实验41分光计的调整和使用(精选8篇)
篇1:实验41分光计的调整和使用
实验41分光计的调整和使用
【实验任务】(1)掌握分光计的调整方法
(2)测量玻璃三棱镜的折射率
【可用仪器和器材】 分光计,三棱镜,日光灯
【知识点及预习要求】
1.了解折射率与什么角有关。
2.了解分光计的构造,调整要求及调整原理和方法。
3.分光计测量最小偏向角的方法:(1)三棱镜如何放置。(2)改变什么角能得到最小偏向角,实验中应如何调整。(3)判定最小偏向角的方法。(4)测量最小偏向角的方法。
4.了解分光计的读数系统,双游标读数的目的是什么?
篇2:实验41分光计的调整和使用
一、分光计的调整
(一)调整要求: 1.望远镜聚焦平行光,且其光轴与分光计中心轴垂直。2.载物台平面与分光计中心轴垂直。
(二)望远镜调节 1.目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝,调焦办法:接通仪器电源,把目镜调焦手轮12旋出,然后一边旋进一边从目镜中观察,直到分划板刻线成像清晰,再慢慢地旋出手轮,至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止。旋转目镜装置11,使分划板刻线水平或垂直。2.望远镜调焦 望远镜调焦的目的是将分划板上十字叉丝调整到焦平面上,也就是望远镜对无穷远聚焦。其方法如下:将双面反射镜紧贴望远镜镜筒,从目镜中观察,找到从双面反射镜反射回来的光斑,前后移动目镜装置11,对望远镜调焦,使绿十字叉丝成像清晰。往复移动目镜装置,使绿十字叉丝像与分划板上十字刻度线无视差,最后锁紧目镜装置锁紧螺丝 10.(三)调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴(各调一半法)调节如图7 所示的载物台调平螺丝 b 和 c 以及望远镜光轴仰角调节螺丝13,使分别从双面反射镜的两个面反射的绿十字叉丝像皆与分划板上方的十字刻度线重合,如图8(a)所示。此时望远镜光轴就垂直于分光计中心轴了。具体调节方法如下:(1)将双面反射镜放在载物台上,使镜面处于任意两个载物台调平螺丝间连线的中垂面,如图7所示。图7 用平面镜调整分光计 由于望远镜视野很小,观察的范围有限,要从望远镜中观察到由双面反射镜反射的光线,应首先保证该反射光线能进入望远镜。因此,应先在望远镜外找到该反射光线。转动载物台,使望远镜光轴与双面反射镜的法线成一小角度,眼睛在望远镜外侧旁观察双面反射镜,找到由双面反射镜反射的绿十字叉丝像,并调节望远镜光轴仰角调节螺丝 13 及载物台调平螺丝 b 和 c,使得从双面反射镜的两个镜面反射的绿十字叉丝像的位置应与望远镜处于同一水平状态。(3)从望远镜中观察。转动载物台,使双面反射镜反射的光线进入望远镜内。此时在望远镜内出现清晰的绿十字叉丝像,但该像一般不在图8(a)所示的准确位置,而与分划板上方的十字刻度线有一定的高度差,如图8(b)所示。调节望远镜光轴仰角调节螺丝13,使高度差 h 减小一半,如图8(c)所示;再调节载物台调平螺丝b 或c,使高度差全部消除,如图8(d)所示。再细微旋转载物台使绿十字叉丝像和分划板上方的十字刻度线完全重合,如图8(a)所示。
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图(8)各调一半法(4)旋转载物台,使双面反射镜转过180°,则望远镜中所看到的绿十字叉丝像可能又不在准确位置,重复(3)所述的各调一半法,使绿十字叉丝像位于望远镜分划板上方的十字刻度线的水平横线上。(5)重复上述步骤(3)(4),使经双面反射镜两个面反射的的绿十字叉丝像均位于望远镜分划板上方的十字刻度线的水平横线上。至此,望远镜的光轴完全与分光计中心轴垂直。此后,望远镜光轴仰角调节螺丝13不能再任意调节!二、三棱镜顶角的测定 1.待测件三棱镜的调整 如图9(a)放置三棱镜于载物台上。转动载物台,调节载物台调平螺丝(此时不能调望远镜),使从棱镜的二个光学面反射的绿十字叉丝像均位于分划板上方的十字刻度线的水平横线上,达到自准。此时三棱镜两个光学表面的法线均与分光计中心轴相垂直。图9 三棱镜的调整 2.自准法测定三棱镜顶角(2)【数据记录及处理】 表2 自准法(或反射法)测顶角数据表格篇3:分光计调整的实验教学方法
