《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》217實(shí)驗(yàn)十七分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用

1、 實(shí)驗(yàn)十七分光計(jì)的結(jié)構(gòu)與調(diào)節(jié)分光計(jì)是用來(lái)精確測(cè)量入射光和出射光之間偏轉(zhuǎn)角度的一種儀器，所以分光計(jì)又叫測(cè)角儀。用它還可以測(cè)量折射率、色散率、光波波長(zhǎng)等。分光計(jì)裝置比較精密，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使用時(shí)必須嚴(yán)格按照一定的步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)。其調(diào)整使用的思想、方法和技巧在光學(xué)儀器中有一定的代表性，掌握其操作技能與技巧，對(duì)學(xué)習(xí)使用其它光學(xué)儀器的調(diào)節(jié)有一定借鑒作用，也有利于掌握操作更為復(fù)雜的光學(xué)儀器。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夥止庥?jì)的構(gòu)造原理；學(xué)會(huì)調(diào)節(jié)、使用分光計(jì)。二、實(shí)驗(yàn)儀器JJY1，型分光計(jì)，汞光源，雙面平面鏡三、分光計(jì)的結(jié)構(gòu)不同型號(hào)的分光計(jì)可能有個(gè)別部件不同，但其基本構(gòu)造是由底座、平行光管、望遠(yuǎn)鏡、載物臺(tái)和圓盤等幾部分組

2、成。結(jié)構(gòu)如圖1所示。2刻度盤;緊螺釘；3平載一輪；12望j貝式自竟水平調(diào)節(jié)1狹縫裝置；2物臺(tái)調(diào)節(jié)螺釘（3只準(zhǔn)直目鏡；11一望遠(yuǎn)鏡微調(diào)螺釘；118底座；19螺釘；24平行光管水平調(diào)節(jié)螺釘;緊螺釘；8望遠(yuǎn)鏡黔丁；16轉(zhuǎn)座與21游標(biāo)盤；2225平彳累釘；23游標(biāo)盤止動(dòng)1、底座：其中心有一豎軸，望遠(yuǎn)鏡和讀數(shù)圓盤可繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸也稱為儀器的公共軸或主軸。2、平行光管用以產(chǎn)生平行光，它的前端是一狹縫（1）、狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪（26）可以調(diào)節(jié)其大??；它的另一端有消色差正透鏡。用光源照亮狹縫，前后移動(dòng)平行光管（3），使狹縫位于透鏡的主焦平面上，則從透鏡出來(lái)的光線為平行光。平行光管不能繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可以作上下傾

3、斜。其傾斜度的調(diào)節(jié)用調(diào)節(jié)螺旋（25）進(jìn)行。3、望遠(yuǎn)鏡：望遠(yuǎn)鏡裝在支臂上，可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，觀測(cè)用。轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡時(shí)，先松開固定螺旋（15），然后用手扶住支臂使其轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到所需方位時(shí)，再用固定螺旋（15）加以固定。如此時(shí)仍需使望遠(yuǎn)鏡作微小轉(zhuǎn)動(dòng)，則可旋動(dòng)微調(diào)（14）調(diào)節(jié)。望遠(yuǎn)鏡也可以上下傾斜，由調(diào)節(jié)螺旋（12）調(diào)節(jié)。圖2d圖3望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)如圖2所示。它由目鏡系統(tǒng)和物鏡組成。為了調(diào)節(jié)和測(cè)量，物鏡和目鏡之間還裝有分劃板，它們分別置于內(nèi)管、外管和中管內(nèi)，三個(gè)管彼此可以相互移動(dòng)，也可以用螺釘固定。一個(gè)小十字窗口，且小十字窗口的交點(diǎn)對(duì)稱于分劃板的上十字線交點(diǎn)削線（綠色）從小棱鏡的另一直角邊入射，經(jīng)它全反射后，透

