偏心差及其处理方法分光计的测量方法望远镜旋转角度的-五邑大学

分光计的调节及使⽤分光计的调节与使⽤⼀、实验内容：1.了解分光计的结构和调节⽅法；2.测量棱镜的折射率。

⼆、实验仪器：分光计三、实验原理：1. 分光计的结构分光计具备有四个主要部件：望远镜、平⾏光管、载物台、读数盘（刻度盘、游标盘）。

1）望远镜(8):图2 ⾃准望远镜结构望远镜是⽤来观察平⾏光的。

分光计采⽤的是⾃准直望远镜(阿贝式)。

它是由⽬镜、叉丝分划板和物镜三部分组成，分别装在三个套筒中，这三个套筒⼀个⽐⼀个⼤，彼此可以互相滑动，以便调节聚焦。

如图2所⽰。

中间的⼀个套筒装有⼀块圆形分划板，分划板⾯刻有“”形叉丝，分划板的下⽅紧贴着装有⼀块45°全反射⼩棱镜，在与分划板相贴的⼩棱镜的直⾓⾯上，刻有⼀个“+”形透光的叉丝。

在望远镜看到的“+”像就是这个叉丝(物)的像。

叉丝套筒上正对着⼩棱镜的另⼀个直⾓⾯处开有⼩孔并装⼀⼩灯，⼩灯的光进⼊⼩孔经全反射⼩棱镜反射后，沿望远镜光轴⽅向照亮分划板，以便于调节和观测。

2）平⾏光管(3)：平⾏光管是⽤来产⽣平⾏光的，它由狭缝和会聚透镜组成，其结构如图3所⽰。

狭缝与透镜之间的距离可以通过伸缩狭缝套筒进⾏调节，当狭缝调到透镜的焦平⾯上时，则狭缝发出的光经透镜后就成为平⾏光。

狭缝的宽度可由图中的2进⾏调节。

3）载物平台(5)：载物平台是⽤来放待测物件的（如三棱镜、光栅等）。

4）读数装置(21，22)：读数装置由刻度圆盘和与游标盘组成。

刻度圆盘分为360°，每度中间有半刻度线，故刻度圆盘的最⼩读数为半度(30′)，⼩于半度的值利⽤游标读出。

游标上有30分格，故最⼩刻度为。

分光计上的游标为⾓游标，但其原理和读数⽅法与游标卡尺类似。

1图3平⾏光管结构图图4分光计的游标盘为了消除刻度圆盘与游标盘不完全同轴所引起的偏⼼误差，在刻度圆盘对径⽅向(相隔)设有两个游标盘，测量时要同时记录两个游标的读数。

如图5所⽰。

图5中的外圆表⽰刻度盘，其中⼼在O ；内圆表⽰载物台，其中⼼在O'。

实验7.1.2 分光计的调节与使用分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。

光学中的许多基本量如波长，折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角，因而利用它可测量波长、折射率，此外还能精确的测量光学平面间的夹角。

许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等）的基本结构也是以它为基础的，所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。

使用分光计时必须经过一系列的精细的条整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实验中基本技术之一，必须正确掌握．本实验的目的就在于着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的偏向角实验原理１．分光计的结构分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。

外形如图7.1.2-1所示。

（１）底座－中心有一竖轴，望远镜和读数圆盘可绕该轴转动，该轴也称为仪器的公共轴或主轴。

（２）平行光管－是产生平行光的装置，管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝的圆筒，狭缝宽度可以根据需要调节。

（３）望远镜－观测用，由目镜系统和物镜组成，为了调节和测量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼此可以相互移动，也可以用螺钉固定。

参看图7.1.2-2，在中管的分划板下方紧贴一块︒45全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小十字窗口．光线从小棱镜的另一直角边入射，从︒45反射面反射到分划板上，透光部分便形成一个在分划板的明亮的十字窗。

