光学实验光学实验理工楼 102分光计的调节和使用棱镜折射率的测量 光学实验光学实验分光计是一种能精确测量光束夹角的仪器分光计是一种能精确测量光束夹角的仪器（精度（精度11）经常用来测量材料的）经常用来测量材料的折射率折射率、光光栅常数、色散率栅常数、色散率、光波波长光波波长和进行和进行光谱观测光谱观测等。等。在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用。特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用。 光学实验光学实验实验目的1.了解分光计的结构2.掌握分光计的调节和使用方法3.掌握测定棱镜顶角的方法4.掌握用分光计测定棱镜折射率的方法光学实验光学实验实验仪器JJYJJY型分光仪（精度型分光仪（精度1 1分，包含配件），三分，包含配件），三棱镜（等边），钠光灯等棱镜（等边），钠光灯等光学实验光学实验平行光管平行光管望远镜望远镜刻度盘刻度盘底底 盘盘载物台载物台钠光灯钠光灯一、分光计的结构一、分光计的结构光学实验光学实验分光计的四个主要部件：1 1望远镜望远镜望望远远镜镜用用于于观观察察及及定定位位被被测测光光线线。它它是是由由物物镜镜、自自准准目目镜镜和和测测量量用用十十字字刻刻度度线线（分划板分划板）所组成的一个圆筒。）所组成的一个圆筒。光学实验光学实验望远镜的调节及工作原理光学实验光学实验2载物台用用来来放放置置待待测测件件。台台面面下下方方装装有有三三个个细细牙牙螺螺丝丝，用用来来调调整整台台面面的的倾倾斜斜度度。实实验验的关键：载物台的调节。的关键：载物台的调节。光学实验光学实验3 3平行光管平行光管作用：产生平行光。作用：产生平行光。在在其其圆圆柱柱形形筒筒的的一一端端装装有有一一个个可可伸伸缩缩的的套套筒筒，套套筒筒末末端端有有一一狭狭缝缝，筒筒的的另另一一端端装装有有消消色色差差透透镜镜组组。伸伸缩缩狭狭缝缝装装置置，使使其其恰恰位位于于透透镜镜的的焦焦平平面面上上时时，平平行行光光管管就出射平行光。就出射平行光。注意：狭缝宽度的选择。注意：狭缝宽度的选择。光学实验光学实验4 4读数装置读数装置读读数数装装置置由由游游标标盘盘及及游游标标和和刻刻度度盘盘组组成成，其读数方法与其读数方法与游标卡尺游标卡尺相似。相似。在刻度盘同一直径的两端各装有一个游在刻度盘同一直径的两端各装有一个游标，测量时，两个游标都应读数，然后标，测量时，两个游标都应读数，然后算出每个游标两次读数的差，再取平均算出每个游标两次读数的差，再取平均值值消除偏心差。消除偏心差。光学实验光学实验光学实验光学实验光学实验光学实验二、分光计的调节二、分光计的调节测量前应调节分光计，达到：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。仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。光轴共轴。待测光学元件的表面与中心转轴平行待测光学元件的表面与中心转轴平行。 光学实验光学实验调节步骤：调节步骤：目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调成水平，并与中心轴垂直。目测粗调成水平，并与中心轴垂直。用自准法调节望远镜，使其聚焦于无穷远。用自准法调节望远镜，使其聚焦于无穷远。调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。直。调节平行光管调节平行光管光学实验光学实验载物台的调节及平面镜的放置载物台的调节及平面镜的放置1.目测粗调目测粗调光学实验光学实验 2.用自准直法将望远镜调焦到无穷远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 伸缩目镜筒 光学实验光学实验1 1）分别调）分别调整整望远镜望远镜高低倾斜螺丝和高低倾斜螺丝和载物载物台台水平调节螺丝，使反射像处于（水平调节螺丝，使反射像处于（c c）图）图位置，位置，转动游标盘带动平面镜转动游标盘带动平面镜转转180度，度，用同样方法调节。