4、過(guò)小十字窗口，方向轉(zhuǎn)為沿望遠(yuǎn)鏡軸線從物鏡出，被物鏡外的平面鏡反射回來(lái)，成一個(gè)綠色十字像于分劃板的上十字線位置（如圖3）。一在中管的分劃板上有十字線，下方緊貼一塊45全反射小棱鏡，棱鏡與分劃板的粘貼部分涂成黑色，僅留4、載物臺(tái)：放平面鏡、棱鏡等光學(xué)元件用。臺(tái)面下三個(gè)螺釘可調(diào)節(jié)臺(tái)面的傾斜角度，平臺(tái)的高度可旋松螺旋（7）升降，調(diào)到合適位置再鎖緊螺釘。5、圓盤：是讀數(shù)裝置，圓盤上的刻度線是垂直于中心軸的。最外一圈是與望遠(yuǎn)鏡固圖4接在一起的主刻度盤，可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；度盤上刻有720等分刻線，格值為30分。主刻度盤內(nèi)有個(gè)游標(biāo)盤，對(duì)稱方向設(shè)有兩個(gè)角游標(biāo)，游標(biāo)盤也可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可用手扶住游標(biāo)盤的邊緣

5、進(jìn)行操作；游標(biāo)上分30格，恰與主刻度上的29格相等，其讀數(shù)方法和游標(biāo)卡尺原理相同。如圖4所示讀數(shù)為：11530z+12=11542,。設(shè)置兩個(gè)角游標(biāo)的目的是為了消除刻度盤和游標(biāo)盤的圓心與儀器主軸的軸心不重合所引起的偏心誤差。四、分光計(jì)的調(diào)節(jié)調(diào)整分光計(jì)，最后要達(dá)到下列要求：平行光管發(fā)出平行光；望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦（即接收平行光）；望遠(yuǎn)鏡、平行光管的光軸垂直儀器公共軸。分光計(jì)調(diào)整的關(guān)鍵是調(diào)好望遠(yuǎn)鏡，其他的調(diào)整可以以望遠(yuǎn)鏡為標(biāo)準(zhǔn)。1、調(diào)整望遠(yuǎn)鏡（1）目鏡調(diào)焦這是為了使眼睛通過(guò)目鏡能清楚的看到圖3所示分劃板上的刻線。調(diào)焦方法是把目鏡調(diào)焦手輪輕輕旋出，或旋進(jìn)，從目鏡中觀看，直到分劃板刻線清晰為止。（2）調(diào)

6、望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦這是要將分劃板調(diào)到物鏡焦平面上，調(diào)整方法是：（a）把目鏡照明燈（綠）打開，將雙面平面鏡放到載物臺(tái)上。為了便于調(diào)節(jié)，平面鏡與載物臺(tái)下三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘?shù)南鄬?duì)位置如圖4。把望遠(yuǎn)于寸像圖3從目鏡（b）粗調(diào)望遠(yuǎn)鏡光車臺(tái)螺釘，使鏡面大致與譽(yù)（c）觀察與調(diào)節(jié)鏡面轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)到平面鏡正好對(duì)著望遠(yuǎn)鏡時(shí)，在目鏡中應(yīng)看到一個(gè)綠色亮這就是鏡面反射像。若經(jīng)找不到反射像，可據(jù)判斷適當(dāng)調(diào)節(jié)載物臺(tái)調(diào)節(jié)螺釘（6）和望遠(yuǎn)鏡的傾斜度（12），直到平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)180前后反射像都能夠進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)。如果綠色十字有些模糊，只要沿軸向移動(dòng)目鏡筒，直到像清晰，并且消除視差，再旋緊螺釘，則望遠(yuǎn)鏡已對(duì)平行光聚焦。此時(shí)應(yīng)使上十字線和綠色十

