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大学物理实验教案【实验名称】油滴实验【实验目的】 1．了解油滴实验的方法和特点。
2．利用电视显微密立根油滴仪测量电子电荷，验证电荷的不连续性。
3．了解CCD(Charge Coupled DeVice ，电荷耦合器件)图像传感器的原理与应用，学习电视显微测量方法。
【实验原理】平衡法测油滴电量：水平放置的一组平行电极，加上电压U ，形成均匀电场E ，把带电的油滴送入极板之间，受力分析：平衡电压测量：调节极板电压U ，使油滴处于静止状态，即保持平衡，此时有d U q qE mg == 334a mg π= 其中a 为油滴半径 油滴半径测量：关闭极板电压，使0=U ，油滴在重力作用下向下作加速运动，油滴有了速度就受到另一个力，空气粘滞力：g r v a f ηπ6=达到一定速度时：g r v a f mg ηπ6==此时油滴以匀速向下运动，测出油滴以匀速通过一定距离所用时间g t ，下降速度g g t l v =，油滴半径2129⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=g v a g ρη由于油滴半径非常小，空气已不能看成连续介质，空气的粘度η应修正为pa b +='1ηη式中：b 为修正常数，p 为空气压强(单位为Pa)，a 为未经修正过的油滴半径。
计算油滴电量的表达式为：U d pa b t l g q g 231218⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ηρπ 测量多个油滴的电量，并计算公约数即可得到电子电量e q【实验仪器介绍】油滴仪：油雾室、油雾室开关、上下电极、照明系统、显微镜及调节、图像传感器、极性开关、平衡开关、联动开关、计时器停按钮、极板电压调节旋钮。
水平仪及水平调节。
显示器：坐标、电压表、计时器。
喷雾器：使用要点及注意事项：喷雾器竖直向上，轻拿轻放。
要点：极板电压较高，注意安全。
采用了图像传感器和显示器便于观察测量。
【实验内容】油滴仪调节：水平调节，当出现油滴从明亮到暗淡或在屏幕上左右漂移即为电极不水平。
大学物理演示实验讲义课程的开展形式与内容原则上为：1，任课老师可选择其中的2~3个演示实验进行演示与讲解，其他的实验可让学生自行进行操作，并要求学生思考现象后面蕴含物理原理。
2，实验报告可让学生自行选择其中自己感兴趣的2~3个演示实验进行撰写。
应包括实验现象的描述，重点应放在对原理的阐述和理解上。
特别要强调的是：1、演示实验都是一套设备，需要对学生特别强调对设备的爱护。
2、需要重点提示学生对自身安全的保护。
实验室功能介绍本实验室将全面支持同学们的大学物理课学习；本实验室为同学们提供了数十个定性或半定量实验。
本实验室还为同学们提供了大量的趣味物理展品。
实验和资料将帮助你理解物理概念,帮助你体会实验构思的巧妙,帮助你把理论与实践更好地结合起来,帮助你开阔知识视野。
总之是为了帮助你早日成才！本实验室采取互动方式教学，除了观察教师为你做的演示实验以外，你还可以选择自己最感兴趣的项目亲自动手做实验；你可以利用导学系统去学习,去思考,去探索；你还可以在课外参加创新实践活动,参加实验室建设,发展自己的个性与特长。
兴趣是最好的老师，在这个实验室的经历将会使你终生难忘!1. 锥体上滚【实验目的】：1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。
2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。
【实验仪器】：锥体上滚演示仪图1，锥体上滚演示仪【实验原理】：能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。
本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。
实验现象仍然符合能量最低原理。
【实验步骤】：1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去；3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。
【注意事项】：1．移动锥体时要轻拿轻放，切勿将锥体掉落在地上。
大学物理实验(书籍)（一）引言：大学物理实验是大学物理课程中不可或缺的一部分，通过实践操作来深化学生对物理知识的理解和应用能力的培养。
本文旨在介绍一本关于大学物理实验的书籍，该书籍包含了丰富的实验内容和相关的理论知识，将有助于学生们系统地学习和掌握大学物理实验。