一、分光计结构
首先了解分光计的外部主要结构;其次让学生了解望远镜、平行光管的仰角螺钉和调焦手轮;最后介绍几个相关的紧固螺钉,以及望远镜和平行光管调节需要达到的目的。
二、分光计调整的原理
(一)关于凸透镜的光路原理
分光计以透镜的成像原理为基础,一束平行光经过凸透镜,会聚在焦平面上,根据光路可逆原理,焦平面的发光物体发出的光,经过透镜出射平行光,如图1所示。
(二)分光计调节原理
分光计的调节原理概括为:平行光管发出平行光;望远镜对平行光聚焦;望远镜、平行光管的光轴等高且垂直仪器的公共轴。
在调整平行光管时需要通过望远镜才能判断是否出射的是平行光,因此在选取调节步骤时应该首先调节望远镜(调节难点)。通常望远镜对平行光聚焦采用“自准法”,所谓自准法就是利用物距等于焦距产生平行光,再利用垂直于光轴的物镜原路返回物屏成像的方法,如图2所示。我们从假设出发根据看到的想象来判断假设是否成立,便于初学者理解自准法。通过流程图3来说明:
三、分光计调节中的难点
实践教学中分光计调整的两个难点:一是望远镜自准状态下找平面反射镜反射的“+”字像;二是调整望远镜的光轴与仪器的主轴垂直。结合分光计调节的难点和初学者实际调节过程中遇到的问题,给出比较容易理解和操作的方法:1.调节目镜看清楚分划板上的刻线。2.调节载物台的三个螺钉,使载物台基本保持水平。3.望远镜的仰角螺钉降到最低,望远镜筒在垂直于双面反射镜的位置,然后缓慢抬高望远镜的仰角螺钉同时小幅度地转动望远镜的方位,直到找到绿色“+”为止,记下仰角螺钉的高度A。4.观察十字是否清晰,如果不清晰,则调节望远镜调焦手轮。
在步骤2中粗调载物台的水平,并不能实现严格水平,在此情形下我们观察到的绿色十字像位于分划板的视野边缘,而将载物台旋转180度以后另外一个面的绿色“+”就超出了视野范围,初学者无法找出绿色“+”字像,如果此时盲目的去调节望远镜或者是载物台,可能会导致两个面都没有绿色“+”像,为此我们采取以下步骤:5.将载物台旋转180度,重复步骤2,记下仰角螺钉的高度B,并比较两边的高度。6.如果B大于A,则将载物台旋转180度,降低仰角螺钉的高度寻找绿色“+”字,记下仰角螺钉抬高几圈,然后回调仰角螺钉,每回调一圈,绿色“+”字位置会发生变化,此时调节载物台上的离手最近的螺钉,保持绿色“+”字的位置,在回调到的一半圈数时候,观测一下反面有没有绿色“+”字。如此反复直到两个面同时出现绿色“+”字。然后采取各半调节的方式,把绿色“+”字调到上“+”字的位置。
综上所述,首先需要学生深入的理解实验原理,仔细观察实验现象,对实验现象进行分析和讨论,做出正确的判断,找到解决问题的方法。这种教学方式既培养学生的动手能力,又培养学生的分析问题、解决问题的能力,有效地提高了教学的课堂效果。
参考文献
[1]赵凯华,钟锡华.光学[M].北京:北京大学出版社,1984
[2]熊永红,张昆实.大学物理实验[M].北京:科学出版社,2007
篇4:实验41分光计的调整和使用
【关键词】分光光度计;检定;使用;问题
在使用分光光度计的过程中,应当注意一定要按照相关的规定操作。对于科研机构来讲,分光光度计的操作人员专业技术较强,一般不会出现问题。但是对于工矿企业来说,无论是检测的环境还是检测的人员都与专业实验室有较大的差距。因此,我们应当总结出实际使用分光光度计过程中可能出现的问题,从而做到早发现,早预防。从根本上减少分光光度计出现问题的几率。
