实验十九 分光计调整 测光栅常数.ppt

* * 实验十九 分光计调整 测光栅常数 分光计是一种比较精密的光学仪器，可用来测量各种光线之间的角度。其基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线，经过光学元件的反射或折射后进入望远镜物镜并成象在望远镜的焦平面上，通过目镜进行观察和测量各种光线的偏转角度。许多光学量，如折射率、波长、色散率、衍射角等，都可以用分光计来测定。 * * 实验十九 分光计调整 测光栅常数 【实验目的】 1．用最小偏向角法测玻璃三棱镜的折射率、测定光栅常数。 2．学会正确调节和使用分光计。 * * 实验十九 分光计调整 测光栅常数 【实验装置】 分光计—读数装置 分光计—平行光管 分光计—载物台 分光计—望远镜 光栅 双面镜 汞灯 放大镜 * * 实验十九 分光计调整 测光栅常数 【实验原理】 光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件。在一块透明的光学玻璃上刻划大量相互平行、等宽等间距的刻痕就制成了一块透射式平面刻痕光栅（目前一般使用光的干涉原理制作这种光栅）。当光照射在光栅面上时，刻痕处由于散射不易透光，光线只能在刻痕间的狭缝中通过。因此光栅实际上是由一排密集、均匀而又平行的狭缝组成的。 如图所示，设光栅的透光部分的宽度为?a?，不透光部分的宽度为?b?，定义d=a+b为光栅常数。当一束平行光垂直入射到光栅面上时，按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定： （k=0, 1, 2, …） * * 实验十九 分光计调整 测光栅常数 【实验原理】 * * 实验十九 分光计调整 测光栅常数 【实验内容】 1. 分光计的调整，包括望远镜的水平、载物台的水平、平行光管与望远镜共轴等。 2．测量汞灯各光栅衍射谱线的衍射角。 （1）由于衍射光谱对中央明纹是对称的，为了提高测量准确度，测量第?k?级光谱时，应测出?+k?级和?-k?级光谱线的位置，两位置的差值之半即为? ?. （2）为消除分光计刻度圆盘的偏心差，测量每一条谱线时，在刻度盘上的两个游标都要读数，然后取其平均值。 （3）为使十字刻线精确对准光谱线，必须用望远镜微调螺丝来对准。 （4）测量时，可将望远镜移至最左端，从?-2, -1?至?+1, +2?级依次测量，以免漏测数据。 （5）将测得的数据代入式（19-8），计算光栅常数?d?及每毫米的光栅缝数?N?. * * 实验十九 分光计调整 测光栅常数 【预习思考题】 1．什么是最小偏向角？如何找到最小偏向角？ 2．分光计的主要部件有哪四个？分别起什么作用？ 3．调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作是什么？如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像？ 4．各调一半法是指分别调节哪两个螺丝，使绿十字叉丝像与分划板上方十字线的高度差各减小一半？ 【讨论题】 1．光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处？ 2．做本实验有何体会？