分光计使用和调整色散光栅常数测量
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南昌大学物理实验报告
课程名称:大学物理实验.
实验名称:分光计调整及光栅常数测量.
学院:信息工程学院专业班级:通信152
学生姓名:宋县锋.
学号:6102215068 序号:23 .
实验地点:
311 .
实验时间:第12周星期3下午 3.45开始.
三、实验仪器:
分光计、光源、光栅、自准镜
四、实验内容和步骤:
.分光计调整
(1)熟悉分光计各调节螺钉作用后,目视粗调载物台、望远镜及平行光管基本水平。
(2)用自准直法将望远镜调焦到无穷远
(3)载物台转轴与望远镜光轴垂直的调节
在望远镜视场中能够看到平面反射镜两面反射回的像。
规律:
平面反射镜两面反射回的像都在视场上方(或下方)时,只需调节望远镜的俯仰调节螺钉。
平面反射镜两面反射回的像一面在视场上方另一面在视场下方时,只需调节载物台的水平调节螺钉。
注意:认定上、下方的像之间的距离后,将在视场上方的像下调1/2距离,或将在视场下方的像上调1/2距离。
调节平行光管
打开光源放在狭缝前,望远镜对准平行光管。
左右移动目镜,观测不同颜色,记录数据。
五、实验数据与处理:=
λ绿光546.07nm =
λ黄光(光1=589.59nm;光2=589.0nm)
初始左右
白0°180°
紫344°50′164°45′
绿341°10′161°8′
黄1 340°11′160°11′
黄2 339°15′159°12′。
分光计调整和光栅常数测量实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构,掌握分光计的调节和使用方法。
2、观察光栅衍射现象,测量光栅常数。
二、实验原理1、分光计的原理分光计是一种用于精确测量角度的仪器。
它主要由望远镜、平行光管、载物台和读数圆盘等部分组成。
通过调节望远镜和平行光管的光轴,使其与仪器的中心转轴垂直,并且使望远镜能够接收平行光管发出的平行光,从而实现对角度的精确测量。
2、光栅衍射原理光栅是由大量等宽、等间距的平行狭缝构成的光学元件。
当一束平行光垂直照射在光栅上时,会产生衍射现象。
根据光栅衍射方程:$d\sin\theta = k\lambda$(其中$d$为光栅常数,$\theta$为衍射角,$k$为衍射级数,$\lambda$为入射光波长),在已知入射光波长的情况下,通过测量衍射角$\theta$,可以计算出光栅常数$d$。
三、实验仪器分光计、光栅、汞灯、平面镜四、实验步骤1、分光计的调整(1)粗调将望远镜、平行光管和载物台大致调至水平,使它们的中心大致位于分光计的中心转轴上。
(2)望远镜的调节①目镜调焦:通过旋转目镜,使分划板上的十字叉丝清晰。
②物镜调焦:将平面镜放在载物台上,使平面镜与望远镜光轴大致垂直。
通过旋转望远镜调焦手轮,使平面镜反射回来的十字像清晰。
③望远镜光轴与中心转轴垂直的调节:采用各半调节法,即调节望远镜俯仰调节螺丝和载物台下方的调节螺丝,使平面镜在两个方位反射回来的十字像均与分划板上的十字叉丝重合。
(3)平行光管的调节①调节平行光管的俯仰调节螺丝,使其发出的光大致水平。
②调节平行光管的聚焦调节螺丝,使其发出平行光。
2、光栅的放置与调节将光栅放在载物台上,使光栅平面与平行光管光轴垂直。
3、测量光栅常数(1)打开汞灯,让平行光管射出的平行光垂直照射在光栅上。
(2)用望远镜观察光栅衍射条纹,找到中央明纹和左右两侧的一级衍射条纹。
(3)分别测量中央明纹与左右两侧一级衍射条纹的夹角$\theta_1$和$\theta_2$。
实验3.7 分光计的调节与使用实验简介实验目的实验仪器实验原理调节要点实验目的•掌握分光计的测量原理及调节方法•用反射法测定三棱镜的顶角•用最小偏向角法测定三棱镜材料的折射率实验仪器•本次实验用到的仪器有分光计、平面镜、三棱镜和钠光源。
•分光计(又名分光测角仪)是用来精确测量角度的仪器。
分光计是光学实验的基本仪器之一,通过角度的测量可以计算媒质折射率、光波波长等相关的物理量,检验棱镜的棱角是否合格、玻璃砖的两个表面是否平行等。
1.分光计的结构2.分光计的调节测量前应调节分光计,达到:•望远镜聚焦到无穷远,望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。