正文：一、实验室基础设施的介绍1.1 实验室的布置和规划1.2 实验室的安全措施和注意事项1.3 实验室仪器设备的基本原理和使用方法1.4 实验室数据采集和处理的方法二、物理实验技巧与方法2.1 实验前的准备工作和实验方案的编写2.2 实验装置的搭建和实验条件的控制2.3 实验数据的观测方法和技巧2.4 实验误差的评估和处理2.5 实验结果的分析和表达方式三、经典力学实验3.1 牛顿定律的验证3.2 平衡力和摩擦力的测量3.3 弹簧振子和简谐运动的研究3.4 刚体平衡与转动惯量的测量3.5 动量守恒定律和冲量的实验验证四、电磁学实验4.1 电场和电势的测量4.2 磁场和磁感应强度的测量4.3 电磁感应和法拉第定律的验证4.4 电路分析及欧姆定律、基尔霍夫定律的实验验证4.5 电磁波现象和光的干涉、衍射实验五、热学与热力学实验5.1 定压和定容热量的测定5.2 热传导和导热实验5.3 热力学循环及真空泵的应用5.4 相变和气体特性实验5.5 理想气体状态方程和内能的测定总结：通过本书的学习，学生们能够全面了解大学物理实验的基础知识和实践技巧，培养科学研究与实践的能力，提高实验设计和数据处理的能力，为今后的学习和科研工作打下坚实的基础。
此外，本书还提供了丰富的实际案例和实验操作步骤，使学生们能够更加深入地理解和应用所学物理理论知识。
读者通过学习本书，将能够更好地掌握大学物理实验相关的理论和实践技能，提升对物理学的理解和兴趣。
一、教案基本信息教案名称：大学物理实验电子教案章节：第一章实验基本原理与操作课时：2学时教学目标：1. 了解大学物理实验的基本原理和操作方法。
2. 掌握实验仪器的使用和维护。
3. 培养学生的实验操作能力和实验素养。
教学内容：1. 实验基本原理2. 实验操作步骤3. 实验仪器的使用和维护4. 实验安全注意事项教学方法：1. 讲授：讲解实验基本原理、实验操作步骤、实验仪器的使用和维护、实验安全注意事项等内容。
2. 示范：演示实验操作过程，让学生直观地了解实验方法和技巧。
3. 练习：学生动手进行实验操作，巩固所学知识。
4. 反馈：学生提交实验报告，教师批改并给予反馈。
教学准备：1. 实验仪器：准备实验所需的仪器设备，确保其正常运行。
2. 实验材料：准备实验所需的材料，如电源、导线、开关等。
3. 实验教案：编写详细的实验教案，包括实验目的、原理、步骤、注意事项等。
教学过程：1. 导入：简要介绍大学物理实验的重要性和意义。
2. 讲解：讲解实验基本原理、实验操作步骤、实验仪器的使用和维护、实验安全注意事项等内容。
3. 演示：演示实验操作过程，让学生直观地了解实验方法和技巧。
4. 练习：学生动手进行实验操作，巩固所学知识。
教学评价：1. 实验报告：评估学生实验报告的质量，包括内容完整性、数据分析准确性、结论合理性等。
2. 实验操作：观察学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力。
3. 课堂提问：提问学生，了解其对实验原理和操作的理解程度。
二、教案基本信息教案名称：大学物理实验电子教案章节：第二章力学实验课时：2学时教学目标：1. 掌握力学实验的基本原理和操作方法。
2. 学会使用力学实验仪器，如弹簧测力计、钩码等。
3. 培养学生的实验操作能力和实验素养。
教学内容：1. 力学实验基本原理2. 力学实验操作步骤3. 力学实验仪器的使用和维护4. 力学实验安全注意事项教学方法：1. 讲授：讲解力学实验基本原理、实验操作步骤、实验仪器的使用和维护、实验安全注意事项等内容。
绪论0.1 物理实验的地位和作用实验是人们认识自然规律、改造客观世界的基本手段。
借助于实验，人们可以突破感官的限制，扩展认识的境界，揭示事物的内在联系。
近代科学历史表明，自然科学领域内的所有研究成果都是理论和实验密切结合的结晶。
随着科学技术的发展，实验的运用日益广泛和复杂，实验的精确程度越来越高，实验环节在科学技术的重大突破中所起的作用也越来越大。
物理实验是科学实验的重要组成部分之一。
物理实验本质上是一门实验科学。
在物理学的发展中一直起着重要的作用。
物理概念的确立、物理规律的发展、物理理论的建立都有赖于物理实验，并受物理实验的检验。
物理学是一切自然科学的基础，人类文明史上的每次重大的技术革命都是以物理学的进步为先导的，物理实验在其中起着独特的作用。
如，法拉第等人进行电磁学的实验研究促使了电磁学的产生与发展，导致了电力技术与无线电技术的诞生，形成了电力与电子工业；放射性实验的研究和发展导致原子核科学的诞生与核能的运用，使人类进入了原子能时代；固体物理实验的研究和发展导致晶体管与集成电路的问世，进而形成了强大的微电子工业与计算机产业，使人类步入信息时代。
当今科学技术的发展以学科互相渗透、交叉与综合为特征。
物理实验作为有力的工具，其构思、方法和技术与其他学科的相互结合已经取得巨大的成果。
不容置疑，今后在探索和开拓新的科技领域中，物理实验仍然是有力的工具。
