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分光计的调整与使用实验报告

  • 日常
  • 2022-02-26

导读:讲到分光计,大家应该都知道,有朋友问分光计实验报告问题讨论,还有人问长春工业大学分光计实验,这到底怎么回事呢?事实上分光计的调节及棱镜顶角的测量实验报告呢,下面是小编精心为你们整理的分光计的调整与使用实验报告,欢迎大家阅读!

分光计的调整与使用实验报告

1. 目镜调焦调整的目的:望远镜视场中的双十字在中间;要求:缓慢旋转目镜视度调节手轮;物镜调焦的目的:望远镜视场中的双十字准线清晰。要求:咽喉移动目镜筒。

2. 将平行平面反射镜在载物平台上的方位转过90︒,将平行平面反射镜放在与两颗螺丝连线平行的直径上,转动游标盘是平面镜正对望远镜,从望远镜目镜中观察小十字的反射像,并调节载物平台下的另一个螺丝,是小十字像与分划板上方十字的准线重合。

3. 方便快捷,容易操作。节约时间。能用其他方法,但是复杂。

4. 分光仪的载物平台下两个游标盘,大刻度盘与小刻度盘的圆心不可能完全重合,产生的误差叫做偏心差,所以读数时在每个刻度盘都读两个度数,大小刻度盘对应度数相减,取平均即把偏心差消除

5. φ=360︒-|φ1-φ2|

分光计测量折射率的误差来源很多,例如,入射光有宽度,并不是真正的线。游标盘会有偏心率。平行光管,载物台和望远镜没有严格调节到同一个水平面上。读数时,游标读不准等等。

衍射光栅实验报告,谢谢

实验名称:光栅衍射

实验目的:1.进一步掌握调节和使用分光计的方法。

2.加深对分光计原理的理解。

3.用透射光栅测定光栅常数。

实验仪器:分光镜,平面透射光栅,低压汞灯(连镇流器)

实验原理:

光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成的,是单缝的组合体,其示意图如图1所示。原制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻划而成。光栅上的刻痕起着不透光的作用,两刻痕之间相当于透光狭缝。原制光栅价格昂贵,常用的是复制光栅和全息光栅。图1中的 为刻痕的宽度, 为狭缝间宽度, 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本常数之一。光栅常数 的倒数 为光栅密度,即光栅的单位长度上的条纹数,如某光栅密度为1000条/毫米,即每毫米上刻有1000条刻痕。

图1光栅片示意图 图2光线斜入射时衍射光路

图3光栅衍射光谱示意图 图4载物台

当一束平行单色光垂直照射到光栅平面时,根据夫琅和费衍射理论,在各狭缝处将发生衍射,所有衍射之间又发生干涉,而这种干涉条纹是定域在无穷远处,为此在光栅后要加一个会聚透镜,在用分光计观察光栅衍射条纹时,望远镜的物镜起着会聚透镜的作用,相邻两缝对应的光程差为

(1)

出现明纹时需满足条件

(2)

(2)式称为光栅方程,其中: 为单色光波长;k为明纹级数。

由(2)式光栅方程,若波长已知,并能测出波长谱线对应的衍射角 ,则可以求出光栅常数d 。

在 =0的方向上可观察到中央极强,称为零级谱线,其它谱线,则对称地分布在零级谱线的两侧,如图3所示。

如果光源中包含几种不同波长,则同一级谱线中对不同的波长有不同的衍射角,从而在不同的位置上形成谱线,称为光栅谱线。对于低压汞灯,它的每一级光谱中有4条谱线:

紫色 1=435.8nm;绿色 2=546.1nm;黄色两条 3=577.0nm和 4=579.1nm。

衍射光栅的基本特性可用分辨本领和色散率来表征。

角色散率D(简称色散率)是两条谱线偏向角之差Δ 两者波长之差Δ 之比:

(3)

对光栅方程微分可有

(4)

由(4)式可知,光栅光谱具有如下特点:光栅常数d越小,色散率越大;高级数的光谱比低级数的光谱有较大的色散率;衍射角很小时,色散率D可看成常数,此时,Δ 与Δ 成正比,故光栅光谱称为匀排光谱。

实验内容与步骤:

1.分光计的调整:

调整分光计就是要达到望远镜聚焦于无穷远处;望远镜和平行光管的中心光轴一定要与分光计的中心轴相互垂直,平行光管射出的光是平行光。

(1)调望远镜聚焦于无穷远处

目测粗调:由于望远镜的视场角较小,开始一般看不到反射象。因此,先用目视法进行粗调,使望远镜光轴、平台大致垂直于分光计的转轴。然后打开小灯的电源,放上双面镜(为了调节方便,应将双面镜放置在平台上任意两个调节螺丝的中垂线上,且镜面与平台面基本垂直),转动平台,使从双面镜正、反两面的反射象都能在望远镜中看到。若十字象偏上或偏下,适当调节望远镜的倾斜度和平台的底部螺丝,使两次反射象都能进入望远镜中。

用自准直法调节望远镜:经目测粗调,可以在望远镜中找到反射的十字象。然后通过调节望远镜的物镜和分划板间的距离,使十字象清晰,并且没有视差(当左右移动眼睛时,十字象与分划板上的叉丝无相对移动),说明望远镜已经聚焦到无穷远处,既平行光聚焦于分划板的平面上。

(2)调望远镜光轴垂直于仪器转轴

利用自准法可以分别观察到两个亮十字的反射象。如果望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直,而平面镜反射面又与中心轴平行,则转动载物平台时,从望远镜中可以两次观察到由平面镜前后两个面反射回来的亮十字象与分划板准线上部十字线完全重和。如果不重合,而是一个偏低,一个偏高,可以通过半调整法来解决,即先调节望远镜的高低,使亮十字象与分划板准线上部十字线的距离为原来的一半,再调节载物平台下的水平调节螺丝,消除另一半距离,使亮十字象与分划板准线上部十字线完全重和。将载物平台旋转180度,使望远镜对着平面镜的另一面,采用同样的方法调节,如此反复调整,直至从平面镜两表面反射回来的亮十字象与分划板准线上部十字线完全重和为止。

(3)调节平行光管产生平行光

用已调好的望远镜作为基准,正对平行光管观察,并调节平行光管狭缝与透镜的距离,使望远镜中能看到清晰的狭缝象,且象与叉丝无视差。这时平行光管发出的光既为平行光,然后调节平行光管的斜度螺丝,使狭缝居中,上下对称,即平行光管光轴与望远镜光轴重合,都垂直于仪器转轴。

2.调节光栅方位及测量:

(1)分光计调节好后可将光栅按双面镜的位置放好,适当调节使从光栅面反射回来的亮十字象与分划板准线上部十字线完全重和。

(2)从中央条纹(即零级谱线)左侧起沿一个方向向左移动望远镜,使望远镜中的叉丝依次与第一级衍射光谱中的绿线相重合,记下对应位置的读数,再移动望远镜,越过中央条纹,依次记录右侧第一级衍射光谱中的绿线位置对应的读数。为了减少误差,再从右侧开始,重测一次。

【数据记录与处理】

表1 测量光栅常数 绿光波长: =546.1nm

测量次数

1

2

3

绿光位置

θ左

θ右

θ左

θ右

θ左

θ右

K = 1

328º45’

148º50’

327º39’

147º45’

318º46’

138º53’

K = -1

310º0’

130º5’

309º0’

129º2’

300º10’

120º15’

18º45’

18º45’

18º39’

18º43’

18º36’

18º38’

18º45’

18º41’

18º37’

3.93’

绿光波长λ=0.546.1微米

1.707微米

0.038微米

1.707±0.038微米

T(0.95)=1.645

3.80’

18º41’

思考题:

1.怎样调整分光计?调整时应注意的事项?

答:⑴先目测粗调,使望远镜和平行光管大致垂直与中心轴;另外再调载物台使之大致呈水平状态。(2)点亮照明小灯,调节并看清准线和带有绿色小十字窗口。(3)调节并使载物台上的准直镜正反两面都进入望远镜,并且成清晰的像。(4)采取逐步逼近各半调节法使从准直镜上发射所成的十字叉丝像与准直线重合。(5)目测使平行光管光轴与望远镜光轴重合,打开狭缝并在望远镜中成清晰的大约1mm宽的狭缝像。(6)使狭缝像分别水平或垂直并调节使狭缝像中心与十字叉丝中点想重合。调节过程中要注意已经调节好的要固定好,以免带入新的误差,另外注意逐步逼近各半调节法的使用。

2.光栅方程和色散率的表达式中各量的物理意义及适用条件?

答:(1)在光栅方程 中λ为实验中所测光的波长,如本实验中绿光的波长。K为衍射光谱级数φ为衍射角,d为光栅常数即光栅相临两刻蚊间长度。实用条件取决与级数的选取应与实验相一致。

(2)色散率的表达式 中相应量与光栅方程中具有相同含义。

3.当平行光管的狭缝很宽时,对测量有什么影响?