•平行光管出射平行光,且光轴与望远镜的光轴共轴。
•待测光学元件的表面与中心转轴平行。
1) 目视粗调⑤ 调节望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架 平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 ④松开望远镜锁紧螺钉 ③松开游标盘锁紧螺钉 锁紧载物台升降锁紧螺钉②调节 载物盘水平调节螺钉 ① 移动底座载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例 平面镜两侧面的反射像分别位于和 时,只需调节望远镜的俯仰调节螺钉d d平面镜两侧面的反射像同时位于或 时,只需调节载物盘的水平调节螺钉d d⑵ 2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远 叉丝像分划板视场 透光窗反射像旋转目镜调节鼓轮⑴伸缩目镜筒 ⑶观察不到反射像的原因•目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的像模糊。
(转动目镜调节鼓轮)•望远镜没有聚焦于无穷远。
(松开目镜筒锁紧螺钉,前后移动目镜筒)•平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。
俯视侧视转动载物台或望远镜调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直①放置平面镜②拨动游标盘③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节d调节载物盘水平调节螺钉d/2调节望远镜俯仰调节螺钉4) 调节平行光管•平行光管由狭缝和准直透镜组成。
南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:分光计的调节和光栅常数的测量学院:信息工程学院专业班级:计算机科学与技术学生姓名:学号:实验地点:座位号:实验时间:一、实验目的:1.了解分光计的基本结构和原理;2.掌握分光计的调整要求和调整方法;3.调整分光计,使其达到最佳工作状态,可进行精密测量;4.用调整好的分光计测三棱镜的顶角;5.观察光栅衍射现象,理解光栅衍射基本规律;学会用分光计测光栅常数。
二、实验原理:①分光计的调节和使用分光计主要由五个部分构成:底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。
不同型号分光计的光学原理基本相同。
JJY型分光计如图3-7-1所示。
1.底座分光计底座(17)中心固定有一中心轴,望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上,可绕中心轴旋转。
2.平行光管平行光管安装在固定立柱上,它的作用是产生平行光。
平行光管由狭缝和透镜组成,如图3-7-2。
狭缝宽度可调(范围0.02~2mm),透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。
当狭缝位于透镜焦平面上时,由狭缝经过透镜出射的光为平行光。
3.自准直望远镜阿贝式自准直望远镜安装在支臂上,支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。
它用来观察和确定光线行进方向。
自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成(如图3-7-3),三者间距可调。
其中,分划板上刻有“”形叉丝;分划板下方与一块45º全反射小棱镜的直角面相贴,直角面上涂有不透明薄膜,薄膜上划有一个“十”形透光的窗口,当小电珠光从管侧经另一直角面入射到棱镜上,即照亮“十”字窗口。
调节目镜,使目镜视场中出现清晰的“”形叉丝。
在物镜前方放置一平面镜,然后调节物镜,使分划板位于物境焦平面上,那么从棱镜“十”字口发出的绿光经物镜后成为平行光射向前方平面境,其反射光又经物镜成像于分划板上。
这时,从目镜中可以看到清晰的“”形叉丝和绿色“十”字像。
此时望远镜已调焦至无穷远,适合观察平行光了。
