关于分光计的调整与使用第1页，共17页，星期日，2025年，2月5日实验目的了解分光计的结构,熟悉分光计的调整和使用；使用分光计测定三棱镜的顶角和最小偏向角,计算棱镜玻璃的折射率；观察光栅衍射光谱,测量汞灯谱线的波长。第2页，共17页，星期日，2025年，2月5日预习重点熟练掌握分光计的调整技巧；学会用分光计测角的方法；如何调节三棱镜的主截面与分光计的旋转主轴垂直；如何用光栅调整分光计，使其达到测量要求？如何测量三棱镜的顶角和最小偏向角；如何测光栅常数和光波波长。第3页，共17页，星期日，2025年，2月5日实验仪器本次实验用到的仪器有分光计、平行平面镜、三棱镜、透射光栅和汞灯。第4页，共17页，星期日，2025年，2月5日实验原理一、分光计测定玻璃折射率如图1所示的三角形表示三棱镜的主截面。主截面与折射面垂直。折射面AB、AC是透光的光学表面，其夹角α称为三棱镜的顶角。设一束单色光平行光入射到三棱镜的AB面上，ｉ和Φ分别表示入射角和出射角，δ称为偏向角。由图中的几何关系有：δ=ｉ+Φ-α对于给定的棱镜，顶角α是固定的。当δ为极小值时,有ｉ=Φ,代入上式得δmin=2ｉ-α即ｉ=1/2(δmin+α)当ｉ=Φ时,由图知，有∠1=（1/2）α,所以,玻璃三棱镜对单色光的折射率为n=sinｉ/sin∠1=sin（1/2）(δmin+α)/sin（1/2）α图1最小偏向角时棱镜的折射这样,只要用分光计测出三棱镜的顶角α和最小偏向角δmin，即可求得三棱镜对单色光的折射率。iαiφφαi1234第5页，共17页，星期日，2025年，2月5日二、用光栅测量光波波长衍射光栅是由一组数目很多,排列紧密而均匀的平行狭缝组成，通常分为透射光栅和反射光栅。本实验所用为平面透射光栅。设光栅刻痕宽度为a，透明狭缝宽度为b，相邻两缝的距离d=a+b，称为光栅常数，它是光栅的基本参数之一。当平行光束与光栅法线成角度i入射到光栅平面时，光栅后面的衍射光束通过透镜会聚在焦平面上，就会形成一组亮暗相间的衍射条纹。设某一方向的衍射光线的衍射角为θ，则光栅衍射明条纹的条件为d(sinθ+sini)=kλk=0，±1，±2……式中λ为单色光波长，k是亮条纹级数。此式称为光栅方程。当平行光束垂直入射到光栅平面时，i=0，光栅方程为dsinθ=kλk=0，±1，±2……由上式可知，若光栅常数d已知，用分光计测出各级谱线的衍射角θ，就可以求出各谱线对应的光波波长。光栅衍射光谱如图2所示。图2汞灯的光栅衍射光谱第6页，共17页，星期日，2025年，2月5日实验内容一、分光计的调整1.分光计的结构：如下图3所示。图3第7页，共17页，星期日，2025年，2月5日2.分光计的调节（1）目测粗调：通过调节望远镜和平行光管的倾斜度调节螺钉，载物台下的三个调节螺钉，目视观察，使它们大致垂直于旋转主轴。（2）用自准直法调整望远镜聚焦于无穷远处。如下图4所示。图4⑵叉丝像分划板视场透光窗反射像伸缩目镜筒⑶旋转目镜调节鼓轮⑴第8页，共17页，星期日，2025年，2月5日如上图4所示：点亮小灯，缓慢旋转目镜调焦轮，即调节目镜与分划板的距离，直到从目镜中观察分划板上的十字线最清楚为止，这时分划板已处于目镜的焦平面上。将平行平面镜放于载物台的中央，使镜面正对一个螺钉。转动载物台或望远镜，使望远镜光轴与平面镜镜面垂直，即可在目镜中观察到绿十字像，若像不清晰，调节物镜与分划板之间的距离，使亮十字像清晰，直到无视差为止。这时分划板也位于物镜的焦平面上。拧紧目镜筒紧固螺钉。（3）调整望远镜光轴与旋转主轴严格垂直。①放置平面镜②拨动游标盘③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜第9页，共17页，