分光计使用和调整色散光栅常数测量

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1、大学物理实验考试试卷答案题目：分光计的调整与使用仪器：实验室现场提供要求：调节分光计使其处于正常工作状态，调节三棱镜的主截面使其与分光计的中心转轴垂直，用反射法测定三棱镜顶角，测五组数据，求顶角和不确定度。一、[实验原理]（15分）反射法测定三棱镜顶角由平行光管出射的平行光照在三棱镜上，经两光学表面反射。由几何关系和反射定律得到,两反射光线间的夹角为2，其中是三棱镜的顶角。用望远镜分别测出两反射光线的方位角，1''两游标相应的读数分别1、1和2、2，则221''()12124二、[实验仪器]（5分）分光计、三棱镜

2、、汞灯、平面反射镜等。三、[关键步骤]（25分）1．分光计的调整先进行粗调，即用眼睛估测。把载物平台、望远镜和平行光管尽量调成水平，然后再对各部分进行细调。（1）调节望远镜1）目镜的调节：把目镜中分划板上的刻线调清楚。2)望远镜的调焦：把目镜分划板调整到物镜的焦平面上，也就是望远镜对无穷远调焦。此时反射回的十字像清晰，无视差。3)调节望远镜的光轴垂直于中心旋转主轴：借助于双面平行反射镜，采用自准法把望远镜的光轴调到与双面平行反射镜的两面都垂直，此时两面反射回的十字像都与分划板上方的十字线重合。(2)调节平行光管1)平行光管的调焦：把狭缝调整到物镜

3、的焦平面上，使平行光管发出平行光。此时看到的狭缝像非常清晰，没有视差。2)调整平行光管的光轴垂直于分光计中心转轴。让狭缝像被分划板中心等分。2．用分光计测定三棱镜的顶角(1)调节三棱镜的主截面与分光计的中心转轴垂直为了调节方便，将三棱镜的三条边垂直于载物台下面三个螺钉的连线。用自准法调节三棱镜的两个光学平面，使之均能垂直于望远镜的光轴。（2）反射法测定三棱镜顶角将三棱镜的顶点放在靠近工作台的中心。用望远镜分别测出两反射光线的方位角，记录下相应的读数。重复测五组数据。四、[原始数据与数据处理]（30分）次数''11220‘0‘0‘0‘0

4、‘135324173252331953226020‘0‘0‘0‘0‘234132161342213041326010‘0‘0‘0‘0‘6002‘333623156252161836196030‘0‘0‘0‘0‘4333121531421315331659590‘0‘0‘0‘0‘56111861024666636031''0其中()，但第5组数据需要360修正。12124n5,t2.782(i)'St3n(n1)‘2仪22'S4仪0''6024误差分析：本实验误差主要来源于仪器

5、误差，人为因素带来的误差等。五、[实验操作]（20分）根据分光计的粗调及望远镜细调的实际调整情况，当场给出相应操作分。六、[报告整洁]（5分）题目：光的色散的研究仪器：实验室现场提供要求：调节分光计使其处于正常工作状态，调节三棱镜的主截面使其与分光计的中心转轴垂直，用最小偏向角法测定玻璃材料的折射率，测绘出三棱镜的n()色散曲线，并用最小二乘法求出色散的经验公式。表汞灯光谱谱线波长值（单位：nm）橙黄1黄2绿绿蓝蓝蓝紫623.44579.07576.96546.07491.60435.83407.73一、[实验原理]（15分）一束平行的复色

6、光经三棱镜后被分解为不同颜色的单色光，这就是光的色散现象。它表明：折射率n是波长的函数。介质的折射率n随着波长的增加而减小的色散称为正常色散。对于正常色散满足经验公式。用最小偏向角法测量三棱镜玻璃材料的折射率当入射角i1发生变化时，偏向角也随之发生改变，可以证明Aα当i2i3或i1i4，取极小值，称为最小偏向角min.此时可推出，棱镜对该单色光的折射率为11δisin()imin42siniLin12Di3Esinisin221800，故n与BC由于是常数，且minmin是一一对应的。本实验用的光源是汞灯，若

7、测量出各谱线通过三棱镜后所对应的最小偏向角min，由上式即可计算出与之对应的折射率n，从而可作出三棱镜的色散曲线图；另外用最小二乘法可求出经验公式。二、[实验仪器]（5分）分光计、三棱镜、汞灯、平面反射镜等。三、[关键步骤]（25分）1．分光计的调整先进行粗调，即用眼睛估测。把载物平台、望远镜和平行光管尽量调成水平，然后再对各部分进行细调。（1）调节望远镜1）目镜的调节：把目镜中分划板上的刻线调清楚。2)望远镜的调焦：把目镜分划板调整到物镜的焦平面上，也就是望远镜对无穷远调焦。此时反射回的十字像清晰，无视差。3）调节望远镜的光轴垂直于中心旋转主

8、轴：借助于双面平行反射镜，采用自准法把望远镜的光轴调到与双面平行反射镜的两面都垂直，此时两面反射回的十字像都与分划板上方的十字线重合。(