分光儀的使用和光柵

1、分光儀的使用和光柵科目：工科物理實驗實驗日期：班級：學(xué)生姓名：【實驗名稱】分光儀的使用和光柵【實驗?zāi)康摹?. 了解分光儀構(gòu)造的差不多原理，把握儀器調(diào)劑方法。2. 裝我用光柵測量波長的原理和方法3. 了解色散與糞便木領(lǐng)的意義及測量方法?！緦嶒炘怼?. 分光儀結(jié)構(gòu)光線入射到光學(xué)元件上，由于反射或折射等作用，使光線產(chǎn)生偏 離，分光儀確實是用來測量入射光與出射光之間偏離角度的一種儀 器。要測定此角，必須滿足兩個條件：（1）入射光與出射光均為平行光；（2）入射光、出射光以及反射而或折射面的法線都與分光儀的刻 度盤平行。為此，分光儀上裝有能造成平行光的平行光管、觀看平行光的望 遠鏡及放置光學(xué)元件的載物臺

2、，它們都裝有調(diào)劑水平的螺釘。為了讀 出測量時望遠鏡轉(zhuǎn)過的角度，配有與望遠鏡連接在一起的刻度盤。（1）平行光管。又稱準(zhǔn)直管，用來產(chǎn)生平行光束。立柱固定在 底座上，平行光管安裝在立柱上，平行光管的光軸位置能夠通過立柱 上的調(diào)劑螺釘分別進行左右、水平微調(diào)，平行光管有一狹縫裝置1。 旋松螺釘2,轉(zhuǎn)動裝有狹縫的內(nèi)套筒使狹縫成嚴格的垂直狀，前后移 動內(nèi)套筒，使狹縫嚴格地處在透鏡焦平面上，則平行光管發(fā)出狹縫平 行光。（2）望遠鏡。用來觀看和確定平行光的前進方向。自準(zhǔn)直望遠 鏡8安裝在支臂上，支臂和轉(zhuǎn)座固定在一起并套在度盤上。當(dāng)松開制 動螺釘時，轉(zhuǎn)座和度盤能夠相對轉(zhuǎn)動，當(dāng)旋緊此制動螺釘，轉(zhuǎn)座和度 盤一起旋轉(zhuǎn)。

3、旋緊制動架與底座上的制動螺釘時，借助于此制動架末 端上的調(diào)劑螺釘能夠?qū)νh鏡進行左右轉(zhuǎn)動微調(diào)。望遠鏡的光軸位 置，能夠通過螺釘分別進行水平、左右微調(diào)。旋目鏡調(diào)焦手輪，使目鏡中能十分清晰地看到分劃板上的分劃 線。旋松螺釘，轉(zhuǎn)動目鏡組使分劃線成水平狀。前后移動目鏡組，使 分劃板處在物鏡的焦平面上，則亮十字經(jīng)物鏡發(fā)岀的光為平行光，當(dāng) 它被反射回望遠鏡時，將在分劃板上成清晰的亮十字像，且與實物亮 十字無視差。（3）載物臺。用來放置棱鏡，光柵等光學(xué)元件的平臺。載物臺 套在游標(biāo)盤上，可繞中心軸旋轉(zhuǎn)，旋緊載物臺鎖緊螺釘和制動架4與 游標(biāo)盤的制動螺釘時，借助于立柱的調(diào)劑螺釘能夠?qū)d物臺進行微 調(diào)。放松載物臺鎖

4、緊螺釘時，載物臺可依照需要升高或降低。調(diào)到所 需位置后，再把鎖緊螺釘鎖緊。載物臺有三只調(diào)平螺釘，可用來調(diào)劑 載物臺而，使之與旋轉(zhuǎn)主軸垂直。（4）讀數(shù)裝置。在底座中央固定一中心軸，度盤22和游標(biāo)盤21 套在中心軸上，能夠繞中心軸旋轉(zhuǎn)；度盤下端有軸承支撐，使旋轉(zhuǎn)輕 便靈活；度盤上的刻線把360。圓周角分成720等份，每份為30。同 一直徑方向兩端各有一個游標(biāo)讀數(shù)裝置，測量時，對望遠鏡的兩個位 置中每一位置都讀出兩個數(shù)值，然后對同側(cè)的差值讀數(shù)取平均值，如 此能夠排除因偏心引起的誤差。2分光儀調(diào)劑要求1）調(diào)整望遠鏡使其適合觀看平行光，即成為共焦光學(xué)系統(tǒng)。2）望遠鏡光軸垂直于儀器主軸3）平行光管發(fā)出平行

