《大学物理实验》教案实验28 分光计的调节与使用

大学物理实验分光计的调整与使用实验报告大学物理实验分光计的调整与使用实验报告引言：分光计是一种常用的实验仪器，广泛应用于物理、化学、生物等领域的实验中。

本实验旨在熟悉分光计的结构和工作原理，并通过实际操作调整和使用分光计，掌握其正确的使用方法。

一、分光计的结构和工作原理1. 分光计的结构分光计主要由光源、准直系统、单色器、样品室和检测器等部分组成。

其中，光源提供光线，准直系统将光线聚焦，单色器将多色光分解为单色光，样品室用于放置待测样品，检测器接收光信号并输出电信号。

2. 分光计的工作原理分光计的工作原理基于光的衍射和干涉现象。

当光通过准直系统后，进入单色器，单色器通过光栅或棱镜将多色光分解为单色光，然后单色光进入样品室与待测样品相互作用，样品吸收或反射特定波长的光，最后通过检测器检测到的光信号转化为电信号。

二、分光计的调整1. 准直系统的调整准直系统的调整是保证光线能够准确进入单色器的关键。

首先，打开分光计，调节光源位置，使其与准直系统中心对齐。

然后，调节准直系统的调焦旋钮，使光线在单色器入口处形成清晰的光斑。

最后，使用目镜观察光斑，通过调节准直系统的调焦旋钮，使光斑在目镜中移动到中心位置。

2. 单色器的调整单色器的调整是保证光线能够被准确分解为单色光的关键。

首先，选择适当的单色器，根据待测样品的波长范围选择合适的单色器。

然后，调节单色器的入射角和旋钮，使光线通过单色器后，能够被分解为所需的波长范围。

最后，使用检测器检测单色光的强度，通过调节单色器的旋钮，使单色光的强度达到最大值。

三、分光计的使用1. 样品室的使用样品室是用于放置待测样品的部分。

在使用样品室前，应先清洁样品室，确保无杂质。

然后，将待测样品放置在样品室中，注意样品的摆放位置应与光线垂直，以避免光线的散射和干扰。

最后，关闭样品室，确保光线只能通过样品与之相互作用。

2. 检测器的使用检测器是用于接收光信号并转化为电信号的部分。

在使用检测器前，应先调节检测器的增益和灵敏度，使其适应待测样品的光强。

分光计的调整与使⽤分光计的调整和使⽤⼀、实验⽬的1．了解分光计的结构，学会正确的调节和使⽤⽅法。

2．掌握⽤⾃准直法调节望远镜调焦⾄⽆穷远。

3．学会⽤分光计测量光学平⾯间夹⾓的⽅法。

⼆、实验仪器本实验使⽤JJY1'型的分光计。

该分光计由“阿贝”式⾃准直望远镜、装有可调狭缝的平⾏光管、可升降的载物平台及光学度盘游标读数系统等四⼤部分组成。

图-1现将各部分逐⼀介绍。

1.“阿贝”式⾃准直望远镜装有“阿贝”⽬镜的望远镜称“阿贝”式⾃准望远镜。

它⽤以观察平⾏光进⾏的⽅向。

与普通望远镜相类似，它由物镜与⽬镜组成。

改变物镜⾄⽬镜的距离，可以使不同距离远处的物体成象清晰。

望远镜调焦于⽆穷远时，则可使从⽆穷远处来的平⾏光成象最清晰。

为了测量，物镜与⽬镜之间有叉丝，⽬镜与叉丝，及⽬镜、叉丝相对于物镜的距离均可调节，叉丝应位于⽬镜焦平⾯上。

⽬镜是有场镜和接⽬镜组成的，常⽤的⽬镜有⼆种：⼀是⾼斯⽬镜，在它的场镜和接⽬镜间装了⼀⽚与镜筒成45°⾓的薄玻璃⽚。

当⼩灯的光经玻璃⽚反射后可将叉丝全部照亮。

⼆是阿贝⽬镜，在⽬镜与叉丝之间装了⼀个全反射⼩三棱镜，⼩灯发出的光经⼩三棱镜反射后将叉丝的⼀部分照亮，⽽从⽬镜望去这照亮的部分刚好被⼩三棱镜遮住，故只能看到叉丝的其他部分，见图2。

