分光计的调节与使用教材

《分光计的调节及使用》教案实验方式：讲解与演示相结合（50-60分钟），学生实验（150-180分钟）实验要求：1．掌握分光计的调节方法；2．掌握测量棱镜顶角的方式；3．学会用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。

实验仪器：分光计、平面反射镜、玻璃三棱镜、汞灯等。

讲解及演示主要内容：1．分光计结构及用途介绍（10分钟）A．仪器结构底座：分光计的基座；望远镜：接收平行光管的平行光，并在分划板上成像。

载物台：放置被测量物（台下由三个螺丝控制台面）。

平行光管：产生平行光。

读数盘：分为内外盘，外盘有0~360的圆刻度，分度值为0.5。

内盘为游标盘，上面有相隔180的两个角游标，分度值为1。

读数方法与游标卡尺的相似。

读数时，望远镜的方位确定，两游标要同时读数（为了消除刻度盘中心与仪器转轴之间的偏心差）。

B．用途分光计是一种测量角度的仪器，利用它能精确地测量入射光线与出射光线的角度，通过测量的角度可计算出折射率、光栅常量、谱线波长等。

摄谱仪、单色仪等精密光学仪器也是在分光计的基础上发展而成的。

2．详细阐述分光计具体调节步骤（20分钟）由于分光计是比较精密的仪器，测量前需将它调整到可用状态。

主要分为三大步：A．用自准直法调节望远镜聚焦于无穷远（1）点亮目镜照明小灯，调节目镜，使分划板上十字叉丝与绿直角棱镜上十字叉丝都清晰，且无视差。

（2）平面镜贴紧望远镜物镜，前后移动分划板，使反射绿十字叉丝像清晰，拧紧分划板固定螺丝。

B．调节望远镜主轴垂直于仪器转轴（熟练掌握1/2调节法）（1）粗调。

目测调节望远镜光轴，载物台水平。

（2）1/2调节法。

（本实验的难点，重点讲）C ． 调节平行光管发出平行光，且平行光管主轴垂直于仪器转轴。

注：边讲解边用CCD 演示，这是本实验的重点。

3．测量三棱镜的顶角在三棱镜的调节中，反复调节棱镜两折射面均与望远镜主轴垂直。

测量顶角时有两种方法：自准直法、反射法。

A ． 自准直法：测量两折射面的法线方向。

实验9 分光计的调整和使用
一、实验内容和数据处理
1.分光计的调整
（1）调整分光计的目的
①分光计通常用来测量线光源光线经各种光学元件（如狭缝、光栅、棱镜等）
后的偏转角度。

测量时, 转动望远镜, 使之对准偏转光线, 由读数窗所得读数变化即得角度。

所以, 实验测量前调整仪器目的为了小件系统误差。

②望远镜调焦到无穷远, 平行光能成像清晰；
望远镜的光轴与分光计中心轴垂直, 载物台平面垂直于分光计中心轴；
平行光管发射平行光, 其光轴与分光计中心轴垂直。

用一束平行光入射到三
左右∣左
A
-右
A
∣
∣左
B
-右
B
∣
4
-
-
B
B
A
A
A
右
左
右
左+
=
∠
A窗B窗A窗B窗
标准偏差S=1.5' 仪器误差为△仪=1′
U=2
2/3）
（仪∆+S =1.5' ∠A=u ±∠A =’。

2.460±1.5'
二、分析与讨论
1.在调整分光计时, 如果没有达到要求就会出现一下两种情况: ⑴若载物台平
面与分光计中心轴垂直, 而与望远镜光轴不垂直, 则当转动载物台时, 无论哪个反射面对准望远镜, 在望远镜中看到的叉丝像总是偏上或总是偏下。

⑵若望远镜光轴与分光计中心轴垂直, 而载物台平面不垂直, 则当转动载物台, 使一个反射面正对望远镜时若叉丝像偏下；转过180°, 使另一个反射面正对望远镜, 叉丝像必偏上。

这时可以调整载物台调整螺母a 、b 、c 中任选两个。

分光计的调节1.一. 分光计的调节2.分光计的调节要求是：a 望远镜对无穷远聚焦；b 平行光管和望远镜光轴与仪器转轴垂直； c 使平行光管发出平行光束。

调节前先用眼睛观察望远镜、载物平台、平行光管是否垂直于仪器的转轴，粗调之后再对各部分进行精细调节。

3. 1.调节望远镜对无穷远聚焦4.点亮望远镜里的照明小灯，转动目镜调节手轮，直到看清分划板的十字叉丝。

将平面反射镜放在载物平台上，并使反射镜处于载物平台的三个倾斜调节螺丝中任取两个螺丝连线的垂直平分线上。

缓慢转动载物平台，从望远镜中找到由平面镜反射回来的光斑。

如果看不见反射光斑，可调节望远镜下的螺丝，以改变望远镜的倾斜度。

找到光斑后，调节手轮前后移动目镜系统，直到绿十字反射像清晰且与视场中十字叉丝没有视差为止。

这时分划板即位于望远镜物镜的焦平面上，并且物镜与目镜的焦平面重合，表明望远镜对无穷远调焦完毕。

5. 2.调节望远镜光轴与旋转主轴垂直6.转动载物平台，利用“各半法”调节望远镜下的螺丝和载物平台下调节螺丝7.、8.，使绿色十字反射像与调整叉丝完全重合。

这时说明望远镜光轴与平面镜垂直，但并不一定和旋转主轴垂直。

9.将载物平台转10.，使平面镜另一面对准望远镜，如果绿十字反射像与调整叉丝不重合，则继续利用“各半法”调节直至两者完全重合。

11.再将载物平台旋转12.，这时十字叉丝可能又偏离调整叉丝，则需要利用“各半法”反复进行调节，渐次逼近，直至旋转载物平台时从平面镜两个反射面反射回来的像都与调整叉丝重合。

13. 3.平行光管的调焦及调节平行光管的光轴与旋转主轴垂直14.取下平面镜，用钠灯照亮平行光管狭缝，将调好的望远镜对准平行光管。

15.调节狭缝宽度螺丝，使狭缝出射的光线形成细的亮线；将狭缝转成水平取向，转动手轮前后移动移动狭缝，直到从望远镜中看到清晰的狭缝像。

调节平行光管下的螺丝改变平行光管的倾斜度，使狭缝像与水平测量叉丝重合且无视差，这表明平行光管的光轴和旋转主轴已相互垂直。

分光计的调整和使用
调节与使用方法：预热仪器、选定波长、固定灵敏度档、调节T＝0％、调节T＝100％等。

1、预热仪器：将选择开关置于“T”，打开电源开关，使仪器预热20。

为了防止光电管疲劳，不要连续光照，预热仪器时和不测定时应将试样室盖打开，使光路切断。

2、选定波长：根据实验要求，转动波长手轮，调至所需要的单色波长。

3、固定灵敏度档：在能使空白溶液很好地调到“100％”的情况下，尽可能采用灵敏度较低的挡，使用时，首先调到“1”挡，灵敏度不够时再逐渐升高。

但换挡改变灵敏度后，须重新校正“0％”和“100％”。

选好的灵敏度，实验过程中不要再变动。

4、调节T＝0％：轻轻旋动“0％”旋钮，使数字显示为“00．0”，（此时试样室是打开的）。

调节T＝100％：将盛蒸馏水（或空白溶液，或纯溶剂）的比色皿放入比色皿座架中的格内，并对准光路，把试样室盖子轻轻盖上，调节透过率“100％”旋钮，使数字显示正好为“100．0”。