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实验8 分光计的调节和使用
一. 实验目的
1. 了解分光汁的结构,学****正确调节和使用分光计的方法。
2. 用分光计测定三棱镜的顶角。
二. 实验仪器
分光计、平面反射镜、三棱镜、***灯等。
三. 实验原理
图3-8-1 分光计结构图
分光计是一种能精确测量角度的光学仪器。用它可以测定光线偏转角度,如反射角、折射角、衍射角等等,而不少光学量(如光波波长、折射率、光栅常数等)可通过测量相关角度来确定。了解分光计的结构,正确调节分光计,对减小测量误差、提高测量精度是十分重要的。
1. 分光计的结构
分光计主要由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成,其结构如图(3-8-1)所示。平行光管用来发射平行光,望远镜用来接收平行光,载物台用来放置三棱镜、平面镜、光栅等物体,读数装置用来测量角度。
分光计上有许多调节螺丝,它们的代号、名称和功能见下表:
代号
名称
功能
1
平行光管光轴水平调节螺丝
调节平行光管光轴的水平方位(水平面上方位调节)
2
平行光管光轴高低调节螺丝
调节平行光管光轴的倾斜度(铅直面上方位调节)
3
狭缝宽度调节手轮
调节狭缝宽度(~)
4
狭缝装置固定螺丝
松开时,调平行光;调好后锁紧,以固定狭缝装置
5
载物台调平螺丝(3只)
台面水平调节(本实验中,用来调平面镜和三棱镜折射面平行于中心轴。)
6
载物台固定螺丝
松开时,载物台可单独转动、升降,锁紧后,使载物台与游标盘固联
7
叉丝套筒固定螺丝
松开时,叉丝套筒可自由伸缩、转动(物镜调焦);调好后锁紧,以固定叉丝套筒
8
目镜调焦轮
目镜调焦用(调节8,可使视场中叉丝清晰)
9
望远镜光轴高低调节螺丝
调节望远镜光轴的倾斜度(铅直面上方位调节)
10
望远镜光轴水平调节螺丝(在图后侧)
调节望远镜光轴的水平方位(水平面上方位调节)
11
望远镜微调螺丝(在图后侧)
在锁紧13后,调11可使望远镜绕中心轴微动
12
刻度盘与望远镜固联螺丝
松开l2,两者可相对转动;锁紧12,两者固联,才能一起转动
13
望远镜止动螺丝(在图后侧)
松开13,可用手大幅度转动望远镜;锁紧13,微调螺丝11才起作用
14
游标盘微调螺丝
锁紧l5后,调l4可使游标盘作小幅度转动
15
游标盘止动螺丝
松开15,游标盘能单独作大幅度转动;锁紧15,微调螺丝14才起作用
分光计的读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成。刻度盘分为360°,最小分度为半度(30´),半度以下的角度可借助游标准确读出。游标等分为30格,游标的这30小格正好跟刻度盘上的29小格对齐,因此知道游标上1小格为29´,游标上1小格与刻度盘上1小格两者之差为1´,即分光计最小分度为1´。由此可知游标上n小格与刻度盘上n小格相差n´。
角游标的读法与直游标(如游标卡尺)相似,以游标零线为基准,先读出大数(大于30´的部分),再利用游标读出小数(小于30´的部分),大数跟小数之和即为测量结果。现举二例见图3-8-2。
149°+22ˊ→149°22ˊ 149°30ˊ+14ˊ→149°44ˊ
图 3-8-2 角游标的读数示例
在生产分光计时,难以做到使望远镜、刻度盘的旋转轴线与分光计中心轴完全重合。为