5、光。4）平行光軸夠垂直于儀器主軸。調(diào)劑步驟如下；（1）目視粗調(diào)調(diào)劑望遠鏡與平行光管的光軸，盡量使其與刻度盤平行；調(diào)劑載 物臺調(diào)平螺釘20使載物臺盡量與刻度盤平行。（2）調(diào)劑望遠鏡A自準(zhǔn)法調(diào)劑望遠鏡使其適合觀看平行光。a點亮小燈，調(diào)劑目鏡與 分劃板的距離，看清分劃板上的叉絲。b將平行平而反射鏡放置在載 物臺上。將望遠鏡正對平面反射鏡，使得望遠鏡光軸大致垂直于反射 面，慢慢地左右移動載物臺是從平面鏡反射回來地光進入望遠鏡。找 到光團后，轉(zhuǎn)動手輪使B筒前后移動使得光團處出現(xiàn)叉絲地像。B用半近調(diào)劑法調(diào)劑望遠鏡使其光軸與儀器主軸垂直。°轉(zhuǎn)動載物臺, 依次使反射鏡地兩個鏡面正對望遠鏡，調(diào)劑直至兩

6、個反射地叉絲均位 于望遠鏡地視場中。b看清兩個叉絲后，采納半近似調(diào)劑法調(diào)劑，使 得像在視場中地豎直線上，用同樣地點法反復(fù)數(shù)次，直至望遠鏡地光 軸己垂直于儀器地主軸。（3）調(diào)劑平行光管A調(diào)出平行光：a取下平面鏡。開亮鈉光燈，松開螺釘11,狹縫 轉(zhuǎn)成水平，看到狹縫地像。b調(diào)劑平行光管與光軸高低螺釘22,使狹 縫像與分劃板叉絲地中央水平橫線重合，現(xiàn)在平行光管光軸與儀器主 軸相垂直c轉(zhuǎn)動狹縫使其平行于叉絲豎直線，調(diào)劑平行光管水平方向 調(diào)劑螺釘14,位于叉絲豎直線，直至重合d認真地前后捕搐狹縫體 排除視差，B轉(zhuǎn)動手輪調(diào)劑狹縫寬度C鎖緊狹縫體3.光柵光柵是一種重要的分光元件，分為透射光柵和反射光柵。入射光

7、 在光柵上發(fā)生衍射時，不同波長的光被分開光柵公式和用光柵測波長。光柵公式，一束波長為久的平行光垂直照耀在光柵上。通過光柵 衍射后沿某一方向傳播的光，其傳播方向與入射光方向之間的夾 角成為該傳播方向的衍生角。有衍生理論可知，在衍射角韓滿 足下式的方向上顯現(xiàn)極強條文即dsin ©Fk入式中，20, ±1, ±2,說明光柵的級次；d二a+b為光柵常數(shù);©k為第k級衍射角【實驗內(nèi)容與測量】1.光柵的調(diào)劑（1）使光柵平而與儀器主軸平行，且垂直于平行光管光軸 當(dāng)分光 儀調(diào)好后，使望遠鏡分劃板上的豎線對準(zhǔn)平行光管狹縫的像，固定望 遠鏡和平行光管。將光柵按照圖所示的方式放置在載物臺上，擋住平 行光管狹縫的入射光，開亮望遠鏡上的小燈，轉(zhuǎn)動平臺觀看反射回來 的綠色小燈叉絲像。使二者重合。（2）調(diào)劑光柵使其透光狹條與儀器主軸平行松開固定望遠鏡止動 螺釘15使望遠鏡能夠轉(zhuǎn)動，使平行光管射出平行光，左右轉(zhuǎn)動望遠 鏡觀看0級1級2級譜線，以分劃板橫線為參考線，比較左右兩側(cè) 譜線在視場中的高度是否一致，假如不同，調(diào)劑螺釘B1,使譜線等 高?，F(xiàn)在光柵透光狹條即與儀器主軸平行。2. 測量（1）點鈉燈，照亮平行光管的狹縫，向左轉(zhuǎn)動望遠鏡至鈉黃光的第 0級譜線左邊的第二級