如果平面境的法线与望远镜光轴方向一致,则绿色“十”字像位于分划板“”形叉丝的上横线上,如图3-7-3中的视场。
南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:分光计的调节与使用学院:机电工程学院班级:车辆工程151班学生姓名:吴倩萍学生学号:5902415034实验地点:基础实验大楼B311实验时间:第九周星期三下午3:45开始一、实验目的:1.了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法2.测定两窄缝间的间距二、实验仪器:分光计、钠灯、双面反射镜三、实验原理:1.分光计的调节原理2.利用光干涉原理分光计结构示意图分光计主要由三部分:望远镜,平行光管和主体(底座、度盘和载物台)组成,每部分都有特定的调节螺丝。
附件有小灯泡,小灯泡的低压电源以及看刻度盘的放大镜。
自准望远镜四、实验内容和步骤:【调节步骤】1.目测粗调:根据眼睛的粗略估计,调节望远镜和平行光管上的高低倾斜调节螺丝使载物台大致呈水平状态。
2.用自准法调节望远镜:(1)点亮照明小灯,调节目镜与分划板的距离,看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口(目镜对风滑板调焦)。
(2)将准直镜放在载物台上(如下图),使准直镜的两反射面与望远镜大致垂直。
轻缓转动载物台,从侧面观察,判断从准直镜正、反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜。
(3)从望远镜的目镜中观察到亮的十字架象,前后移动目镜对望远镜调焦,使亮十字像成清晰像。
再准线与目镜间距离,使目镜中既能看清准线,又能看清十字像。
注意准线与亮十字像之间有无视差,如有视差,则需反复调节,予以消除。
此时分划板平面,目镜焦平面、物镜焦平面重合在一起,望远镜已经聚焦无穷远,能接受平行光。
3.调整望远镜光轴与风光中心垂直准直镜仍然竖直放置于载物台上,转动载物台,使望远镜分别对准准直镜的反射镜。
利用自准法可以分物台平面,使望远镜先对准准直镜的一个表面,若从望远镜中看到准线与十字反射像不重合,它们的交点在高低方位相差一段距离δ,此时调节望远镜倾斜度,使差距缩小一半;再调节载物台螺丝,消除另一半距离使准线与十字反射像重合。
南昌大学物理实验报告范文分光计调节与使用_分光计实验总结范文分光计的调整及光栅常数的测量一实验目的1了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法。
2观察光栅的衍射光谱,理解光栅衍射基本规律。
3学会测定光栅的光栅常数.二实验仪器分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等三实验原理衍射光栅、光栅常数图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度,b为透明狭缝宽度。
d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
图40-1图40-2光栅衍射原理图图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度,b为透明狭缝宽度。
d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
2.光栅方程、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为:式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b为光栅常数,若在光栅片上每厘米刻有n条刻痕,则光栅常数cm。
为衍射角。
当衍射角满足光栅方程:(k=0,±1,±2…)(40-1)时,光会加强。
式中为单色光波长,k是明条纹级数。
图40-3如果光源中包含几种不同波长的复色光,除零级以外,同一级谱线将有不同的衍射角因此,在透镜焦平面上将出现按波长次序排列的谱线,称为光栅光谱。
相同k值谱线组成的光谱为同一级光谱,于是就有一级光谱、二级光谱……之分。
图40-3为低压汞灯的衍射光谱示意图,它每一级光谱中有4条特征谱线:紫色1=435.8nm,绿色2=546.1nm,黄色两条3=577.0nm和4=579.1nm。
