分光计的调节与使用实验报告

   姓名：                学号：                   专业班级：            

   实验时间：  12周星期四  上午10:00-12:00 

一、试验目的

   1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法；

   2、测量三棱镜玻璃的折射率。

二、实验仪器

   分光计，三棱镜，准直镜。

三、实验原理

   1.测折射率原理：

                         

当i＝i时，δ为最小,此时

          

        　　　　　　　       

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分光计实验报告

【实验目的】

1、了解分光计的结构和工作原理

2、掌握分光计的调整要求和调整方法，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。

3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率

【实验仪器】

分光计，双面平面镜，汞灯光源、读数用放大镜等。

【实验原理】

1、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、三棱镜最小偏向角原理

介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。

当平行的单色光，入射到三棱镜的AB面，经折射后由另一面AC射出，如图7.1.2-8所示。入射光线LD和AB面法线的夹角i称为入射角，出射光ER和AC面法线的夹角i’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。

可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i₀等于出射角i₀’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δ_min。由图7.1.2-8可知：

δ=（i-r）+（i’-r’）                               （6-2）

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分光计法测光栅常数

3.7  分光计的调节及光栅常数的测定

分光计又称光学测角仪，是一种分光测角光学实验仪器。它常用来测量折射率、色散率、光波波长、光栅常数和观测光谱等。分光计是一种具有代表性的基本光学仪器，学好分光计的调整和使用，可为今后使用其他精密光学仪器打下良好基础。

3.7.1  分光计的调节

【实验目的】

了解分光计的结构和基本原理，学习调整和使用方法。

【分光计的结构和原理】

分光计主要由五个部分构成：底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。不同型号分光计的光学原理基本相同。JJY型分光计如图3-7-1所示。

图3-7-1  JJY型分光计

1．狭缝装置  2．狭缝装置锁紧螺钉 3．平行光管  4．元件夹  5．望远镜  6．目镜锁紧螺钉  7．阿贝式自准直目镜  8．狭缝宽度调节旋钮  9．平行光管光轴高低调节螺钉  10．平行光管光轴水平调节螺钉  11．游标盘止动螺钉  12．游标盘微调螺钉  13．载物台调平螺钉（3只）  14．度盘  15．游标盘  16．度盘止动螺钉  17．底座  18．望远镜止动螺钉  19．载物台止动螺钉  20．望远镜微调螺钉  21．望远镜光轴水平调节螺钉  22．望远镜光轴高低调节螺钉  23．目镜视度调节手轮

1．底座

分光计底座（17）中心固定有一中心轴，望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上，可绕中心轴旋转。

2．平行光管

平行光管安装在固定立柱上，它的作用是产生平行光。平行光管由狭缝和透镜组成，如图3-7-2。狭缝宽度可调（范围0.02~2mm），透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。当狭缝位于透镜焦平面上时，由狭缝经过透镜出射的光为平行光。

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分光计的调节和应用

实验目的与要求

1、学会对分光计的调节和使用

2、利用分光计对材料的折射率进行测量

实验原理

三棱分光计是分光仪器中的色散元件，其主截面是等腰三角形，如图所示，光线以入射角i1投射到棱镜AB面上，经棱镜的两次折射后，以i2角从AC面出射，出射光线和入射光线的夹角?称为偏向角，?的大小随入射角i1而改变。可以证明，当i1=i2时，偏向角为极小值?D,称为棱镜的最小偏向角。它与棱镜的顶角A和折射率n之间有如下关系：

因此，只要测得A和?D就可用上式求得待测棱镜材料的折射率。

实验装置

图为分光计，利用测量光线偏转的角度来研究试验对象的性质。

实验内容

1.分光计的调节

?望远镜系统的调节

oa.转动目镜，使能看到清晰的黑十字刻度线。

ob.将平面镜（半反镜）放置在载物台上（如何放置会使调节变得简单?），调节望远镜的和载物台的水平使得能看到反射回来的亮十字线像。

oc.改变分划板和物镜的距离使亮十字线像变得清晰细锐。（此时分划板位于物镜的什么位置？）

od.利用二分之一调节法调节平面镜两面反射回来的亮十字线像和黒十字刻度线的上部分的十字重合（为什么不是和中间的十字刻度线重合？），此时望远镜的光轴和分光计的转轴重合。

?平行光管系统的调节

oa.改变狭缝和平行光管透镜的距离，使得狭缝的像变得清晰细锐。（此时狭缝位于平行光管透镜的什么位置？）

ob.调节平行光管的水平使得狭缝的像被黒十字刻度线的中线平分。（狭缝的像应当是水平方向、竖直方向或者其他方向？）

1.测量三棱镜的顶角，

?将三棱镜放置到载物台上（三棱镜应如何放置利于调节？），调节载物台水平，使得三棱镜的两个光滑表面反射回来的亮十字线像和黒十字刻度线的上部分的十字重合（为什么要进行这一调节？），接着对顶角进行多次测量。

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 一 实验目的

 1了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法

 2 掌握三棱镜的顶角的两种测量方法

 3 测量三棱镜玻璃的折射率

二 实验仪器

 分光计、三棱镜、准直镜

三 实验原理

 1 棱镜玻璃折射率的测定：最小偏向角法测量

  

   如图所示当时 为最小，此时

         设棱镜折射率为n，则             

只要测得和就能用上式求得待测棱镜材料的折射率 。

四 实验步骤

 1 调节分光计

（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。

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实   验   报   告

课程名称   大学物理实验     实验项目  实验7__分光计的调整与使用                               

专业班级                      姓    名              学号              

指导教师                      成    绩             日期200  年  月   日

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