分光计的调整及光栅常数测定23页PPT
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实验四分光计的调整及光栅常数的测定分光计作为基本的光学仪器之一,它是精确测定光线偏转角的仪器,也称之为测角仪。
光学中很多基本量(如反射角、折射角、衍射角等)都可以由它直接测量。
因此,可以应用它测定物质的有关常数(如折射率、光栅常数、光波波长等),或研究物质的光学特性(如光谱分析)。
应用分光计必须经过一系列仔细的调整,才能得到准确的结果。
因此,在学习使用过程中,要做到严谨、细致,才能正确掌握。
【实验目的】1.了解分光计构造的基本原理。
2.学习分光计的调整技术,掌握分光计的正确使用方法。
3.利用分光计测定光栅常数。
【实验原理】1.分光计光线入射到光学元件上,由于反射或折射等作用,使光线产生偏离,分光计就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度的一种仪器。
要测定此角,必须满足两个条件:⑴入射光与出射光均为平行光;⑵入射光、出射光以及反射面或折射面的法线都与分光计的刻度盘平行。
为此,分光计上装有能造成平行光的平行光管、观察平行光的望远镜及放置光学元件的载物台,它们都装有调节水平的螺钉。
为了读出测量时望远镜转过的角度,配有与望远镜连接在一起的刻度盘,如图4-1所示。
各部分别介绍如下:⑴读数装置。
在底座19的中央固定一中心轴,度盘22和游标盘21套在中心轴上,可以绕中心轴旋转;度盘下端有轴承支撑,使旋转轻便灵活;度盘上的刻线把360°圆周角分成720等份,每份为30′。
同一直径方向两端各有一个游标读数装置,测量时,对望远镜的两个位置中每一位置都读出两个数值,然后对同侧的差值读数取平均值,这样可以消除因偏心引起的误差(见本实验参考资料)。
⑵平行光管。
立柱23固定在底座上,平行光管3安装在立柱上,平行光管的光轴位置可以通过立柱上的调节螺钉26、27分别进行左右、水平微调,平行光管有一狭缝装置1。
旋松螺钉2,转动装有狭缝的内套筒使狭缝成严格的垂直状,前后移动内套筒,使狭缝严格地处在透镜焦平面上,则平行光管发出狭缝平行光。
实验四分光计的调整及光栅常数的测定分光计作为基本的光学仪器之一,它是精确测定光线偏转角的仪器,也称之为测角仪。
光学中很多基本量(如反射角、折射角、衍射角等)都可以由它直接测量。
因此,可以应用它测定物质的有关常数(如折射率、光栅常数、光波波长等),或研究物质的光学特性(如光谱分析)。
应用分光计必须经过一系列仔细的调整,才能得到准确的结果。
因此,在学习使用过程中,要做到严谨、细致,才能正确掌握。
【实验目的】1.了解分光计构造的基本原理。
2.学习分光计的调整技术,掌握分光计的正确使用方法。
3.利用分光计测定光栅常数。
【实验原理】1.分光计光线入射到光学元件上,由于反射或折射等作用,使光线产生偏离,分光计就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度的一种仪器。
要测定此角,必须满足两个条件:⑴入射光与出射光均为平行光;⑵入射光、出射光以及反射面或折射面的法线都与分光计的刻度盘平行。
为此,分光计上装有能造成平行光的平行光管、观察平行光的望远镜及放置光学元件的载物台,它们都装有调节水平的螺钉。
为了读出测量时望远镜转过的角度,配有与望远镜连接在一起的刻度盘,如图4-1所示。
各部分别介绍如下:⑴读数装置。
在底座19的中央固定一中心轴,度盘22和游标盘21套在中心轴上,可以绕中心轴旋转;度盘下端有轴承支撑,使旋转轻便灵活;度盘上的刻线把360°圆周角分成720等份,每份为30′。
同一直径方向两端各有一个游标读数装置,测量时,对望远镜的两个位置中每一位置都读出两个数值,然后对同侧的差值读数取平均值,这样可以消除因偏心引起的误差(见本实验参考资料)。
⑵平行光管。
立柱23固定在底座上,平行光管3安装在立柱上,平行光管的光轴位置可以通过立柱上的调节螺钉26、27分别进行左右、水平微调,平行光管有一狭缝装置1。
旋松螺钉2,转动装有狭缝的内套筒使狭缝成严格的垂直状,前后移动内套筒,使狭缝严格地处在透镜焦平面上,则平行光管发出狭缝平行光。
实验4-11 分光计的调整及光栅常数测定分光计作为基本的光学仪器之一,它是精确测定光线偏转角的仪器,也称之为测角仪。
光学中很多基本量(如反射角、折射角、衍射角等)都可以由它直接测量。
因此,可以应用它测定物质的有关常数(如折射率、光栅常数、光波波长等),或研究物质的光学特性(如光谱分析)。
应用分光计必须经过一系列仔细的调整,才能得到准确的结果。
因此,在学习使用过程中,要做到严谨、细致,才能正确掌握。
【实验目的】1. 了解分光计的基本构造,学会调整分光计。
2. 观察光栅衍射现象,学会用分光计测光栅常数。
【实验原理】光栅是利用衍射原理使光发生色散的光学元件,其由大量等宽、等间距、相互平行的狭缝(或刻痕)组成。
光栅分为透射式和反射式两类,并有平面、凹面之分。
根据夫琅和费衍射理论,当波长为λ的单色平行光垂直照射到光栅上时,经每一狭缝的光都要产生衍射,由于各缝发出的衍射光都是相干光,彼此要产生干涉,于是在透镜L 的焦平面上,就会形成一系列被相当宽的暗区隔开的又细又亮的明条纹,称为谱线(见图4-11-1)。
各明条纹所对应的衍射角φ应满足下列条件λφk b a =+sin )( ( ,2,1,0±±=k ) (4-11-1)式中a 为狭缝宽度,b 为缝间距离,(b a +)称为光栅常数,k 为光谱线的级次。
对应于k =0的明条纹为中央明条纹,也称为零级谱线。
若入射光为复色光,则各波长的零级谱线均在同一位置,其它级次的谱线位于零级谱线的两侧,且同级谱线按不同波长,从短波向长波散开,即衍射角逐渐增大,形成光栅光谱。
由式(4-11-1)可以看出,如果已知入射光波长,只要测出其k 级谱线相应的衍射角φ就可以计算出光栅常数。
【实验仪器】分光计、平面反射镜、光栅、汞灯图4-11-1光栅【实验内容与要求】1.调整分光计(1)调整望远镜使之聚焦于无穷远,适于接收平行光。
(2)调整望远镜光轴与仪器转轴垂直。