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

          

        　　　　　　　       

…… …… 余下全文

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）

…… …… 余下全文

…… …… 余下全文

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。

…… …… 余下全文

实验名称 ：分光计调节与使用

实验目的：

a．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；

b．用分光计测定棱镜顶角及棱镜玻璃的折射率。

实验仪器：

分光计

实验原理和方法：

光学介质的折射率n可以通过很多方法来测量。本实验采用的是最小偏向角法。

如下图所示，入射光束由空气中三棱镜的两个棱面AB，AC折射后，传播方向将发生改变。出射光束传播方向和入射光束方向之间的夹角称为偏向角。偏向角的大小随入射光束在AB面上的入射角的变化而变化。可以证明，当入射角和AC面上的出射角相等，即当入射光束和出射光束对称与棱镜顶角的平分面时，偏向角有极小值并有

式中：n是棱镜材料的折射率；是棱镜主截面内的顶角；是最小偏向角。只要把待测的光学玻璃制成三棱镜，测出棱角和最小偏向角，便可算出折射率n。

介质折射率n是波长的函数。现在，入射于棱面AB的是水银灯所发出的复色光，各个波长的光虽然都有相同的入射角，但是他们的出射角各不相同，也就是说，棱镜只能对于某一波长处于最小偏向位置。测出此波长光束的最小偏向角，就可算出介质对此波长的折射率。续而，我们改变入射角，使得棱镜对另一波长处于最小偏向位置，从而求出对另一波长的折射率。照此下去，分别测出各个波长的最小偏向角，并经计算得出相应的折射率，便可画出折射率n对于波长的关系曲线，即棱镜材料的色散曲线。

下图为望远镜物镜后焦面上的水银光谱图。每条谱线对应着一个波长，它们都是狭缝对于某一波长的像。

实验内容和步骤：

a. 按调节分光计的要求调好分光计。

b. 测三棱镜顶角。

在分光计已调好，三棱镜主截面垂直于仪器转轴的情况下，可用以下两种方法测量棱镜顶角。

自准法：如下图a所示点亮旁测小灯，转动刻度盘，先使由棱面AB反射回来的绿“十”字像在分划板准线上部的交叉点，记下两边游标读数、；保持望远镜不动，转动刻度盘连同载物台，使AC面反射绿“十”字像也落在分划板准线上部的交叉点上，记下两游标的读数为和。则顶角

…… …… 余下全文

 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。

…… …… 余下全文

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

…… …… 余下全文