分光计调节和使用实验报告

时间：2021-07-22　来源：博通范文网本文已影响人

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长安大学 ---- 分光计实验报告

7 7 系系 5 05 级

孙明伟

PB05007213

06.4.9.

实验目的：着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。

实验原理：1）分光计的调节原理。

（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说明。）

2）测折射率原理：

实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。当 i 1 ＝i2" 时，δ为最小,此时21Ai  

2 21 1 1minAi i i     

) (21min 1A i   

设棱镜材料折射率为 n，则 2sin sin sin1 1An i n i   

故

2sin2sin2sinsinmin1AAAin 

由此可知，要求得棱镜材料折射率 n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min 。

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②望远镜对平行光聚焦。

③望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。

④调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。

⑤狭缝宽度 1mm 左右为宜。

实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。

实验步骤：⒈调整分光计：

（1）

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。

2.使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。

（1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。

（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面 AC 和 AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。

3.测量顶角 A：转动游标盘，使棱镜 AC 正对望远镜记下游标１的读数1 和游标２的读数2 。再转动游标盘，再使 AB 面正

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档对望远镜，记下游标１的读数1  和游标２的读数2  。同一游标两次读数误差1 1    或2 2    ，即是载物台转过的角度  ，而  是Ａ角的补角，Ａ＝    .

重复操作两次，记下数据。

4.测量三棱镜的最小偏向角。

（1）平行光管狭缝对准前方水银灯。

（2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。

（3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。

（4）记下读数1 和2 转至（2），记下读数1  和2  ，有

 2 2 1 1 min21          

原始数据如下：

1．顶角的测量及处理：

角度/ / 分组

1 2 3 平均值

标准差

1

0°42′ 18°02′ 19°29′

1 

120°44′ 138°04′ 139°30′

2

180°40′ 198°00′ 199°27′

2 

300°45′ 318°05′ 319°31′

报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 1 1   

120°02′00″ 120°02′00″ 120°01′00″

120°01′40″ 28″ 2 2   

120°05′00″

120°04′00″

120°04′40″

28″

 2 2 1 121         120°03′30″

120°03′30″

120°02′30″

120°03′10″

28″

综上观之,显然取  =  2 2 1 121         时,其在平均值两侧波动较小,取得的  更符合“真值”.且其标准差

 1312nx xii

经带入,解得:

  28″.

A 类不确定度

nu A  16″.

取置信概率为 0.95 时,查表得:

t=4.30.

因为用刻度盘及游标盘测量角度时,最大允差属于均匀分布, 所以

B 类不确定度

Bu 1′/  3 35″.

且

96 .1 pk

由于

A=    ,

可得:

 A 59°56′50″.

所以

       2 2B p A Au k tu   1′37″

2．最小偏向角的测量及处理：

测量次数为一次.1

1 

2

2 

107°55′ 56°37′ 287°53′ 236°33′

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 2 2 1 1 min21           =51°19′00″

B 类不确定度

Bu 1′/  3 35″.

即

 =35″

所以，根据合成公式

1sini =0.0003

2sin A =0.0002

则

n =0.0013

 A 59°56′50″

 2 2 1 1 min21           =51°19′00″

2sin2sin2sinsinmin1AAAin =1.6520

综上

n=1.6520  0.0013

p=0.95

实验结论：通过两次实验，对分光计有了一定的了解，掌握了一定的调整技术，对数据的处理更加熟练，同时完成了物理量的测量与数据处理任务，并求出三棱镜的折射率

n=1.6520  0.0013 ，p=0.95 。

相当有感触，很意味深长！

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分光计的调节和使用

一、实验目的

1．掌握分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法。

2．掌握测定三棱镜顶角的方法。

二、实验要求

1．掌握分光计的结构原理，掌握分光计的调节方法。

2．掌握角游标原理和用分光计测角度的方法。

3．用自准直法和反射法测定三棱镜的顶角。

4．评价实验结果，写出合格的实验报告。

三、实验原理

分光计由底座、载物平台、望远镜、平行光管和读数圆盘五部分组成。

1.反射法测三棱镜顶角：A11(2121) 24

oo其中α、β代表两角游标，角标

1、2代表两反射光线，A为三棱镜顶角。 2.自准直法测三棱镜顶角：A180180(2121)

其中α、β代表两角游标，角标

1、2代表三棱镜两光学表面，A为三棱镜顶角。

四、教学重点和难点

难点：望远镜系统的调节。

重点：望远镜系统的调节。即难点内容亦是重点内容。

五、指导要点

1.认真熟悉分光计各组成部件及各旋钮的作用。

2.注意分光计的初调，是顺利调节好分光计的关键。

3.分光计的精细调节要求满足以下三点：

（1）望远镜聚焦无穷远（自准直调节）；

（2）调节望远镜的光轴和仪器中心转轴相垂直；

（3）平行光管出射平行光，且平行光管光轴垂直于仪器中心转轴。

六、思考与练习

1．分光计精细调节应满足哪几点要求？怎样判断是否调节好？

2．测角θ时，望远镜由α1＝330°00′经0°转到α2＝30°15′，望远镜的α窗口实际所转角度是多少？写出计算θ角的通用式。

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