1.在检定前对仪器的波长进行检查
从郎伯·比尔的定律中我们不难看出一旦光的波长发生了变化,就会对吸光度以及物质浓度的测量结果造成一定的影响,因此,我们应当重视可见光的波长的变化对分光光度计检定的影响。而在一些厂矿企业中,实验室的环境较为恶劣,对于分光光度计也会造成一些消极影响,很容易出现失误或者故障。因此,当使用分光光度计之前,就应当对分光光度计的光路进行检查,如果有偏差就要及时调整,这样才能使工作的效率获得提高。具体的操作方法需要将一起的波长调节到580nm的地方,狭缝则调整到2nm处,将试样室的盖子打开,时用一张白纸插入到参比光路或者样品的光路中间位置,此时可以再白纸上观察到一个较为明亮、清晰度高的长方形的橙黄色光斑。而紫外区的光斑在形状上相似,光斑的亮度有所下降。如果将手动波长向长波的方向移动时,光斑的颜色应当从黄色变为红色,反之则应当由黄色变为紫色。如果观察到的现象如上述,则说明分光光度计基本没有问题,如果与上述说明相差较大,就需要进行调试才能使用。
2.仪器波长发生变化后,应当及时通知操作人员
从定量分析的角度看,即便是许多功能比较先进的分光光度计问世,但是许多企业仍然选择使用标准曲线法,可以说是分光光度法定量分析中较为常见的一种方法。在检定的过程中,仪器的波长示值一旦出现超差的情况,就应当对波长进行调整。而调整的波长应当由检定人员及时通知操作人员。如果没有及时通知,操作人员在不知情的情况下,还会按照原来的标准曲线进行就会得出错误的数值。波长发生调整后,吸光度也会发生变化。应当在进行波长调整之后,将标准曲线重新绘制。
3.重视对比色皿成套性的检定
在进行分光光度计的检定时,我们除了要关注对于仪器本身的检定,还应当关注与一起配套使用的比色皿成套性的检定。我国缺少了对这部分的检定,也很容易造成结果出现偏差。一些企业里的操作人员并没有对仪器的结构或是使用原理有一个较好的理解,就将这个问题忽视了。在公式中,无论是比色皿杯子达到尺寸还是透光性,一旦发生了变化,就会对检测结果的准确性造成不良的影响。有时会出现这样的情况,检测结果有问题就理所当然认为仪器的波长超差,但是反复检查却发现仪器并没有问题。这时候才开始关注比色皿,无形中浪费了大量的时间与精力。比色皿出现问题的原因常常是由于一只比色皿用于盛放参比溶液,另一只盛放样品溶液。两只杯子盛放的东西长时间保持一致,就会导致盛放样品溶液的比色皿杯比盛放参比溶液的杯子颜色更深。长此以往,就会导致两个比色皿的投射程度出现了一定的偏差。
4.检定用计量标准应当获得更多的信息
在实际的检定中,我们不难看出在制药行业中使用的分光光度计数量较多,且多为进口,具有较高的自动化水平。在使用时,企业往往会制定出相关的规范条例等,用以规范企业内部操作人员的行为。这种规范一定程度上减少了操作人员的失误,但是却在无形中为仪器的检定制造了困难。这就需要对检定章程灵活地看待。一些药厂的章程上要求依据透射比值来确定检定的结果,但是实际的参考结果却是吸光度值。这就给实际的工作造成了一些麻烦,不仅浪费时间还可能导致误差的出现。因此,我们在与上级部门进行沟通之后,就将这两种依据的标准值都写在章程中,通过对计量标准的合理应用,极大地方便了实际的检定工作。
5.结束语
近些年来,随着分光光度计技术的不断发展,分光光度计的应用范围也越来越大。但是应用过程中难免出现一些问题,导致数值出现误差。应对这个问题,身为检定人员,应当在掌握检定规程的基础上,对仪器进行熟练的操作,并不断提高自己在分析方面的理论水平,同时在实际的工作中注意经验的积累,以及实际动手能力的锻炼,使自己的综合素质获得提高。也只有这样,检定工作才能在实际中真正发挥其应有的作用,企业才能获得更加优质的服务。
【参考文献】
[1]周新光.分光光度计的检验与维护保养[J].计量与测试技术,2011(03).