（４）载物台－放平面镜、棱镜等光学元件用．台面下三个螺钉可调节台面的倾斜角，平台的高度可旋松螺钉（7）升降，调到合适位置再锁紧螺钉。

（５）读数圆盘－是读数装置。

格值为３０分。

在游标盘对称方向设有两个角游标。

这是因为读数时，要读出两个游标处的读数值，然后取平均值，这样可消除刻度盘和游标盘的圆心与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。

读数方法与游标卡尺相似，这里读出的是角度。

读数时，以角标零线为准，读出刻度盘上的度值，再找游标上与刻度盘上刚好重合的刻线为所求之分值。

竭诚为您提供优质文档/双击可除分光计的实验报告篇一：物理实验报告分光计实验用分光计测定三棱镜的顶角和折射率在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c。

c与v的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n表示，即：n?c。

同一介质对不同波长v的光折射率是不同的。

因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。

一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm的折射率。

本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm的光的折射率。

1、实验目的（1）进一步学习分光计的正确使用（2）学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率。

2．实验仪器分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。

3．实验原理介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。

这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。

如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。

当平行的单色光，入射到三棱镜的Ab面，经折射后由另一面Ac射出，如图6-13所示。

入射光线LD和Ab面法线的夹角i称为入射角，出射光eR和Ac面法线的夹角i’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。

可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i0等于出射角i0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin图6-13光线偏向角示意图。

由图6-13可知：δ=（i-r）+（i’-r’）（6-2）A=r+r’（6-3）可得：δ=（i+i’）-A（6-4）三棱镜顶角A是固定的，δ随i和i’而变化，此外出射角i’也随入射角i而变化，所以偏向角δ仅是i的函数．在实验中可观察到，当i变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角．令d??0，由式(6-4)得didi??1（6-5）di再利用式（6-3）和折射定律i?nsi（6-6）sini?nsi,sin得到dididrdrncosrcosi(?1)?didrdrdicosincosr22??cosr?n2sin2rcosr?nsi?(1?n2)tg2r?(1?n)tgr22?csc2r?n2tg2rcscr?ntgr222??(6-7)2222由式（6-5）可得：?(1?n)tgr??(1?n)tgrtgr?tgr因为r和r’都小于90°，所以有r=r’代入式（5）可得i=i。

分光计二分之一调节法和消除偏心差的方法分光计中，测量角度利用的是一个圆形的游标盘。

但是，由于游标盘是一个圆，转动的时候机器的转轴不可能严格的正好在圆心，必然或多或少会有一些偏心，所以存在偏心差。

可以在游标盘上左右各放一个游标，将读数求平均，就可以很好的消除偏心带来的误差。

调节技巧：在分光计调节中，难点是掌握使望远镜轴线与平台转轴垂直的方法与技巧。

认真细致的粗调和“各半调节法”是实现这一调节的前提和基础。

正确的调节方法必须先进行粗调，即一面用手来回旋转分光计的刻度盘或平台，使平台上平面镜法线方向在望远镜的轴线方向左右来回通过，同时用眼睛在望远镜附近上下来回移动，耐心地寻找，找到由平面镜反射回的光斑，这是寻找光斑的关键。

结构原理：
各种型号的分光计，其光学原理基本相同，主要部件包括望远镜、平行光管、载物台（台上安置分光用的三棱镜或光栅）、刻度盘和游标盘、底座五大部分。

望远镜望远镜由物镜和目镜组成，物镜和目镜之间有分划板。

分划板紧贴一个直角三棱镜，在棱镜的直角面上有一个被光源照亮的小绿十字，其中心位置与分划板刻线的上交点对称。

平行光管它的作用是产生平行光。

管的一端装有一个消色差的复合正透镜,另一端是装有狭缝的套管。

竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验分光计实验报告篇一：分光计的调节与使用实验报告分光计的调节与使用实验报告姓名：学号：专业班级：实验时间：一、试验目的1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法；2、测量三棱镜玻璃的折射率。