0.2 物理实验的任务和目的物理实验是对工科学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。
本课程的具体任务是：（1）通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。
（2）培养与提高学生的科学实验能力。
其中包括：① 能够自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备。
② 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。
③ 能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断。
大学物理实验指导书(电子版)上海海运学院2010.05目录绪论┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 3 实验数据的处理方法┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 7实验一.长度的测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验二.测量钢丝杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验三.扭摆法测定物体转动惯量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验四.空气比热容比测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅17实验五.线膨胀系数测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 18实验六.常用电学仪器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅- 19实验七.惠斯登电桥测电阻┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 22实验八.电位差计测电动势┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 24实验九.电表改装┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅26实验十.示波器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅28实验十一.等厚干涉的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 31实验十二.用光栅测定光波的波长┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅33实验十三.旋转液体物体特性测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅34实验十四.波尔共振┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅36实验十五.用梁的弯曲测量材料的杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅38实验十六.仿真实验—偏振光的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅39实验十七.光纤传输技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅42实验十八.激光全息照相┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅44实验十九.迈克尔逊干涉仪的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅46实验二十.光拍法测量光速┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅49实验二十一.光电效应┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅52实验二十二.霍尔效应及其应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅55实验二十三.荷质比实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅58实验二十四.金属电子逸出功实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅62实验二十五.