[2]翟胜强.分光光度计使用中不容忽视的几个问题[J].计量与测试技术,2010(09).
篇5:分光计调节与使用实验报告
姓名:
学号:
专业班级:
实验时间:周 星期四
上午 10:00-12:00
一、试验目的1、了解分光计的结构,掌握调节分光计的方法;
2、测量三棱镜玻璃的折射率。
二、实验仪器
分光计,三棱镜,准直镜。
三、实验原理
1.测折射率原理:
当 当 i i 1 =i i2“时,δ为最小, , 此时
21Ai
1 1minAi i i )(21min 1A i
设棱镜材料折射率为 n 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 n,必须测出其顶角A和最小偏向角min。
四、实验步骤
1.调节分光计
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。
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)使载物台轴线垂直望远镜光轴。
a 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。
b 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。)
注意):
1、望远镜对平行光聚焦。
2、望远镜,平行光管的光轴垂直一起公共轴。
3、调节动作要轻柔,锁紧螺钉锁住即可。
4、狭缝宽度 1mm 左右为宜。
2.测量最小偏向角
(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
五、实验数据处理
原始数据如下:
次数
左 右 0 左 0 右 2--0 0 右 右 左 左 1
74˚ 38”
254˚ 46“
20˚ 41”
200˚ 41“
54˚ 1”
327˚ 12 147˚ 24 53˚ 31“
”
“
数据处理:
α=60˚ ±10”
2min仪u S
1)(nSi i
仪u =31 o 按不确定度传递原则
n n nuSinCos Sin Sin Cosun 222)2(212)2(21min minu
uSinCosunu n 2)2(21min 1.6762)(min SinSinn;0.005)()(2 2 n n nu u u;
00000.3 100)( nuunr n;
得:
0.005 1.676 nu n n
六、思考题
1、、为什么利用自准法可以将望远镜调至接受平行光和垂直中心轴的正常工作状态?如何调整?
(1)点亮照明小灯,调节目镜与分划板间的距离,看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口(目镜对分划板调焦)。
(2)将双面镜放在载物台上如图所示,使双面镜的两反射面与望远
镜大致垂直。轻缓地转动载物台,从侧面观察,判断从双面镜正、反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜内。
篇6:浅议分光计调整实验方法的改进
在“分光计的调整和使用”实验中, 很多学生很难用“自准直法”调整分光计, 即很难在望远镜中看到双面反射镜反射回来绿色十字叉丝 (像) , 即便看到了, 换一个反射面, 又看不到了;即使操作多次, 也很难做到连续两个反射面都看到绿色十字叉丝。根据实践教学经验, 我发现:如果在该实验中先用肉眼在望远镜外部找到双面平面镜镜面反射十字光源所成的像, 然后在眼睛与望远镜光轴等高的情况下观察像与望远镜光轴的高低, 通过调节载物台垂直螺母, 可以很快在望远镜中找到十字光源的反射像。