答:造成测量误差偏大,降低实验准确度。不过,可采取分别测狭缝两边后求两者平均以降低误差。

4.若在望远镜中观察到的谱线是倾斜的,则应如何调整?

答:证明狭缝没有调与准线重合有一定的倾斜,拿开光栅调节狭缝与准线重合。

5.为何作自准调节时,要以视场中的上十字叉丝为准,而调节平行光管时,却要以中间的大十字叉丝为准?

答:因为在自准调节时照明小灯在大十字叉丝下面,另外要保证准直镜与望远镜垂直,就必须保证其在大十字叉丝上面,并且距离为灯与大十字叉丝相同的地方,即以视场中的上十字叉丝为准。

现在,很容易就知道为什么在调节平行光管时,却要以中间的大十字叉丝为准了。

6.光栅光谱与棱镜光谱相比有什么特点?

答:棱镜光谱为连续的七色光谱,并且光谱经过棱镜衍射后在两边仅仅分别出现一处;

光栅光谱则不同,它为不连续的并且多处在平行光管轴两边出现,另外还可以条件狭缝的宽度以保证实验的精确度

长春工业大学分光计的调节和使用实验报告

在测量三棱镜折射率实验中,当调节分光计的平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴后,由实验可知载物台平面的倾斜程度对最小偏向角的测量没影响,但顶角的测量随着载物台平面的倾斜程度不同,有着不同程度的影响。当倾斜角度小于2o时,计算得到的折射率值与载物台没有倾斜时得到的值基本一致。

大学物理实验分光计的调整和使用的实验原理原理

基本原理是,让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线,经过反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望远镜的焦平面上,通过目镜进行观察和测量各种光线的偏转角度,从而得到光学参量等。

拓展资料

分光计是精确测定光线偏转角的仪器, 也称测角仪。它是光学实验中常用的的实验仪器。光学中的许多基本量如波长、折射率都可以直接或间接地用光线的偏转角来表示, 因而这些量都可以用分光计来测量。

分光计的基本光学结构又是许多光学仪器(如棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等)的基础。它在物理实验中既能够培养学生的基本实验技能,又能培养学生应用理论知识解决实际问题的能力,因此它是大学物理实验的必作实验。

在观察有关现象和测量角度时,为获得正确的测量结果,必须保证让分光计的光学系统(准直管和望远镜)要适合平行光。

即要求望远镜光轴与分光计的主轴垂直, 以保证观察面是一个平面。这也是调节步骤中难度最大的。

中学里常用的分光计一般由装在三脚座上并在同一平面内的准直管、棱镜台和望远镜三个主要部件构成。棱镜台为一圆盘,可以绕中心轴转动,其底座上刻有游标。

望远镜则和底座外围刻有角度读数的圆环相连,它们也可以绕中心轴旋转。但准直管的位置固定。从光源发出的光。经准直管变为平行光,再经棱镜色散,改变方向,用望远镜观察而在圆环上读出所偏转的角度。望远镜中还装有准丝以增加测量的精确度。

1814年,夫琅和费在研究太阳暗线时改进了当时的观察仪器,设计了由平行光管、三棱镜和望远镜组成的分光计。这是第一个分光计的出现,其设计思想、基本构造原理是现代光谱仪、摄谱仪设计制造的基本依据。分光计经常用来测量光的波长、棱镜角、棱镜材料的折射率和色散率等。

分光计的调节及棱镜顶角的测定实验报告内容~数据处理部分~

分光计的调节及棱镜顶角的测定实验报告的数据处理中,测出来棱镜左侧面反射白光为一位置,记录了左右两个游标刻度。右侧面反射白光为二位置左右游标刻度。处理时,二位置左游标读数减一一位置左游标读数,二位置右游标读数减一位置右游标读数。减出的两个差值相加除以4,即为三棱镜顶角。

分光计的调节及棱镜顶角的测定实验报告的数据处理

如果,测出来棱镜左侧面反射白光为一位置,记录了左右两个游标刻度。右侧面反射白光为二位置左右游标刻度。处理时,二位置左游标读数减一一位置左游标读数,二位置右游标读数减一位置右游标读数。减出的两个差值相加除以4,即为三棱镜顶角。

分光计实验的误差分析是哪几个?急

是分光光度计,还是光谱分析?对误差的分析是不一样的,分光光度计的误差要对数据做统计分析,光谱分析可以与基准物质对照。

求大学物理实验:光学参量测量中分光计的应用,实验报告最好还能给原始数据记录!

师兄你是广州大学的吧,和我一样的小本本

分光计测三棱镜顶角实验报告中的误差分析怎样写

有具体要求吗.

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