分光仪的使用

1 / 9 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): 2 / 9

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 3 / 9 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。

分光仪的使用

【学习重点】

了解分光仪的结构原理和调节方法

【仪器用具】

分光仪、平面镜、低压汞灯

【预习重点】

1. 分光仪的结构原理

2. 分光仪的调节要求和调节方法

【背景知识】

1. 分光仪是一种测量光束偏转角的精密仪器，它可以精确地测量平行光的偏转角，是光学实验中的一种常用的仪器。分光仪一般由底座、望远镜、平行光管、载物台和读数装置组成（如图1）。

（一）底座 底座起着对整个仪器支撑的作用。在其中心有一固定的中心轴。望远镜、刻度盘以及游标均套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。

（二）望远镜 望远镜通常是由物镜、叉丝、照明光源和目镜组成。在实验中望远镜大多用来观测平行光，因此相当于用望远镜观察无限远的物体。物镜将入射的平行光会聚在它的焦平面上，所以作为测量准线的叉丝也应位于物镜的焦平面上，这时目镜应处于在能清晰地看清叉丝地位置。

（三）平行光管 平行光管地作用是产生平行光。它是由一个消色差地凸透镜和可变狭缝组成。当用光源照射狭缝，并将狭缝调节到凸透镜地焦平面上时，从平行光管出射地光就是平行光。

（四）载物台 载物台是用来放置被测元件的。载物台下面有三个调节螺丝，可以用来调节载物台的倾斜程度。

（五）读数装置 读数装置是由刻度盘和两个游标组成。两个游标相隔1800，并且在通过仪器的中心轴的直径上。注意：此实验为什么要用两个游标？可否能用一个游标，对实验结果是否有影响？

图1 分光仪 2. 分光仪的调节要求

分光仪在用于测量前，必须达到以下状态才能使用：

a. 望远镜的光轴与仪器的转轴垂直并能对平行光能很好地成像.

b. 平行光管地光轴与仪器的转轴垂直并能出射平行光.

3. 分光仪的调节方法

为达到上述要求,我们采用自准法调节望远镜,使之达到所要的状态.具体步骤如下:

a. 目测粗调 用眼睛从分光仪的各个侧面估测,使望远镜和平行光管大致与仪器的中心轴垂直.

分光计的调节和使用

【实验目的】

1.了解分光计的结构，学会分光计的调整方法。

2.学会用反射法测量三棱镜的顶角。

【实验仪器】

JJY—01型分光计或FGY——01型分光计及其附件、钠灯、三棱镜、平面反射镜等

【实验原理】

一、分光计的结构及调节原理

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。

2.望远镜

分光计采用自准望远镜。它由物镜、叉丝分化板和目镜组成。分别装在三个套管上，彼此可以相当滑动。

3. 载物台

载物台是用来放置待测器件（如平面镜、棱镜、光栅等）位置的平台。平台下方有呈正三角形分布着三个调平螺钉，它们可用来调节平台使之与中心轴垂直。旋松滚花螺母，可以调节平台的高度。

4.读数装置

分光计的刻度盘垂直于分光计主轴且可绕主轴转动。为消除偏心差，采用两个相差180˚的窗口读数。

二、三棱镜顶角的测量原理

1、自准法测三棱镜顶角 如图5所示，只需测出三棱镜的两个光学面的法线之间的夹角φ，即可求得顶角α＝180°－φ

2、平行光法测三棱镜顶角

如图6所示，由平行光管射出的平行光照在三棱镜顶角上，经两反射面反射后，只要测出两反射光束之间的夹角 ，即可求得三棱镜顶角

【实验内容】

一、分光计的调节

精密的光学测量一般使用平行光进行测量，分光计也是按此设计的，所以在使用时必须调整好分光计，以达到以下要求：

(1)望远镜能接收平行光；

(2)平行光管能发出平行光；

(3)望远镜光轴和平行光管光轴组成的平面垂直于分光仪的中心旋转轴；

(4)望远镜光轴和平行光管光轴组成的平面与读数度盘平面平行。

1.目测粗调

从侧面用眼睛观察，调节望远镜光轴和平行光管光轴等高共轴，并调节载物台平面（调三个调平螺钉等高），使望远镜、平行光管、载物台三者大致均垂直于分光仪中心旋转轴。

2.调节望远镜 （1）调节望远镜适合观察平行光

分光计的调节与使用流程

1. 介绍

分光计是一种用于测量光强的仪器，广泛应用于光学实验和分析测试等领域。它通过将光源发出的光分成多个不同波长的光，并测量其光强，从而得到光谱信息。

2. 分光计的调节

在使用分光计之前，需要进行一些基本的调节操作，以确保其正常工作和准确测量。

2.1 调节入口光狭缝

• 打开分光计，确保光源已经预热，并处于稳定状态。

• 通过调节入口光狭缝的位置和大小，来控制光线的入射量。根据具体实验要求，适当调整入口光狭缝的宽度，以获得适宜的入射光强。

2.2 调节样品室光狭缝

• 样品室光狭缝用于调节出射光的宽度。通过调节样品室光狭缝的位置和大小，可以改变出射光的光强。

• 根据实验要求和样品的特性，适当调整样品室光狭缝的位置和大小，以获得所需的光强。

2.3 调节光电倍增管灵敏度

• 光电倍增管是分光计中用于测量光强的部件，其灵敏度决定了测量的精确性。

• 根据光源的强度和样品的特性，适当调节光电倍增管的灵敏度。一般来说，灵敏度越高，测量的范围越广，但也容易受到噪声的干扰。因此，根据具体实验要求，选择适当的灵敏度。

3. 分光计的使用流程

在完成分光计的调节后，可以进行实际的测量操作。下面是一般的使用流程：

3.1 准备样品

• 准备待测样品，并根据实验要求进行必要的处理。

• 将样品放置在样品室中，并调节样品室光狭缝以控制出射光强。

3.2 设置光谱范围

• 根据实验要求，设置所需的光谱范围。可以通过选择不同的滤光片或调节波长选择器来实现。 3.3 测量光强

• 点击测量按钮开始测量光强。分光计会自动记录光谱信息，并显示在屏幕上。

• 根据实验要求，可以保存光谱数据或进行进一步的分析和处理。

3.4 分析和处理数据

• 分光计通常提供数据分析和处理的功能，可以计算吸收率、浓度等相关参数。

• 根据实验要求，进行适当的数据分析和处理，得出所需的结果。

4. 结论

分光计的调节与使用流程比较简单，但需要一定的操作技巧和经验。经过适当的调节和准确的测量，可以得到准确的光谱信息，并进行相应的数据分析和处理。分光计在光学实验和分析测试中具有广泛的应用，为科研工作者提供了强大的实验工具。