分光计调整要求是平行光管光轴与望远镜等高且垂直于中心主轴。载物平台的中心法线与中心主轴重合。使入射光、反射光和光学反射面 (或折射面) 的法线构成的平面与分度盘平面平行。此外, 望远镜应聚焦于无穷远处, 适于观察平行光。平行光管射出的光应为平行光。
1. 目测粗调 (与常规方法相同)
固定读数盘;调节载物台下三个螺母, 使其等高后, 固定载物台;调节望远镜、平行光管垂直螺母, 使它们等高且都与载物台平面平行。
2. 望远镜调焦
首先, 点亮目镜筒内的光源, 对目镜调焦, 旋转目镜调焦手轮直到看清分划板上的绿色双十字叉丝 (消除视差) 。然后把双面平面镜贴近物镜略微晃动, 此时可以在分划板上看到一团晃动的绿色光斑。固定双面平面镜使绿色光斑定在分划板上某一位置。对目镜调焦直到绿色小十字叉丝清晰为止。这时望远镜已对无穷远对焦。
3. 放置双面反射镜
如图, 把双面平面镜置于载物台上, 使镜面与载物台某两个螺丝的连线垂直 (调节螺母a对光路反射不起作用, 调节螺母b、c可改变反射光路) 。
4. 调整望远镜光轴和载物台平面分别与分光计中心轴垂直 (1) 适当转到游标盘, 使双面反射镜的像在望远镜外部。
(2) 先用肉眼在望远镜外部找到双面平面镜镜面反射十字光源所成的像, 然后在眼睛与望远镜光轴等高的情况下观察像与望远镜光轴的高低, 通过调节载物台垂直螺母, 使得十字光源与它的像等高, 再转动游标盘, 使双面反射镜镜面与望远镜垂直, 进而绿色十字光源经双面反射镜反射成像在望远镜内部, 这时观察望远镜可以很快在望远镜中找到十字光源的反射像。
(3) 然后旋转游标盘180度, 用同样办法找到双面反射镜另一个反射面所成的像。继续同方向旋转游标盘180度, 若不能看到反射像, 那么重复前面用眼睛在望远镜外找反射像的的方法, 直到连续两个反射面都能看到反射像, 说明此时望远镜的光轴与分光计中心轴基本上垂直了, 到此粗调完成。接着, 按照常规方法 (减半调节法) 进行细调, 直到连续两个反射面所看到反射像 (绿色十字叉丝) 都与分划板上方的十字刻线重合。至此, 望远镜的光轴完全与分光计中心轴近似垂直。此后, 不能再调节望远镜垂直螺母。 (注意, 由于载物台是一个平面, 我们只是在一条直线上使得望远镜的光轴与载物台平面平行, 而要使载物台所在平面与望远镜光轴平行, 即望远镜的光轴完全与分光计中心轴垂直, 必须在另一个方向上载物台所在平面与望远镜光轴也平行, 这是因为两条相交直线才能确定一个平面。) 所以, 接下来还要用三棱镜的两个反射面 (夹角60度) 精确调节, 使得望远镜的光轴完全与分光计中心轴垂直。
(4) 放置三棱镜于载物台上 (如图所示) 。转动载物台, 调节载物台调平螺丝, 使从棱镜的两个光学面反射的绿十字叉丝像均位于分划板上方的十字刻度线的水平横线上, 达到自准。这样, 载物台平面与分光计中心轴垂直。此时, 将游标盘两个游标旋转到左右一边各一个并固定游标盘 (方便读数) 。
5. 调节平行光管发出平行光
(1) 转动望远镜, 使其对准平行光管并固定。调节平行光管的焦距, 直到在目镜中观察到狭缝的清晰像为止。此时平行光管发出平行光。将狭缝转在竖直方向, 调节平行光管的垂直螺母使其上沿与分划板上方的水平衡线对其, 调节其宽度为1厘米, 作为背景 (实验时周围光线较暗, 便于观察) , 分划板上双十字叉丝和竖线看得很清晰 (测量读数时将缝调至1.5毫米宽) 。至此, 分光计调节完毕。
改进调节方法后, 通过讲解演示, 学生们很快就可以在望远镜中找到绿色十字光源经双面反射镜反射所成的像 (绿色十字叉丝) , 大大缩短了分光计的粗调时间, 激发了学生进一步细调的信心和兴趣。
参考文献
篇7:水稻插秧机的正确使用和调整
1.要精整大田 用机械插秧的水田最好要干旋耕、干平整,使泥块上细下实,无浮茬,放水后刮平,田内留薄水(即水深5~20mm),然后机械再进田插秧。
