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实验报告专用纸教师签名:成绩:实验2-15用透射光栅测光波波长【分光计的结构和调节方法】:一、分光计的结构:1.分光计是一种能观察光谱和精确测量光线偏转角的光学仪器,光学中的许多基本量如波长、折射率等都可以通过测量光线的偏转角计算得到。2.分光计主要由以下五大部分组成,各部分的作用如下:①底座,作用:是整个分光仪的支架;②平行光管,作用:是用来获得平行光;③望远镜,作用:是观察平行光和进行测量;④载物平台,作用:是用来放置光学零件;⑤读数装置,作用:是用来测量望远镜相对于载物平台的方位角。二、分光计的调节方法:1.调节分光计要求:①使望远镜聚焦于无穷远;②平行光管发出平行光;③望远镜和平行光管的光轴与仪器的中心轴垂直。2.目测粗调:用目测方法进行粗调,使望远镜、平行光管和载物平台大致垂直于中心轴。3.望远镜的调整:包括目镜调焦和望远镜调焦。望远镜目镜调焦的目的是:使分划板处于望远镜目镜的焦平面上,调节目镜焦距的方法是:旋转目镜调焦手轮,调节目镜与分划板之间的距离,调好目镜焦距的特征是:通过目镜可观察到分划板上的双十字线清晰。望远镜物镜调焦的目的是:将目镜分划板上的十字线调整到望远镜物镜的焦平面上,也就是望远镜对焦于无穷远处;调节望远镜物镜焦距的方法是:松开望远镜目镜锁紧螺钉,前后移动整个目镜;望远镜对焦于无穷远处的特征是:从望远镜射出的绿“+”被放在载物平台的平面镜反射回来的绿“+”字像在望远镜视场中清晰无视差;实验报告专用纸教师签名:成绩:4.如果分划板上的双十字线不清楚而反射的绿十字清楚说明什么问题?答:说明望远镜目镜调焦未调好;是否只需要调节目镜即可?答:不能只调目镜焦距;原因:因为调节目镜焦距的过程会改变分划板与望远镜物镜的距离,使望远镜视场中原来清晰的绿“+”字像不再清晰;应怎样做:应在调节目镜焦距看清楚双十字线后,以此为观察基准,再前后移动整个目镜调节望远镜物镜的焦距,使反射的绿“十”字清楚。5.调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直,调节好的特征是:将载物平台旋转180°,从望远镜中观察到由平面镜正、反两个面反射回来的绿“+”字像完全重合,即处于“自准状态”。若正、反两个面反射回来的绿“+”字像不重合,则采用“减半逼近”方法调节。6.平行光管的调焦:目的是把狭缝调整到平行光管物镜的焦平面上,即平行光管对焦于无穷远处;调节平行光管焦距的方法是:松开狭缝锁紧螺钉,伸缩狭缝套筒调节平行光管的狭缝与透镜之间距离;平行光管对焦于无穷远处的特征是:从望远镜中看到清晰的狭缝像。7.光栅的调节要求是:①光栅平面与平行光管的光轴垂直;②光栅的刻痕与分光计主轴平行。8.怎样保证平行光垂直入射到光栅平面?答:用平面镜调节至望远镜光轴与分光计中心轴垂直后,用光栅替换平面镜(替换时确保光栅放置在原来平面镜的位置,并且用平持弹簧片将光栅固定,保证光栅平面与底痤垂直)。然后用光源照亮狭缝,并将狭缝调成水平,通过望远镜观察狭缝的像,调节平行光管的高低调节螺丝,使水平放置的狭缝像对准望远镜分划板的中间水平线,此时平行光管与望远镜共轴,因此平行光管的光轴也与分光计中心轴垂直,从而保证平行光垂直入射到光栅平面。9.怎样判断光栅的刻痕与分光计转轴不平行?答:转动望远镜观察光栅的衍射光谱,若在零级谱线两侧的各级衍射谱线不等高,说明光栅刻痕未取竖直方向,与分光计转轴不平行;怎样调节:答:调节载物平台的调节螺丝B(图2-148),使各级谱线等高。实验报告专用纸教师签名:成绩:10.调节平行光管的狭缝宽度调节手轮,使望远镜视场中的狭缝像宽约1mm。实验中为什么狭缝不能太宽或太窄?答:狭缝太宽,衍射条纹容易发生重叠,影响谱线的分辨;狭缝太窄,进入狭缝的光强太弱,谱线亮度不够,观察困难。11.在汞灯的衍射光谱中,为何同一级光谱中紫光离中央明纹昀近,红光离中央明纹昀远?答:根据光栅方程可知,在同一级光谱线中,波长越短,衍射角越小,离中央明纹越近,波长越长,衍射角越大,离中央明纹越远。在汞灯的衍射光谱中,紫光的波长昀短,因此离中央明纹昀近,红光波长昀长,因此离中央明纹昀远。12.为什么在刻度盘上配备两个游标?答:为了消除刻度盘与分光计中心轴线的偏心误差;怎样利用两个游标读数消除偏心误差?答:测量时,分别读出两个游标读数装置的起点读数和停点读数,分别计算出两个游标两次读数的差值(即转角),再取两个转角的平均值;在读数时,如果游标盘经过刻度盘的360°,计算角度时应该怎样处理?答:先算出起点和停点两次读数的差值,若差值大于180°,则用360°减去这个差值。
本文标题:分光计的结构和调节方法(答案)
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