关于分光计的应用第1页，共17页，星期日，2025年，2月5日分光计的结构与调节实验原理测量内容数据处理光栅特性和光波波长的研究利用超声光栅测量液体中的声速第2页，共17页，星期日，2025年，2月5日分光计结构图平行光管：发射平行光望远镜：接受平行光载物台：放置光学元件读数装置测量角度第3页，共17页，星期日，2025年，2月5日分光计的调节调整要求：使平行光管出射平行光；望远镜适合于接收平行光；平行光管和望远镜的光轴等高并与分光计中心轴垂直。调节步骤：（1）目测粗调：使望远镜和平行光管对直；将载物台、望远镜和平行光管与刻度盘大致调水平。第4页，共17页，星期日，2025年，2月5日（2）调整望远镜：自准法调节望远镜使之适合接收平行光；使望远镜光轴垂直分光计中心轴。阿贝目镜式望远镜的结构和视场第5页，共17页，星期日，2025年，2月5日（3）调整平行光管：使之出射平行光；使平行光管光轴与分光计中心轴垂直。角游标读数示例149°30ˊ+14ˊ→149°44ˊ第6页，共17页，星期日，2025年，2月5日光栅特性和光波波长的研究实验原理：光栅是一种折射率周期性变化的光学元件。衍射光栅是利用单缝衍射和多缝干涉原理使光发生色散的元件，可看成由大量相互平行等宽等间距的狭缝组成。光栅衍射明条纹的条件为：当入射光线垂直入射光栅时，入射角i=0，光栅方程变为：图5光栅衍射原理示意图K=0，±1，±2，…K=0，±1，±2，…第7页，共17页，星期日，2025年，2月5日汞灯光栅光谱汞灯入射光光栅零级光谱K=0一级光谱K=+1一级光谱K=-1第8页，共17页，星期日，2025年，2月5日测量内容：（1）调整光栅，使平行光管产生的平行光垂直照射于光栅平面，且光栅的刻线与分光计旋转主轴平行。（2）测量汞灯K=±1级时各条谱线的衍射角。先将望远镜转至零级谱线右侧，测量K=+1级黄2光、黄1光、绿光谱线的位置，从左右两侧游标读数，分别记为，其中对绿光重复测量三次。然后将望远镜转至零级谱线左侧，测出K=-1级各谱线的位置，读数分别计为。同一游标的读数相减：各谱线的衍射角平均值为:第9页，共17页，星期日，2025年，2月5日数据处理：分光计的仪器不确定度为1′=2.91×10-4弧度（1）计算光栅常数：汞灯绿色谱线波长为546.1nm，利用所测绿色谱线的衍射角，由光栅方程求出光栅常数d，计算、的大小，写出光栅常数测量结果的表达式。（2）计算汞灯各衍射谱线的波长：利用所求得的光栅常数及各条光谱线的衍射角，求出汞灯每条谱线对应的波长及不确定度，并写出波长的结果表达式。要求测量结果的精确度。（3）从理论上算出在给定的光栅和波长(汞灯)的条件下，能观察到的光栅最高衍射级数，并用实验加以检验。第10页，共17页，星期日，2025年，2月5日利用超声光栅测量液体中的声速实验原理：当超声波在透明介质中传播时，会引起介质密度的周期性变化，从而导致介质折射率的周期性变化。此时，若光波通过这样的介质，会发生像光通过光栅那样的衍射现象。因此，我们把有超声行波或超声驻波存在的这种介质叫做超声光栅。这种光栅产生衍射现象的规律与平行光通过平面透射光栅所产生的衍射情形相似。第11页，共17页，星期日，2025年，2月5日超声光栅的光栅方程：当很小时有：超声波在液体中的传播速度为：超声光栅衍射光路图第12页，共17页，星期日，2025年，2月5日