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）。