声速测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅66 实验二十六.夫兰克赫兹实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅69 实验二十七.密立根油滴实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅73 实验二十八.多量程直流电表的设计┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅77绪论早在五十年代，我国物学家钱三强就指出：今天的科学技术发展可以概括为“科学技术化和技术的科学化”，也就是说：科学和技术关系越来越密切，科学与技术相互渗透。
大学物理实验电子教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解大学物理实验课程的目的和意义理解实验电子教案的使用方法和基本要求1.2 实验器材与设备熟悉实验中所使用的器材与设备学习如何正确使用和维护实验设备1.3 实验安全与环保掌握实验安全的基本知识了解实验中环保的要求和注意事项第二章：基础实验技能2.1 测量与误差学习测量方法的基本原理理解误差的概念和分类2.2 数据处理与分析掌握数据处理的基本方法学习如何进行实验数据的分析和解释第三章：力学实验3.1 简单单摆实验了解单摆的周期公式学习如何测量单摆的周期和摆长3.2 弹簧振子实验掌握弹簧振子的运动规律学习如何测量振子的周期和频率3.3 碰撞实验理解动量守恒定律学习如何测量碰撞前后的速度和动量第四章：热学实验4.1 热膨胀实验了解热膨胀的原理学习如何测量物体的热膨胀系数4.2 热传导实验掌握热传导的定律学习如何测量物体的热传导率4.3 蒸汽湿度实验理解蒸汽湿度的概念学习如何测量蒸汽的湿度和温度第五章：光学实验5.1 光的干涉实验了解光的干涉原理学习如何测量光的干涉条纹间距5.2 光的衍射实验掌握光的衍射原理学习如何测量光的衍射角度5.3 光的折射实验理解光的折射原理学习如何测量光的折射率和折射角度第六章：电磁学实验6.1 库仑定律实验了解库仑定律及其应用学习如何利用库仑扭秤测量静电力常数6.2 直流电路实验掌握基本电路元件的特性学习如何测量电阻、电流和电压，并分析电路6.3 电磁感应实验理解电磁感应定律学习如何测量感应电流和感应电动势第七章：振动与波实验7.1 机械波传播实验了解机械波的传播特性学习如何测量波的速度和波长7.2 声速测量实验掌握声波的基本特性学习如何测量声速和声波的传播距离7.3 光的色散实验理解光的色散现象学习如何利用三棱镜观察光的色散第八章：现代物理实验8.1 光电效应实验了解光电效应的原理学习如何测量光电效应的截止频率和逸出功8.2 原子光谱实验掌握原子光谱的特性学习如何利用光谱仪观察原子光谱8.3 磁共振实验理解磁共振现象学习如何测量磁共振的频率和磁场强度第九章：实验设计与创新9.1 实验设计方法学习实验设计的基本原则和方法理解如何进行实验方案的设计与优化9.2 实验创新与研究鼓励学生创新思维，提出新的实验想法9.3 实验答辩与评价学习如何进行实验答辩理解实验评价的标准和方法第十章：综合实验与实践10.1 综合实验项目完成一项综合性的物理实验项目学习如何综合运用所学的物理知识和实验技能10.3 实验反思与提升反思实验过程中的问题和不足学习如何提升实验技能和解决问题的能力重点和难点解析重点环节1：实验器材与设备的使用和维护补充说明：实验器材的选择和使用对实验结果的准确性至关重要。
实用文档大学物理实验指导书(电子版)上海海运学院2010.05目录绪论┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 3 实验数据的处理方法┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 7实验一.长度的测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验二.测量钢丝杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验三.扭摆法测定物体转动惯量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验四.空气比热容比测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅17实验五.线膨胀系数测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 18实验六.常用电学仪器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅- 19实验七.