反复调整直至重合。用同样方法调节。反复调整直至重合。2）将载物台上平面镜将载物台上平面镜转转90度，调整载物度，调整载物台第三个螺丝和望远镜高低倾斜螺丝。台第三个螺丝和望远镜高低倾斜螺丝。逐次逼近各半调整法逐次逼近各半调整法望远镜的光望远镜的光轴与分光计中心轴垂直轴与分光计中心轴垂直调调a1调调a2、a3调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。调节望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。光学实验光学实验4.调节平行光管调节平行光管 （1）取下平面镜，关掉照明小灯，用钠灯照亮狭缝，从望远镜中观察来自平行光管的狭缝像，同时调节狭缝套筒制动螺丝，直至能在望远镜中看到清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽使望远镜视场中的缝宽约为1mm。 f光学实验光学实验狭缝狭缝 锁紧螺钉锁紧螺钉俯仰调节螺钉俯仰调节螺钉松开松开狭缝锁紧螺钉狭缝锁紧螺钉前后移动前后移动狭缝狭缝 转动转动狭缝狭缝调节调节平行光管俯仰调节螺钉平行光管俯仰调节螺钉 转动转动狭缝狭缝锁住锁住狭缝锁紧螺钉狭缝锁紧螺钉 （2）调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。光学实验光学实验反射法测三棱镜顶角反射法测三棱镜顶角 三棱三棱镜的的顶角角为 重复测量三次取平均 光学实验光学实验表表1三棱镜顶角的测量三棱镜顶角的测量i位置1 T3位置2 T4左右顶角左右左右123光学实验光学实验最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率 理论证明，当入射角i等于出射角i时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角 光学实验光学实验改变入射光出射光方向改变入射光出射光方向ER随之而变。与此同随之而变。与此同时偏向角发生变化时偏向角发生变化注意注意此时偏向角是增大还是此时偏向角是增大还是减小减小，然后转动平台使，然后转动平台使狭缝像向偏向角减小的狭缝像向偏向角减小的方向移动。当棱镜转到方向移动。当棱镜转到某个位置时，像不再移某个位置时，像不再移动（即动（即E0R0位置）。位置）。 光学实验光学实验主刻度盘游标盘游标窗口233 13 读数读数双游标：消除偏心差！双游标：消除偏心差！光学实验光学实验实验要求实验要求1. 转动三棱镜，重复测量3次，将数据填入自拟表中，求出平均值及不确定度2. 计算的平均值和不确定度（标准偏差）3. 正确报导测量结果:三棱镜顶角为测量次数n3452.481.591.24有限测量t分布光学实验光学实验自准直法测量三棱镜的顶角自准直法测量三棱镜的顶角 三棱镜由两个光学面AB、AC和及一个毛玻璃面BC构成。三棱镜的顶角是指两光面的夹角。自准直法就是用自准直望远镜光轴与AB面垂直，使三棱镜面反射回来的小十字像位于准线中央，由分光仪度盘和游标盘读出1A、1B；再把望远镜转到与三棱镜的AC面垂直，由分光仪度盘和游标盘读出2A、2B 望远镜光轴转过的角度三棱镜顶角12(标盘读出2A、2B)(标盘读出1A、1B)光学实验光学实验调节要求：调节要求：1.如图放置三棱镜，用望远镜观如图放置三棱镜，用望远镜观察察AB、AC面的反射面的反射“十十”字像；字像；2.调节调节a1(/a2)和望远镜高低倾斜和望远镜高低倾斜螺丝，使螺丝，使AB面的反射面的反射“十十”字字像处于（像处于（c）图位置；）图位置；调节调节a3(/a2)和望远镜高低倾斜和望远镜高低倾斜螺丝，使螺丝，使AC面的反射面的反射“十十”字字像也处于（像也处于（c）图位置；）图位置；3.调节方法：调节方法：逐次逼近各半调整逐次逼近各半调整法法。自准直法测量三棱镜的顶角自准直法测量三棱镜的顶角光学实验光学实验i位置1位置2123456表表1三棱镜顶角的测量三棱镜顶角的测量位置位置1位置位置2