大学物理实验分光计的调节.pptx

,-,#,-,分光计的调节,2011-9-1,-,1,-,分光计的调节,2011-9-1,1.JJY-1,型分光计的结构,平行光管用于产生平行光,由一个消色差的凸透镜和可变狭缝组成。,望远镜用于观测平行光，由物镜、分划板、照明光源和目镜组成。,读数系统由刻度盘、游标盘组成。,分光计由望远镜、载物台、平行光管、读数系统、底座组成。,载物台用来放置被测元件。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。,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、刻度盘以及游标盘均套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。,1.,自准直望远镜,4.,平行光管,3.,载物台,9.,刻度盘,8.,游标盘,11.,底座,图,1.JJY-1,型分光计结构,14.,目镜,5.,狭缝,2.,物镜,13.,照明光源,10.,中心轴,7.,载物台倾斜调节螺钉,6.,平行光管俯仰调节螺钉,12.,望远镜俯仰调节螺钉,第,1,页,/,共,11,页,-,2,-,分光计的调节,2011-9-1,2.JJY-1,型分光计用途,JJY,型分光计是一种分光测角光学实验仪器，在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振原理的各项实验中作角度测量。例如：,利用光的反射原理测量棱镜的角度。,利用光的折射原理测量棱镜的最小偏向角，从而计算棱镜玻璃的折射率和色散率。,用光栅，作光的衍射实验，测量光波波长。,用偏振片、波片，作光的偏振实验等。,第,2,页,/,共,11,页,-,3,-,分光计的调节,2011-9-1,3.,分光计调节要求及注意事项,一、调节要求,望远镜调焦到无穷远；,平行光管出射平行光；,望远镜光轴、平行光管光轴与分光计中心轴垂直。,二、注意事项,必须在了解仪器的使用方法和操作要求后才能使用仪器；,光学元件应轻拿、轻放，切忌跌落，以免损坏元件；,不能用手触摸光学元件的光学表面，光学表面如有灰尘，可用橡皮球将灰尘吹去，切不可用纸巾、棉布等物品擦拭；,转动望远镜及载物台前要将锁紧螺钉松开，防止损坏仪器；,调节平行光管时再开汞灯，打开后就不要再频繁开关。,光学元件及仪器用完后，应放回原处，摆放整齐，关掉仪器电源，经检查后方可离开。,第,3,页,/,共,11,页,-,4,-,分光计的调节,2011-9-1,4.,分光计调节步骤,三、调节步骤,目测粗调：,调节载物台下的三个倾斜调节螺钉，使载物台面大致水平，调节望远镜及平行光管的俯仰调节螺钉，使望远镜和平行光管光轴大致垂直于仪器中心轴，松开望远镜止动螺钉，转动望远镜，使望远镜光轴与平行光管光轴大致在同一直线上；,自准直望远镜调节；,望远镜光轴调节（难点）；,平行光管及其光轴调节。,第,4,页,/,共,11,页,-,5,-,分光计的调节,2011-9-1,5.1,自准直望远镜调节,-,原理,望远镜用于观察平行光，聚焦于无限远，即目镜焦点、分划板、物镜焦点重合。在物镜前置反射面，若望远镜光轴与反射面垂直，分划板上的物也将成像到分划板所在的面。与分划板下十字叉丝重合的绿十字的反射像将与上十字叉丝重合。,目镜,物镜,分划板,反射面,十字透光窗,光轴,图,2.,自准直望远镜光路,绿十字,反射像,第,5,页,/,共,11,页,-,6,-,分光计的调节,2011-9-1,5.2,自准直望远镜调节,-,步骤,自准直望远镜调节步骤：,旋转目镜手轮，看清分划板上叉丝,(,如图,3-a,或,3-b,所示,),，此时分划板与目镜焦点重合。,打开,LED,光源，松开目镜锁紧螺钉，在物镜端面附近加一个反射镜，手持目镜镜筒,(,不要拿照明光源，以免损坏光源,),如双箭头,(,直线,),所示，前后移动目镜筒，看清楚位于上十字叉丝附近的十字透光窗反射像,(,如图,3-c,所示,),，且无视差,(,反射像清晰程度不随眼睛与目镜距离而改变,),，此时分划板与物镜焦点重合，锁紧目镜锁紧螺钉。,水平叉丝,竖直叉丝,图,3,分划板,十字反射像,绿十字,a,b,c,目镜,物镜,分划板,十字透光窗,照明光源,图,4.,自准直望远镜结构,目镜手轮,目镜锁紧螺钉,目镜镜筒,第,6,页,/,共,11,页,-,7,-,分光计的调节,2011-9-1,6.1,望远镜光轴调节,-,原理,若望远镜光轴垂直仪器主轴，则,A,、,B,反射像均位于分划板上水平叉丝所在高度，,如图,5,所示,。