二、实验仪器分光计，三棱镜，准直镜。

三、实验原理1.测折射率原理：当i1＝i2时，δ为最小,此时??i1A2?min2??i1??i1?i1A21(?min?A)2设棱镜材料折射率为n，则A??nsinsini1?nsini12i1?n?故sini1?Asin2sin?min?AAsin2由此可知，要求得棱镜材料折射率n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角?min。

四、实验步骤1.调节分光计1）调整望远镜：a目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。

b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。

c调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。

调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。

2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。

a调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。

b接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面Ac和Ab返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。

注意）：1、望远镜对平行光聚焦。

2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。

3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。

4、狭缝宽度1mm左右为宜。

2.测量最小偏向角（1）平行光管狭缝对准前方水银灯。

（2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。

（3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。

谱线对准分划板。

?，有（4）记下读数?1和?2转至（2），记下读数?1?和?2 ?min?1?1??1??2??2??2五、实验数据处理原始数据如下：数据处理：α=60?±102ns?2?u仪??mi?s??(?i??i)n?11ou仪=3?按不确定度传递原则1?min1?mincos()sin?sin()cos?nu??u??unn?n2??sin1?min cos()?n?uu?un?sin?n?sin(?min)sin22?1.676;un?(un)??(un)??0.005;un?100?0.3;(un)r?n得：n?n?un?1.676?0.005六、思考题1、为什么利用自准法可以将望远镜调至接受平行光和垂直中心轴的正常工作状态？如何调整？（1）点亮照明小灯，调节目镜与分划板间的距离，看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口（目镜对分划板调焦）。

分光计的调整和使用分光计是一种测量光线偏转角的仪器，实际上就是一种精密的测角仪。

由于不少物理量如折射率、波长……等往往可以用光线的偏折来量度，因此分光计是光学实验中的一种基本仪器。

在分光计的载物台上放置色散棱镜或衍射光栅，它就成为一台简单的光谱仪器；在分光计上装上光电探测器，还可以对光的偏振现象进行定量的研究。

为了保证测量的精确，分光计在使用前必须调整。

分光计的调整方法对一般光学仪器的调整也是有一定通用性，因此学习分光计的调整方法也是使用光学仪器的一种基本训练。

[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。

1 ——目镜2 ——小灯3 ——望远镜筒4 ——平行平面镜5 ——平台倾斜度调节螺丝6 ——平行光管7 ——狭缝装置8 ——望远镜倾斜度调节螺丝9 ——望远镜微调螺丝10——平行光管微调螺丝11——度盘微调螺丝12——望远镜锁进螺丝13——游标盘图31-1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30-2。

分光计的调节和使用分光计是一种精确测量入射光和出射光之间偏转角度的光学仪器，几何光学实验中用来测量棱镜角、光束偏向角等；物理光学实验中可用来测量折射率、光波波长、色散率等物理量。

光学测量仪器一般比较精密，使用时必须严格按规则调整。

一、实验目的1．了解分光计构造的基本原理，学会分光计的调节方法。

2．学习用反射法测量三棱镜的顶角。

3．学习用最小偏向角法测量玻璃的折射率。

二、实验原理1. 分光计的结构及调节原理要精确测量入射光与出射光之间的偏转角，必须使入射光与出射光均为平行光，且入射光和出射光的方向及反射面(折射面)的法线都与分光计的读数盘平行。