图40-3四实验步骤1调节分光计调整望远镜: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。
(2)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。
南昌大学物理实验报告
课程名称:大学物理实验
实验名称:分光计的调节与光栅系数的测量学院:
专业班级:
学生姓名:学号:
实验地点:311 座位号:9
实验时间:
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1 4.调整平行光管
1)目测粗调至平行光轴大致与望远镜光轴相一致
2)打开狭缝,从望远镜中观察,同时调节目镜,直到看见清晰的狭缝像为止,然后调节缝宽,使望远镜视场中缝宽约为1mm 。
3)调节平行光管的倾斜度,达到右图的状态,此时平行光管与望远镜的光轴在同一水平面内,并与分光计中心轴垂直。
4)消除视差,稍微移动望远镜的目镜套筒及转动目镜,最后达到移动头部时,准线与像无相对移动为止
5.光栅和棱镜一样,是重要的分光原件,已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中,实际上平面平面透射光栅是一组数目极多的等宽等间距的平行狭缝,如下图所示
狭缝光源S 位于透镜1L 的物方焦平面上,G 为光栅,光栅上相邻狭缝间距d ,狭缝缝宽a ,缝间 不透光部分宽为b ,b a d +=称为光栅常量。
本实验所用的全息光栅,则是用全息技术将一系列致密的、等距的干涉条纹在涂有乳胶的玻璃片上感光,经处理后,感光的部分成为不透明的条纹,而未感光的部分成透光的狭缝。
每相邻狭缝间的距离d 就
是光栅常量d ,如右图所示。
自1L 射出的平行光垂直照射在光栅G 上,透镜2L 将与光栅法线成θ角的衍射光汇聚于其像方焦面上的θP 点,产生衍射亮条纹的条件是 λθk d =sin
上式称为光栅方程,式中θ是衍射角,λ是光波波长,k 是条纹级数(0=k ,1±,2±,…),衍。
分光计测定光栅常数实验数据在我们的物理实验室里,今天的任务就是用分光计测定光栅常数。
这可不是一件简单的事,毕竟光栅常数听起来就像是个高大上的东西。
大家可能会想,光栅到底是什么呢?简单来说,它就是一个像棋盘一样的小东西,上面布满了许多细小的缝隙,这些缝隙就像是通向彩虹的门,让不同波长的光线透过时,分开成一条条美丽的光谱。
想想看,那可真是个“百花齐放”的场面,五光十色,眼花缭乱。
于是,我们一群小伙伴兴冲冲地围在分光计旁边,准备展开这场光的探险。
我们得把光源打开,哦,瞬间房间里就亮了起来,仿佛进入了一个魔法世界。
我们调节分光计,确保光线能够精准地射入光栅。
光栅上的每一个缝隙,仿佛都在期待我们的到来。
调试过程中,有几个小伙伴手忙脚乱,把仪器搞得七零八落,哈哈,真是让人忍俊不禁。
不过,这就是实验的乐趣嘛,没点小插曲怎么能算得上是一场精彩的探险呢?我们开始记录数据。
大家纷纷拿起尺子,开始测量光斑的位置。
这里面可有大学问,得小心翼翼,生怕一不小心就错过了那些光斑。
这时,一个伙伴突然喊道:“哎呀,光跑得可真快啊!”大家都笑了,因为我们知道,光速可是每秒三十万公里,根本不跟你客气。
每次看到那清晰的光斑,我们心里都乐开了花,仿佛抓住了某种神秘的力量。
然后,就是计算光栅常数的时刻。
把测量的数据整理好,像拼图一样,努力将每一块都拼接起来。
这个过程就像在解密,眼前的公式让人感到一丝紧张,但也有种豁然开朗的快感。
随着一行行数字的跳动,心中那股期待感越来越强,最终得出的结果就像打开了一扇新世界的大门。
我们大声欢呼,光栅常数的值在我们的努力下终于揭晓,简直是如梦似幻,太有成就感了。
在实验的尾声,大家开始分享自己的感受。
有人说:“我觉得今天真是太有意思了,不光学到了知识,还锻炼了我们的团队合作。
”另一个小伙伴附和道:“是啊,大家一起奋斗的感觉,真是‘一鼓作气’的快感。
”听着大家的感慨,我不禁想起了那句老话:“众人拾柴火焰高。
”这次实验真的是个团结合作的大好机会,让我们彼此更加了解,也增进了友谊。
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。