,若载物台倾斜,(,即反射面倾斜,),，则,A,、,B,面反射像关于上水平叉丝对称，如图,6,所示，此时应调节载物台倾斜调节螺钉。,若望远镜光轴倾斜，则,A,、,B,面反射像位于同一高度，如图,7,所示，此时应调节望远镜倾斜调节螺钉。,B,面反射像,A,面反射像,图,6,望远镜光轴倾斜,图,7,载物台倾斜,A,面反射像,B,面反射像,图,5,望远镜光轴载反射镜,B,面反射像,A,面反射像,B,面,A,面,双面反射镜,望远镜,载物台,绿十字,第,7,页,/,共,11,页,-,8,-,分光计的调节,2011-9-1,6.2,望远镜光轴调节,-,步骤（一）,望远镜光轴调节步骤：,1.,将反射镜置于载物台上，如图,9-a,所示，其中,1,2,3,对应载物台下面三个倾斜调节螺钉。若使用三棱镜则如图,9-b,所示放置三棱镜。,2.,松开载物台高度调节螺钉，将载物台调至适当高度，锁紧螺钉。,望远镜俯仰调节螺钉,1,2,3,游标盘止动螺钉,载物台倾斜调节螺钉,A,面,B,面,平行光管,望远镜,载物台高度调节螺钉,反射镜,图,8,望远镜光轴调节,1,a,b,图,9,反射元件放置方式,经过粗调，载物台大致水平，望远镜光轴近似垂直仪器中心轴。,第,8,页,/,共,11,页,-,9,-,分光计的调节,2011-9-1,6.2,望远镜光轴调节,-,步骤（二）,3.,松开游标盘止动螺钉，转动游标盘带动反射镜（或三棱镜）转动，使反射镜,(,或三棱镜,),一个反射面,(A),正对望远镜，观察绿十字反射像位置，继续转动游标盘使,B,面正对望远镜，观察绿十字反射像位置（若无反射像，则重复粗调），如果,A,、,B,面反射像高度相同，如图,10-c,所示，则略过步骤,4,，执行步骤,5,，如果,A,、,B,面反射像高度不同，如图,10-a,，,10-b,所示，则,4.,微调载物台倾斜调节螺钉,1,或,3,，将反射像调至如图,10-c,所示高度。,5.,微调望远镜俯仰调节螺钉，将反射像高度调至如图,10-d,所示上水平叉丝位置。,重复步骤,3,、,4,、,5,直至两个面的反射像均达到上水平叉丝高度，如图,10-d,所示。至此望远镜光轴完成，,此后不要再调节望远镜俯仰调节螺钉,。,图,10,绿十字反射像位置,A,面反射像,B,面反射像,A,B,面反射像高度对称中心,绿十字,a,b,c,d,第,9,页,/,共,11,页,-,10,-,分光计的调节,2011-9-1,7.,平行光管调节,低压汞灯,狭缝,消色差物镜,图,11.,平行光管光路,a,b,图,13,狭缝像,平行光管调节步骤：,取下反射镜,(,或三棱镜,),，关闭,LED,灯，打开低压汞灯,(,至实验结束再关闭汞灯,),。松开狭缝锁紧螺钉，前后移动狭缝机构，将狭缝调至消色差物镜的焦点处，目镜中可观察到如图,13-a,所示清晰的亮线即为狭缝像。轻轻旋转狭缝宽度调节旋钮使狭缝宽度约为,1mm,，务必注意观察狭缝宽度，切忌将狭缝调得过细，致两个构成狭缝的两个刀片接触，使狭缝损坏。,将狭缝机构绕平行光管光轴旋转,90,度,(,不要改变狭缝与物镜的距离,),，竖直的狭缝像变为水平，调节平行光管俯仰调节螺钉，使狭缝像被分划板中间水平叉丝平分,(,如图,13-b,所示,),，此时平行光管光轴与仪器中心轴垂直。,将狭缝回转,90,度，狭缝像如图,13-a,所示，锁紧狭缝锁紧螺钉。,消色差物镜,狭缝,狭缝锁紧螺钉,平行光管俯仰调节螺钉,狭缝宽度调节旋钮,图,12.,平行光管,第,10,页,/,共,11,页,-,11,-,分光计的调节,2011-9-1,8.,读数方法,刻度盘,游标盘,游标,1,游标,2,图,14.,刻度盘、游标盘,分光计仪器精度为,1,。读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成，游标盘上有两个游标，读取两个游标测得角度取平均值，消除偏心差。,刻度盘上每一格的值为,30,，游标盘上有,30,格等分主刻度盘的,29,格的度数值，游标盘每一小格为,1,，读数时,30,的整数倍部分在刻度盘上读出,(,游标盘,0,刻线以左,),，不足,30,的从游标盘上读，看游标盘的哪条刻线与主刻盘的刻线对齐，就读该值，单位为分,(,无需估读,),。,如图,15,所示，在刻度盘上读出,116,，游标盘的第,12,条刻线和主刻度盘的刻线正好对齐，故游标盘的读数为,12,，最后读数为,11612,。,图,15.,读数示例,游标零刻线,游标刻线与刻度盘刻线对齐位置,11612,第,11,页,/,共,11,页,