分光计的调节及使用.ppt
《分光计的调节及使用.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《分光计的调节及使用.ppt(33页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、分光计的调节及棱镜角的测量,制作:张晶辉,一、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、掌握测定棱镜角的方法3、用自准直法测定棱镜角,二、实验仪器,分光计 汞灯(或钠光灯)三棱镜 平行平板双面反射镜,三、实验原理,分光计是一种常用的光学仪器,实际上就是一种精密的测角仪。在几何光学实验中,主要用来测定棱镜角、衍射角等等,而在物理光学实验中,加上分光元件(棱镜、光栅)即可作为分光仪器,用来观察光谱,测量光谱线的波长等。下面以JJY型分光计为例,说明它的结构原理和调节方法。,1、分光计的结构,图1 JJY型分光计的结构外形图平行光管:1狭缝2紧固螺钉 3平行光管 26平行光管光轴
2、水平调节螺钉 27平行光管倾斜度调节螺钉 28狭缝宽度调节手轮望远镜:8望远镜 9紧固螺钉 10分划板 11目镜(带调焦手轮)12望远镜倾斜度调节螺钉 13望远镜光轴水平调节螺钉 14支臂 15游标圆盘微调螺钉 17制动架 18望远镜制动螺钉载物台:5载物台 6载物台调平螺钉(3只)7载物台紧固螺钉圆刻度盘:16读数刻度盘制动螺钉 21读数刻度盘 22游标盘 24游标盘微调螺钉 25游标盘制动螺钉其他:4制动架 19底座 20转座 23立柱,分光计主要由底座、望远镜、准直管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成,每部分均有特定的调节螺钉,图1为JJY型分光计的结构外型图。,1、分光计的底座要求平稳而
3、坚实。在底座的中央固定着中心轴,刻度盘和游标内盘套在中心轴上,可以绕中心轴旋转。2、准直管固定在底柱的立柱上,它是用来产生平行光的。准直管的一端装有消色差物镜,另一端为装有狭缝的套管,狭缝的宽度可在0.022mm范围内改变。3、望远镜安装在支臂上,支臂与转座固定在一起,套在主刻度盘上,它是用来观察目标和确定光线进行方向的。物镜Lo和一般望远镜一样为消色差物镜,但目镜Le的结构有些不同,常用的是阿贝式目镜。,阿贝目镜式望远镜就是在目镜和分划板之间装有全反射直角棱镜,直角棱镜上刻有“十”字,从目镜观察,叉丝的一小部分被直角棱镜挡住,呈现它的阴影。目镜筒套安装在分划板的套筒内。调节图1中所示的手轮1
4、1可改变目镜和分划板的距离。分划板套筒又套在物镜筒内,前后移动分划板套筒,可改变目镜和分划板相对于物镜的距离。若在物镜前放平面镜,使平面镜镜面与望远镜光轴垂直,且分划板位于物镜焦平面上时,则焦平面(分划板)上发出的光(绿十字)经物镜后形成平行光射于平面镜,由平面镜反射经物镜后在焦平面(分划板)上形成绿十字反射像,如图2所示。,图2 阿贝目镜式望远镜,4、分光计上控制望远镜和刻度盘转动的有三套机构,正确运用它们对于测量很重要,它们是:(1)望远镜止动和微动控制机构,图1中的16、15;(2)分光计游标盘止动和微动控制机构,图1中的25、24;(3)望远镜和度盘的离合控制机构,图1中的17。转动望
5、远镜或移动游标位置时,都要先松开相应的止动用螺钉;微调望远镜及游标位置时要先拧紧止动螺钉。要改变度盘和望远镜的相对位置时,应先松开它们之间的离合控制螺钉,调整后再拧紧,一般是将度盘的0线置于望远镜下,可以减少在测角度时0线通过游标引起的计算上的不方便。5、载物平台是一个用以放置棱镜、光栅等光学元件的圆形平台,套在游标内盘上,可以绕通过平台中心的铅直轴转动和升降。当平台和游标盘(刻度内盘)一起转动时,控制其转动的方式与望远镜一样,也是粗调和微调两种;平台下有三个调节螺钉,可以改变平台台面与铅直轴的倾斜度。,图3 分光计读数示例,6、望远镜和载物平台的相对方位可由刻度盘上的读数确定。主刻度盘上有0
6、360的圆刻度,分度值为0.5。为了提高角度测量精密度,在内盘上相隔180处设有两个游标V左和V右,游标上有30个分格,它和主刻度盘上29个分格相当,因此分度值为。分光计的读数方法参照游标原理,如图3所示读数应为13944。,记录测量数据时,必须同时读取两个游标的读数(为了消除度盘的刻度中心和仪器转动轴之间的偏心差)。安置游标位置要考虑具体实验情况,主要注意读数方便,且尽可能在测量中刻度盘0线不通过游标。记录与计算角度时,左、右游标分别进行,注意防止混淆算错角度。,2、分光计的调节,1、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
7、平行光。(2)从度盘上读出的角度要符合观测现象中的实际角度。,图4 分光计观测系统的三个平面,分光计观测系统的三个平面,读值平面,观察平面,待测光路平面,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,读数平面都是固定的,且和中心主轴垂直,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,由准直管的光轴和经过待测光学元件(棱镜、光栅等)作用后,所反射、折射和衍射的光线所共同确定的。调节载物平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
8、互平行,否则,测得角度将与实际角度有些差异,即引入系统误差,2、调节方法,粗调,细调,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,补充方法,(1)旋转目镜手轮(即调节目镜与叉丝之间的距离),看清测量用十字叉丝(如图2)。(2)用望远镜观察尽量远处的物体,前后调节目镜镜筒(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。这时,望远镜已聚焦无穷远。(3)载物台平面(可调载物台下三个水平调节螺钉顶起载物台的螺距相等)和望远镜轴尽量调成水平(目测)。,这是为了使眼睛通过目镜能清楚的看到分划板上的刻线,将分光计附件平面反射镜(或三棱镜)(如图5所示)放在载物台
9、上(注意放置方位,如图放置则主要由1个螺钉控制一个反射面的倾斜)。,图5 分光计附件方位放置示意图,应用自准直原理调望远镜适合平行光。(这是要将分划板调到物镜焦平面上。这时,当光束射到前面的平面镜上,由镜面反射回来的平行光经物镜成象在分划板上,在目镜中将看到清晰的十字叉丝的像,如图6所示),点亮“小十字叉丝”照明用电灯;,将望远镜垂直对准平面镜(或三棱镜)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,就慢慢左右转动载物平台去找(粗调认真,均不难找到反射像),如果仍然找不到反射像时,就要稍许调节望远镜光轴高低调节螺钉,再慢慢左右转动载物平台去找;,看到“小十字叉丝”反射像(如图6
10、(a)后,再前后微调目镜镜筒,使小十字叉丝反射像清楚且和测量用叉丝间无视差。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。,转动载物平台,使另一镜面对准望远镜,左右慢慢转动平台,看到反射的小十字叉丝像,如果它和调整叉丝不重合,再同上由望远镜和螺钉b2各调回一半。,用逐次逼近法调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,调节望远镜倾斜使二叉丝间的偏离减少一半,再调节平台螺钉b1使二者重合,如图6(b);,图6 望远镜内的叉丝平面示意图,问题:为什么有时候平面镜的第一面见到了绿色小十字像,而在第二面却找不到呢
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分光计 调节 使用

链接地址:https://www.31ppt.com/p-4957871.html