镜两个反射面反射回来的像都与调整叉丝重合。3.平行光管的调焦及调节平行光管的光轴与旋转主轴垂直取下平面镜，用钠灯照亮平行光管狭缝，将调好的望远镜对准平行光