惠斯登电桥测电阻┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 22实验八.电位差计测电动势┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 24实验九.电表改装┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅26实验十.示波器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅28实验十一.等厚干涉的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 31实验十二.用光栅测定光波的波长┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅33实验十三.旋转液体物体特性测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅34实验十四.波尔共振┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅36实验十五.用梁的弯曲测量材料的杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅38实验十六.仿真实验—偏振光的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅39实验十七.光纤传输技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅42实验十八.激光全息照相┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅44实验十九.迈克尔逊干涉仪的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅46实验二十.光拍法测量光速┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅49实验二十一.光电效应┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅52实验二十二.霍尔效应及其应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅55实验二十三.荷质比实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅58实验二十四.金属电子逸出功实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅62实验二十五.声速测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅66实验二十六.夫兰克赫兹实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅69实验二十七.密立根油滴实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅73实验二十八.多量程直流电表的设计┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅77绪论早在五十年代，我国物学家钱三强就指出：今天的科学技术发展可以概括为“科学技术化和技术的科学化”，也就是说：科学和技术关系越来越密切，科学与技术相互渗透。
分光计的调节和使用必做类实验分光计（又名分光测角仪）是用来精确测量角度的仪器。
也是光学实验的基本仪器之一，通过对角度的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相关的物理量，检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是否平行等。
分光计不仅本身用途广泛，许多常用的光学仪器（如单色仪、摄谱仪、分光光度计等）的基本结构也与之类似。
分光计使用中所涉及的光学元件共轴调节，共面调节，望远镜及平行光管调节，不仅是正确使用分光计所必须，亦是光学实验需要掌握的基本技能。
光栅的用途相当广泛，常用在各类光学仪器（如单色仪、摄谱仪、光谱仪）中作分光元件；在光纤通讯、光计算机中作分光和耦合元件；在激光器中作选频元件；在光信息处理系统中作调制器和编码器。
本实验测量汞灯的光栅光谱。