JJY1'型分光计采⽤的是阿贝⽬镜。

图2望远镜可绕分光计中⼼轴转动，它的倾斜度也可通过螺丝进⾏调节，⽽望远镜固定螺丝则起着把望远镜倾斜度固定的作⽤，见图30-1。

在望远镜与中⼼轴相连处有望远镜锁紧螺丝，放松时可使望远镜绕中⼼轴转动，旋紧时可固定望远镜，见图1。

2.平⾏光管平⾏光管是仪器中产⽣平⾏光的机构。

它有⼀个可改变缝宽的狭缝及⼀个会聚透镜所组成。

狭缝⾄透镜的距离可调节。

当⽤光源照明狭缝时，若狭缝刚好位于透镜焦平⾯处，则平⾏光管将发出平⾏光。

平⾏光管与分光计底座固定在⼀起，它的倾斜度可以通过调整螺丝进⾏调节。

⽽平⾏光管固定螺丝则起着把平⾏光管倾斜度固定的作⽤（见图1）。

实验28 分光计的调节与使用【一】实验目的1.了解分光计的构造，学会分光计的调节方法。

2.学会用分光计测量三棱镜的顶角。

【二】实验仪器分光计；电源；平面反射镜；三棱镜【三】实验原理及过程简述1.分光计的结构分光计主要由四部分组成：望远镜；载物台；平行光管；读数盘2．自准望远镜图1当分化板处于目镜和物镜的焦平面上，且平面镜垂直于望远镜的轴线时，十字架的像与十字叉丝重合，如图2。

图23．分光计测量三菱镜顶角的原理图3分光计调节好后把三菱镜放到载物台上，当望远镜同三菱镜的一个光学面垂直时，十字架的像应该与视场中的十字叉丝重合。

如图可测量出望远镜转过的角度，则三菱镜的顶角为：()()[]''A 1212021180θ-θ+θ-θ-= 4. 实验步骤1）调节望远镜使其适合于观察平行光；2）调节望远镜和载物台的倾斜角度使其与分光计的轴线垂直；3）测量三菱镜的顶角。

【四】数据记录1θ 1θ' 2θ 2θ' 1422' 02183' 42122' 42303' 2438' 03188' 03128' 02308' 3249' 04189' 24129' 24309'【五】 数据处理及误差计算三菱镜顶角：)]()[(211801212θθθθ'-'+--= A 2601'= A3602'= A1603'= A2603321'=++= A A A A20'=-=∆A A A （A 0＝60度表示三菱镜顶角的理论值）%1.0%1000=⨯∆=A A Er 【六】实验结果表达及误差分析1． 实验结果⎩⎨⎧='±'=%1.02260Er A 2． 误差分析本实验测量结果与三菱镜顶角的理论值相比误差非常小，误差产生的原因主要是由于分光计的载物台及望远镜很难精确同分光计的轴线垂直，这样十字架发光物体经三菱镜光学面反射所成的像很难精确同十字叉丝重合；读数时十字架像的竖线没有同叉丝的竖线精确重合。