7、字平行且處于水平位置。鏡面垂直遠(yuǎn)鏡垂直固定望遠(yuǎn)鏡，雙手轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)隨著鏡面轉(zhuǎn)動(dòng)而動(dòng),調(diào)整望遠(yuǎn)鏡光軸垂直儀器主軸比較平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)180前后的綠色亮十字像，先對(duì)最靠近視場(chǎng)邊緣的亮十字像采用“各半調(diào)節(jié)法”進(jìn)行調(diào)節(jié)，即先調(diào)載物臺(tái)調(diào)節(jié)螺釘(6)，使得亮十字像與上十字線間的垂直距離減少一半，再調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡仰角調(diào)節(jié)螺釘(12)，使亮十字像與上十字線重合。再把載物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)180，對(duì)另一鏡面的亮十字像同樣做“各半調(diào)節(jié)”。如此反復(fù)調(diào)整，直至從平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)180前后兩表面反射回來(lái)的亮十字像都能與分劃板的上十字線重合為止(見圖3)。此時(shí)平鏡面與望遠(yuǎn)鏡光軸垂直，平鏡面平行儀器主軸。所以，此時(shí)與鏡面垂直的望遠(yuǎn)鏡光軸垂直儀器主軸。在調(diào)

8、整過(guò)程中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象是何原因?應(yīng)如何調(diào)整，調(diào)整什么?是調(diào)載物臺(tái)，還是調(diào)望遠(yuǎn)鏡?調(diào)到什么程度?載物臺(tái)傾角沒調(diào)好的表現(xiàn)及調(diào)整假設(shè)望遠(yuǎn)鏡光軸已垂直儀器主軸，但載物臺(tái)傾角沒調(diào)好，見圖5平面鏡A面反射光偏上，載物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)180后，B面反射光偏下，在目鏡中看到的現(xiàn)象是A面反射像在B面反射像的上方。顯然，調(diào)整方法是把B面像(或A面像)向上(向下)調(diào)到兩像點(diǎn)距離的一半，使鏡面A和B的像落在分劃板上同一高度。望遠(yuǎn)鏡光軸沒調(diào)好的表現(xiàn)及調(diào)整假設(shè)載物臺(tái)已調(diào)好，但望遠(yuǎn)鏡光軸不垂直儀器主軸，見圖6(a)，無(wú)論平面鏡A面還是B面，反射光都偏上，反射像落在分劃板上十字線的上方。在圖5(b)中，鏡面反射光都偏下，反射像落在上十

9、字線的下方。顯然，調(diào)整方法是只要調(diào)節(jié)整望遠(yuǎn)鏡仰角螺釘(12)，把像調(diào)到上十字線上即可，見圖6(c)。載物臺(tái)和望遠(yuǎn)鏡光軸都沒調(diào)好的表現(xiàn)和調(diào)整方法表現(xiàn)是兩鏡面反射 像一上一下。先調(diào)載物臺(tái)螺釘，使兩鏡面反射像點(diǎn)等高(但像點(diǎn)沒落在上十字線上)，再把像調(diào)到上十字線上，見圖6(c)。2、調(diào)整平行光管發(fā)出平行光并垂直儀器主軸將被照明的狹縫調(diào)到平行光管物鏡焦平面上，物鏡將出射平行光。調(diào)整方法是：取下平面鏡和目鏡照明光源，狹縫對(duì)準(zhǔn)汞燈光源，使望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向平行光管方向，在目鏡中觀察狹縫像，沿軸向移動(dòng)狹縫筒，直到像清晰。這表明光管已發(fā)出平行光。再將狹縫轉(zhuǎn)向橫向，調(diào)平行光管仰角調(diào)節(jié)螺釘(25)，將像調(diào)到中心橫線上，見圖7(a)，再將狹縫調(diào)成垂直，鎖緊螺釘，見圖7(b)，這表明平行光管光軸已與望遠(yuǎn)鏡光軸共線，所以也垂直儀器主軸。此時(shí)平行光管仰角調(diào)節(jié)螺釘(25)不能再動(dòng)。五、注意事項(xiàng)1、轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，都是指轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤帶動(dòng)載物臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。2、狹縫寬度0.5mm1.0mm為宜，寬了測(cè)量誤差大，窄了光通量小。狹縫易損壞,盡量少調(diào)，調(diào)節(jié)時(shí)要邊看邊調(diào)，動(dòng)作要輕，切忌