【实验目的】1．掌握分光计的测量原理及调节方法 2．观测汞灯的光栅光谱，计算光栅常数 【实验原理】1．分光计测量原理如图1，光源发出的光经平行光管后成为平行光；平行光经载物台上的光学元件反射、折射或衍射后改变传播方向；绕中心转轴转动望远镜，先后接收方向没有改变和改变后的平行光，由读数圆盘读出望远镜前后两个位置的角度，即可由相关公式计算望远镜的转动角度δ和待测量。
2．分光计的调节 测量前应调节分光计，使光学元件的入射光、出射光皆为平行光，并且入射面、出射面、读数面相互平行，以确保分光计的测量精度。
为此，调节时应做到：⑴望远镜聚焦到无穷远（能发射平行光和接收平行光成象），望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。
⑵平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。
⑶待测光学元件的表面与仪器中心转轴平行。
3．衍射光栅具有周期性空间结构，能等间隔地分割波阵面的光学元件称为光栅，图2为光栅衍射的原理图。
根据夫琅和费衍射原理，波长为λ的平行光垂直入射到光栅平面时，由各个狭缝产生的衍射光彼此干涉形成定域于无限远的干涉条纹。
在光栅后面加上透镜时，（用望远镜观测时，望远镜物镜起此作用）同一方向的衍射光将会聚在透镜焦平面上形成干涉条纹。
由图2可知，相邻两狭缝衍射光的光程差Δ = d sin ϕ，其中，d 为光栅常数，ϕ为衍射角。
衍射光形成相干明条纹的条件是：λϕK d =sin （K = 0，±1，±2，…） （1）根据（1）式，只要测得第K 级谱线的衍射角φ，就可以由已知波长λ计算光栅常数， 或由已知光栅常数d 计算光波的波长。
图1 分光计测量原理光栅 透镜 屏图2 一维透射光栅衍射光路图由（1）式可知，同一级次的衍射光，波长越长，衍射角越大；入射光是复色光时，除了K =0时各色光仍重叠之外，其它级次的衍射光，波长不同，位置也不相同。
通常将复色光同一级次的衍射明条纹称为光栅光谱；图3是汞灯照射时形成的衍射光谱示意图，除了零级重叠外，在零级两侧对称地分布着K = ±1，±2，…级光谱。
图3 汞灯的光栅光谱【实验仪器】JJ-Y 型分光计、平面镜、光栅、汞灯【仪器说明】1．望远镜分光计上用的望远镜是阿贝自准直望远镜。
结构如图4，它由物镜、目镜、分划板、灯泡组成，本身带有光源，既可接收平行光成象，又可发射平行光。
灯泡发出的光，经紧贴分划板的棱镜反射后照亮分划板下部的十字透光窗。
通过目镜可观察到黑色的十字象和叉丝象；十字象和叉丝象不清晰时，应转动目镜调节鼓轮，调节目镜与分划板的距离直至象清晰。
当分划板所处的位置正好位于物镜的焦平面上时，由十字透光窗发出的光经物镜折射后将平行射出。
此时若在载物台上放置一个镜面与望远镜光轴垂直的平面镜，那么由物镜射出的平行光经平面镜反射、物镜聚焦后将会聚在分划板上方的十字处，形成亮且清晰的反射十字像。
当从目镜中观察到的反射十字像模糊时，望远镜出射的不是平行光，此时应松开目镜筒的锁紧螺钉，前后拉动目镜筒，调节物镜与分划板的距离直至从目镜中观察到清晰的反射十字象。
望远镜的这一调节过程又称自准直调节，其目的是将望远镜调焦到无穷远，使其既可接收平行光成象，又可发射平行光。
2．平行光管平行光管是分光计的主要部件之一，它由狭缝和准直透镜组成。
结构如图5，松开狭缝锁紧螺钉，可调节狭缝与透镜之间的距离；当狭缝位于准直透镜的焦平面上时，由狭缝入射的光经透镜折射后将以平行光出射。
图4 阿贝自准直望远镜图5 平行光管光路3．分光计的读数与角度计算分光计的读数圆盘由主刻度盘与带有游标尺的游标盘组成。
如图6所示，主刻度盘可与望远镜锁定在一起，而游标盘可与主轴锁定在一起；望远镜绕主轴转动时，游标尺不动而主刻度盘随望远镜转动，这样可由起止角度的差值计算望远镜的转动角度。
分光计上圆弧形游标的读数原理类似于游标卡尺，主刻度盘上每一小格为30´，游标尺上每一小格为29΄，两尺每格相差1΄，最小读数为1΄。
读数时，先读出游标尺0刻度线左边所在主刻度盘刻度线代表的角度值（游标尺0刻度线左边所在主刻度盘刻度线是半度线时，要多读30΄），不足30΄的部分由游标尺上与主刻度盘刻线对齐的那一条刻度线读出，两者之和即为总读数。
图6中游标尺0刻度线左边所在主刻度盘刻度线为233º，游标尺上与主刻度盘刻线对齐的那一条刻度线的读数为13，总读数为233º13΄。
计算角度时要注意转动过程中游标尺是否经过零刻线。
如图7，望远镜转动后某游标尺相对于主刻度盘的位置由1变为2，相应的角度读数分别为α1和α2。
望远镜在转动过程中游标尺没有经过零刻线（从图8所示的上方转过）时，望远镜转动的角度为：α ＝∣α2-α1∣（2）转动过程中游标尺经过零刻线（从图8所示的下方经过）时，望远镜转动的角度为：α＝360º－∣α2-α1∣ （3）分光计的主刻度盘与游标盘若有微小的不同心，将使测量的角度产生微小的误差，称为偏心差。
为使测量更准确，在游标盘上相差180º的位置设有两个游标尺，可分别称为α尺与β尺。