为此，分光计上装有产生平行光的平行光管，接收平行光的望远镜，放置光学器件(如三棱镜、平面镜、光栅等)的载物台，这三者的方位都可利用各自调节螺丝作适当的调整。

为了测量角度，分光计还配有与望远镜固定在一起的读数装置。

下面以JJY 型分光计为例(如图6.28所示)，介绍分光计的调节原理。

（1）平行光管平行光管用来产生平行光束。

管的一端装有消色差透镜，另一端内插入一个套筒，套筒末端有一条可调狭缝。

旋转螺丝(26)可调节狭缝宽度。

伸缩套筒可改变狭缝至透镜之间距离。

当其距离等于透镜的焦距时(即狭缝位于物镜焦平面时)，可使照在狭缝上的光经过透镜后成为平行光射出。

螺丝(25)可调节平行光管的俯仰倾斜程度。

（2）望远镜望远镜是用来观察平行光的。

分光计采用的是自准直望远镜(阿贝式)。

它是由目镜、叉丝分1.狭缝；2.狭缝锁紧螺丝；3.平行光管；4.止动架；5.载物台；6.载物台调节螺丝；7. 载物台和游标盘间锁紧螺丝；8.望远镜；9.目镜筒锁紧螺丝；10.阿贝式自准目镜；11.目镜调焦手轮；12.望远镜倾斜调节螺丝；13.望远镜左右偏斜度调节螺丝；14.望远镜微动螺丝；15. 望远镜和度盘间锁紧螺丝；16.望远镜止动螺丝（另侧）；17.止动架；18.底座；19.转座；20.刻度盘；21.游标盘； 22.游标盘微动螺丝；23.游标盘止动螺丝；24.平行光管光轴左右偏斜度调节螺丝；25.平行光管倾斜调节螺丝；26.狭缝宽度调节螺丝图6.28 JJY 型分光计结构图αϕ图6.31 自准法测顶角 划板和物镜三部分组成，分别装在三个套筒中，这三个套筒一个比一个大，彼此可以互相滑动，以便调节聚焦。

