分光计调节和棱镜角测量.ppt

* * 实验十三 分光计的调节与棱镜角的测量 【实验目的】 1．了解分光计的结构，掌握调节和使用 分光计的方法。 2．掌握测定棱镜角的两种方法。 【仪器及用具】 分光计，低压汞灯，三棱镜等。 分光计的结构 分光计主要由底座、望远镜、准直管、载物台和刻度盘等几部分组成，每部分均有特定的调节螺钉，如图所示。 ? 分光计的调整 调节要求 分光计是在平行光中观察有关现象和测量角度，因此要求： （1）分光计的光学系统（准直管和望远镜）要适应平行光。 （2）从读数度盘上读出的角度要符合观察现象中的实际角度。 ③待测光路平面 由准直管的光轴和经过待测光学元件（棱镜、光栅等）作用后，反射、折射和衍射的光线所共同确定的。调节载物台下方的三个调节螺钉，可以将待测光路平面调节到所需的方位。 按调节要求，应将此三个平面调节成相互平行，否则，测得角度将与实际角度有些误差，即引入系统误差。 用分光计进行观察时，其观察系统基本上由下述三个平面构成，如图4—1—3所示。 ①读值平面 这是读取数据的平面，由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成的。对每一具体的分光计，读值平面都是固定的，且和中心主轴垂直。 ②观察平面 由望远镜光轴绕仪器中心转轴旋转时形成的。只有当望远镜光轴与转轴垂直时，观察面才是一个平面，否则，将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面。 粗调 ①旋转接目镜手轮（即调节目镜与叉丝之间的距离），看 清测量十字叉丝。 ②将载物台平面和望远镜光轴尽量调成水平（目测）。 ③用望远镜观察尽量远处的物体，前后调节调焦旋钮（即 调节物镜与叉丝之间的距离），使远处物体的像和目镜 中的十字叉丝同时清楚。 在分光计调节中，粗调很重要，如果粗调不认真，可能 给细调造成困难。 细调 将分光计附件—三棱镜如图所示放在载物台上（注意放置方位，主要由一个螺钉控制一个反射面的倾斜）。 ①应用自准直原理调节望远镜适应平行光。 点亮“小十字叉丝”照明小灯，将望远镜垂直对准三棱镜的一个反射面，如果从望远镜中看不到绿色“小十字叉丝”的反射像，就要慢慢左右转动载物台去找（粗调认真，均不难找到反射像），如果仍然找不到反射像时，就要稍许调节一下控制该反射面的螺钉，再慢慢左右转动载物台去找。看到“小十字叉丝” 反射像后，再调节调焦旋钮前后微调目镜镜筒，使小十字叉丝反射像清晰且和测量用十字叉丝间无视差。这样，望远镜就已适合平行光，以后不许再改变望远镜的调焦状态。 注意：时常发现从棱镜面（或平面镜）的第一面见到了绿色小十字像，而在另一面则找不到，这可能是粗调不细致，经第一面调节后，望远镜光轴和载物台平面均显著不水平，这时要重作粗调。如果望远镜光轴及载物台平面无明显倾斜，这时往往是小十字像在调节叉丝上方视场之外，可适当调望远镜倾斜（使目镜一侧升高些）去找。 反复进行以上的调整，直至不论转到哪一反射面，小十字叉丝像均能和调整叉丝重合，则望远镜光轴与中心转轴已垂直。此调节法称为逐次逼近法或各半调节法。 ②用逐次逼近法调节望远镜光轴与中心转轴垂直（即将观察面调成平面，观察平面与读数平面平行）。 由棱镜面反射的小十字叉丝像和调整叉丝如果不重合，调节望远镜倾斜和 调节载物台螺钉各调节一半使二者重合， 转载物台，使另一棱镜面对准望远镜，左右慢慢转动载物台，看到反射的小十字叉丝反射的像，如果它与调整叉丝不重合，再同上由望远镜和螺钉各调节一半使其重合。