分光计的调节与使用教案教案：分光计的调节与使用一、教学目标：1.了解分光计的基本原理和使用方法。

2.能够正确调节分光计，使其达到最佳的使用效果。

3.能够使用分光计进行光谱测量。

二、教学重点与难点：1.调节分光计的方法与技巧。

2.光谱测量的步骤与注意事项。

三、教学准备：1.分光计2.光谱测量样品3.实验报告模板四、教学过程：1.导入（5分钟）通过提问与学生进行互动，引导学生回忆并复习分光计的基本原理和使用方法。

2.理论讲解（20分钟）讲解分光计的基本原理和结构，并介绍分光计的主要调节部件。

重点讲解分光计的入射狭缝和出射狭缝的调节方法。

3.调节分光计（30分钟）向学生展示一个实际的分光计，并示范调节分光计的方法。

教师应着重讲解如何调节入射狭缝和出射狭缝，并解释为何需要进行调节。

学生可以跟随教师调节自己的分光计，教师逐一查看学生的调节结果，并提供指导。

4.光谱测量（30分钟）讲解光谱测量的步骤和注意事项，并进行示范。

教师应重点讲解选择适当的样品和实验条件，并注意测量时的稳定性和准确性。

学生可以按照教师的示范进行光谱测量，并记录实验数据。

5.实验报告（15分钟）要求学生根据实验数据撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和讨论等。

强调实验报告的规范性和科学性。

六、教学总结与反思（10分钟）通过提问与学生进行互动，总结本节课的教学内容。

鼓励学生提出疑问和意见，并进行讨论。

七、课后作业1.复习本节课内容，整理笔记。

2.根据实验数据撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和讨论。

八、教学延伸1.给学生展示分光计在实际应用中的例子，如光谱分析、质量检测等。

2.组织学生进行小组讨论，探讨如何进一步提高分光计的精度和准确性。

九、教学反馈根据学生的学习情况进行反馈，及时调整教学策略并改进教学方法。

大学物理实验一．实验名称：分光计的调节与使用 二．实验仪器：分光计，三棱镜 三．实验原理:1.三棱镜色散原理：入射光与出射光夹角是偏向角。

在某个入射角处，偏向角最小，为最小偏向角m in δ2.折射率计算公式：2sin2sinn minA A δ+=，A 为棱镜的顶角。

由此可知，求棱镜材料折射率必须先测其顶角和最小偏向角m in δ3.本实验是使光束经平行光管后通过待测光学元件，用望远镜观测光线通过待测光学元件的偏折，从而确定光学元件的某些技术参数，如顶角，折射率，光栅常数，光波长等等。

四．实验步骤：（目测初调➡望远镜调节➡望远镜轴线及平台与中心转轴垂直➡平行光管轴线与中心转轴垂直➡读数系统的调节➡测量三棱镜顶角和最小偏向角）1）目测粗调：使望远镜，载物台及平行光管基本水平（通过调节望远镜的俯仰调节螺丝和载物台下的调节螺丝，使望远镜和载物台基本水平）2）望远镜调节：（1）目镜调节：调节目镜调节手轮，看清叉丝；（物镜调焦：前后移动目镜套筒，看清绿色十字架）3）望远镜轴线及平台与中心转轴垂直：（判断望远镜转轴与中心主轴垂直依据：由反射镜两个面反射的十字相都与分划板的十字叉丝重合；各半调节法：调节倾角螺钉和载物台调节螺钉调整十字相与分划板的十字叉丝重合的过程。

）a.将双面反射镜放在载物台任意两螺钉的中垂线上，并正对望远镜。

b.使用各半调节法，使十字相与分划板的十字线重合；c.载物台转动180°，使用各半调节法，使成像也与十字叉线重合；d.调整完毕不再动倾角螺丝和调节螺丝；e.使平面镜正对望远镜；f.用各半调节法调螺丝c ，使十字光标与十字线重合，并180°调节，使重合；至此不动螺丝c ；4）平行光管轴线与中心转轴垂直：将望远镜正对平行光管，打开灯照亮狭缝，松开套筒锁定螺钉，调节套筒前后位置直到看到清晰的狭缝象；使缝宽约为1毫米，转动狭缝呈水平状态，与中间横线重合；再转为水平状态；5）读数系统调节：将游标置于一左一右➡松开望远镜与刻度盘的锁定螺丝，转动刻度盘使使游标的零度分别对准90度和279度，锁定➡松开望远镜锁定螺丝。