分光计二分之一调节法和消除偏心差的方法分光计是一种用来测量物质吸收光谱的仪器。

在实际应用中，我们常常会遇到一些问题，比如：如何使用分光计进行精确的测量，如何消除仪器或样品本身的偏心差等。

下面我将介绍分光计二分之一调节法和消除偏心差的方法。

一、分光计二分之一调节法分光计二分之一调节法是一种常用的方法，用来减小分光计的光源输出不稳定性对测量结果的影响。

其基本原理是将光路分成两条完全相同的路径，将两个光检测器的输出信号通过差分放大器进行差分运算，将两个光路的测量结果完全抵消，以减小不稳定光源的影响。

具体步骤如下：1.确保分光计各部件工作正常，并将光源调节到所需波长。

2.调节光路，使两个光路长度完全相同，保持其余参数相同。

3.将光检测器A和光检测器B的输出信号分别输入差分放大器的两个输入端。

4.调节差分放大器的增益，以便使光检测器A和光检测器B的信号完全抵消。

5.进行测量，通过差分放大器的输出信号获得准确的测量结果。

偏心差是指具有两个相对偏心光轴的物镜系统导致的像差。

偏心差会导致分光计测量结果的不准确，因此需要采取一些方法来消除偏心差。

以下是几种常用的消除偏心差的方法：1.调节物镜系统：根据需要，调节物镜系统的焦距或位置，使得两个光轴重合，消除偏心差。

2.加装偏心差补偿装置：在物镜系统中加入偏心差补偿装置，通过调节该装置来消除偏心差。

3.使用特殊设计的物镜系统：一些分光计在设计中已经考虑到了偏心差的问题，使用这些特殊设计的物镜系统可以减小偏心差。

4.参考样品法：在进行测量时，选用一个具有相同偏心差的参考样品进行校正，通过减去参考样品的影响，消除偏心差对测量结果的影响。

需要注意的是，消除偏心差是一个相对复杂的过程，需要根据具体的情况选择合适的方法。

在进行实际操作时，应仔细调整参数，确保偏心差得到有效消除。

综上所述，分光计二分之一调节法和消除偏心差的方法是实际应用中常用的技术手段，可以提高测量结果的准确性和稳定性。

分光计消除偏心差的方法分光计是一种常见的实验仪器，用于测量物质对不同波长光的吸收、透射或反射情况。

然而，分光计在使用过程中可能会出现偏心差（也称为系统误差），导致测量结果的不准确性。

因此，消除偏心差是使用分光计进行准确测量的重要步骤之一偏心差的产生原因可以是仪器本身的设计缺陷，也可以是使用不当引起的。

例如，反射式分光计在使用过程中可能发生镜片偏离光轴的现象，导致光束出现偏移。

为了消除偏心差，可以采取以下方法：1.清洁和调整仪器：首先，保持仪器的清洁和良好的维护非常重要。

使用干净的布或纸巾清洁分光计的镜片，确保其表面没有灰尘或油脂等污物。

此外，调整仪器的光轴对称度，以使光束垂直于样品或检测装置。

2.使用校准参考物质：校准是消除偏心差的重要步骤之一、选择已知吸光度的校准参考物质，并使用其光谱作为基准进行校准。

3.零调整：在进行测量前，执行零调整操作。

这可以通过将仪器调整至零吸光度或零基线状态来完成。

将参比物替换为纯溶剂或空白样品，并调整仪器使读数为零。

4.极性调整：极性调整是用于消除仪器产生的偏心差的关键步骤之一、这可以通过旋转极性调整旋钮来实现。

首先记录初始读数，然后旋转旋钮使读数尽可能接近零。

多次重复此过程，直到读数不再变化或变化非常小为止。

5.反射式分光计的调整：对于反射式分光计，还需要特别注意调整光源反射式分光计的镜片。

调整光线以使其与入射光线平行，并使其经过样品后返回分光计。

6.定期校准和维护：为了保持分光计的准确性，定期进行校准和维护非常重要。

根据使用频率和要求进行定期维护，包括清洁仪器、调整光轴和校准参比物质。

分光计二分之一调节法和消除偏心差的方法【摘要】分光计是一种用于测量物体对不同波长光的吸收能力的仪器，具有广泛的应用。

但是，分光计的性能受到一些误差的影响，其中最主要的是偏心差。

本文将重点介绍分光计中的二分之一调节法和消除偏心差的方法。

【关键词】分光计；二分之一调节法；偏心差；消除方法一、二分之一调节法二分之一调节法是一种用于测量物体对不同波长光的吸收能力的方法。

它的原理是利用分光计中的二分之一调节器，将入射光束分成两束具有相反相位的光束，然后通过物体，再通过接收器，最后通过检测器。

利用接收到的两束光的干涉现象，可以得到物体对光的吸收能力的信息。

在具体测量中，通常会调节二分之一调节器的位置，使得两束光的相位差为零。

二分之一调节法的优点是可以测量物体对两束光的吸收能力差异，从而可以得到更准确的结果。

同时，该方法对抗噪声和信号叠加的能力也较强，可以提高仪器的灵敏度和准确性。

偏心差是分光计中的一种误差，指的是两束光束在通过物体后，其相位差不为零。

由于物体的对称性不完美或者光学元件的非理想性等原因，偏心差往往难以避免。

在实际测量中，如果不加以处理，偏心差会导致测量结果的误差和不准确性。

为了消除偏心差，可以采取以下几种方法：1.光程完全对称法：该方法是在分光计中设置复合型光轴，使得两束光通过物体时的光程完全对称。

通过调整光轴的位置和方向，可以保证光经过物体后的相位差为零，从而消除偏心差。

2.自动激光追踪法：该方法使用自动激光追踪技术，通过对激光束进行自动修正和调节，使其始终与分光计中的光路保持一致。

这样可以实时监测和调整光经过物体后的相位差，从而消除偏心差。

3.物体旋转法：该方法通过旋转物体，改变光通过物体的路径和相位差，从而消除偏心差。

具体实施时，需要根据物体的特点和测量需求，确定旋转的角度和方向。

4.数字信号处理法：该方法是通过对测量结果进行数字信号处理，利用滤波和校正等算法，对偏心差进行补偿和校正。

这样可以减小偏心差对测量结果的影响，提高测量的准确性。