测量时，对起止位置都应分别从两个尺读数，然后视转动过程中游标尺是否经过零刻线由（2）式或（3）式计算α尺测得的角度α和β尺测得的角度β，再取二者的平均值作为测量值Φ以消除偏心差，即：Φ＝（α＋β）/2 （4）4．分光计的结构如图8，分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物台、读数圆盘等五部分组成。
【预习思考题】图7 分光计转动的角度∣α2-α1∣360 -∣α2-α1∣ 图6 分光计的读数 图8 分光计的结构在调节分光计的过程中，出现下列现象是何原因，应怎样调节？1．望远镜分划板上的叉丝不清晰；2．找不到经平面镜反射后形成的亮斑或亮“十”字象；3．经平面镜反射后形成的亮“十”字象不清晰；4．用调好焦的望远镜观察到的平行光管的狭缝像不清晰。
【实验内容与步骤】1．分光计的调节分光计的调节应遵循一定的原理和方法，一般来说，后续调节是以先行调节为基准的，因此在调节过程中不能轻易去动前面已调节好的部分。
⑴目视粗调调节载物盘水平调节螺钉，使载物盘略微离开载物台面并与载物台面平行，此时载物盘中心近似为转轴中心，载物盘表面近似与转轴垂直。
将望远镜转至与平行光管在一条直线上，俯视观察二者光轴是否同轴且通过转轴中心，若光轴没通过转轴中心可以微调二者的水平调节螺钉。
平视望远镜和平行光管，调节俯仰调节螺钉，使二者的光轴与载物盘表面平行（近似与仪器的中心转轴垂直）。
⑵用自准直法将望远镜调焦到无穷远接通望远镜的灯泡电源。
通过目镜观察分划板上的叉丝刻线和分划板下方透光窗中的黑色十字，转动目镜调节鼓轮直至观察到的叉丝象和十字象最清晰。
在载物盘上放上平面反射镜，松开游标盘的锁紧螺钉，可以通过拨动游标盘来绕中心轴转动载物台。
缓慢转动载物台使反射镜面在接近于垂直望远镜光轴的小范围内水平扫描，并通过目镜观察分划板上的反射十字象或反射光斑。
始终观察不到反射十字象或光斑时，即说明反射镜面与望远镜光轴不垂直，或望远镜聚焦没调好，为简化问题，当转动载物台观察不到反射十字象或光斑时，可直接将平面镜的某个反射面贴近望远镜的物镜进行后续调节。
松开望远镜目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒，调节物镜至分划板的距离，使反射十字象清晰。
此时望远镜调焦到无穷远完成。
转动目镜筒，使叉丝竖线垂直，再锁住目镜筒锁紧螺钉。
⑶调节望远镜光轴与中心转轴垂直将平面镜放上载物盘。
转动载物台看是否从平面镜的两个反射面均能找到反射十字象。
两面均找不到反射十字象，反射镜面在俯仰方向上与望远镜光轴不垂直。
一面有反射十字象另一面没有时，反射镜面与中心转轴不平行。
这时应重新目视粗调载物盘水平调节螺钉和望远镜俯仰调节螺钉使平面镜的反射面平行于中心转轴且望远镜的光轴与中心转轴垂直。
若仍不能找到反射象，可将反射镜面在水平方向、望远镜光轴在俯仰方向作二维扫描，即先将望远镜俯仰调节螺钉反向转动几圈，然后每正向调节一圈就转动载物台作水平方向扫描一次，逐次扫描就能找到反射十字象。
2（a）图9 调节望远镜光轴与仪器中心转轴垂直示意图两面均有反射十字象，但两反射象不等高时，先将其中一面的反射象调到位于图9（d）所示位置，将载物台转动180º后，若反射十字象位于图9（b）所示位置，此时可先调节载物盘水平调节螺钉，使反射十字象向叉丝上方十字走一半，到达图9（c）所示位置，此时反射镜镜面已与中心转轴平行；再调节望远镜俯仰调节螺钉，使反射十字象到达图9（d ）所示位置，即可使望远镜光轴与中心转轴垂直。
这一调节方法称为“各半调节法”。
其原理可借助图9（a ）说明。
请同学自己思考。
实际操作过程中，由于“一半”是凭肉眼估计的，可能存在误差，一般需要重复“各半调节法”几次才能使绕轴转动前后两个反射面的反射十字象均位于图9（d ）所示位置。
⑷调节平行光管移动分光计，使平行光管光轴正对光源。
从望远镜目镜中找平行光管狭缝象，并转动望远镜使狭缝象水平位置居中。
松开狭缝锁紧螺钉，前后移动狭缝套筒使狭缝象清晰。
转动狭缝套筒使狭缝与叉丝横线平行，调节平行光管俯仰调节螺钉使狭缝象位于中央叉丝处，如图10（a ）所示。
转动狭缝套筒使狭缝与叉丝竖线重合，如图10（b ）所示，前后微调狭缝套筒使狭缝象最清晰后，锁住狭缝锁紧螺钉。
2. 测量衍射角并计算光栅常数转动游标盘，使两游标尺的连线大致与平行光管光轴垂直，然后锁住游标盘锁紧螺钉。
松开主刻度盘锁紧螺钉，转动主刻度盘使其零刻度线大致对准望远镜后再锁紧。
这样在以后的测量过程中，游标尺不会经过零刻度线，可直接用（2）式计算角度。
将光栅放在载物台正中，光栅面与平行光管光轴垂直，如图1所示。
原狭缝位置处的白色亮线是零级衍射条纹，光栅光谱的±K 级条纹处在零级条纹两边的对称位置。
转动望远镜使叉丝竖线依次对准衍射级次K =±1级的绿谱线，每对准一次就记录一次望远镜所在位置的两个游标窗口读数α，β。