2.准备好秧盘 在育好壮秧的畦面上,用锋利的刀按58×28mm的规格切成盘状。装入插秧机箱苗盘底部的土,湿度以用手指能稍微按进去为宜。若太干,秧苗散落,易浮秧,若太湿,秧苗移送量如果过大,会造成每穴株数超标。
3.做好插秧机的准备工作 加足汽油,并给各转动、传动部件加注润滑油(机油、齿轮油、黄油),向秧臂盖板上的注油口内注1:1黄油和齿轮油,紧固各连接处的螺母、插销等。
4.做好五个调整 要调整转向、插秧、液压、秧架的四根钢丝,使其达到说明书要求的尺寸和位置;调整液压皮带的张紧度,将汽油机的4个固定螺栓松开,移动汽油机,把液压皮带的张紧度调至手按住两轮中间的皮带,其能下压10~15mm为宜;调整秧针與取苗口及导轨插口的间隙,松开固定夹调至秧针前端与取苗口两侧的间隙相等(1.5~2.5mm)。当秧针与导轨插口两侧的间隙不在1.3~1.7mm范围内时应微松导轨调节收柄,左右移动导轨,调至两侧间隙相等;调整秧叉的压出长度,其标准长度为16.7mm,若超出20mm就应更换缓冲垫;调整好穴距和栽秧深度,要根据田块肥力和农户要求调好穴距,一般将穴距调节手柄放在中间位置,并根据苗土的湿度和播种密度调节取苗量(一般每穴4株),手柄的位置每调一个档次就改变取苗量1mm。
5.精心驾驶 精心驾驶插秧机是提高插秧质量,保证作物夺高产的重要环节。要根据加秧和机械进出的方便性,选择进出口路线。要注意匀速前行,插秧行驶中不能忽快忽慢或频繁停车,并要注意行驶的直线性,行走中尽量不用捏转向手把或猛烈扳动扶手架等方法来纠正插秧机前行的直线性,以防急弯造成漏插或重插;要注意送苗辊在苗箱槽口的运行情况,若发现槽口有秧根或黏土,要及时停机清理,以防影响插秧质量。
篇8:分光计调整难点的分析和探讨
分光计是精确测定光线经过棱镜、平板玻璃、光栅等光学器件后的偏转角度的仪器。通过角度测量,可以测定折射率、光栅常数、光的色散率、光的波长等物理量。也可以用于测量材料的折射率、光源的光谱,在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛应用。
分光计型号很多,任何一台分光计都由平行光管、望远镜、载物台和读数装置组成。分光计的调整和使用,是工科大学物理实验中必须掌握的基本技能。研究分光计调整中涉及的问题,有助于对其他光学实验所涉及物理问题的理解。由于分光计装置较精密、结构复杂,调节要求也较高,往往不能在规定的时间内顺利完成。
二、分光计调整的顺序和难点
1. 分光计调整顺序
分光计结构比较复杂,要调节的螺钉比较多,因此调整的顺序很重要。分光计的调整是按照先调整望远镜系统,再调整平行光管系统这样的先后次序进行的。即是要按照从前向后的顺序进行调整:调整望远镜使其能接收平行光(聚焦无穷远)→调整望远镜光轴与分光计中心轴相垂直→调整平行光管产生平行光,并使平行光管光轴与望远镜光轴重合。其中,最重要的调整是望远镜的光轴与分光计的中心轴垂直,其目的是使望远镜的主轴与刻度盘平行,从而能准确测量光线间的角度。
2. 分光计调整的难点
调整望远镜光轴与分光计的中心轴垂直一直是学生们所面临的最大障碍。在实验过程中首先要进行粗调,也就是通过目测调节载物台水平及望远镜光轴水平后,通过对半调节法调整望远镜光轴与分光计的中心轴垂直。对半调节法的前提是双面反射平面镜旋转一周后,从望远镜中要仍能够看到亮十字光标反射像。
实验中往往会出现两种情况:一种是用双面反射平面镜的A、B面正对望远镜时都无法看见亮十字光标像;另一种是其中一面可见亮十字光标像,但另一面却看不见亮十字光标像。
三、解决分光计调整难点的快捷方法
根据多年的实验教学经验得出,通过用平行光管狭缝的反射像作辅助参照物,能使调节过程中寻找亮十字光标像变得非常简单,从而使分光计的调整变得容易。
1. 重视目测粗调
粗调时按照三个步骤进行。
(1)目测并调节望远镜光轴高低调节螺钉和平行光管光轴高低调节螺钉,使望远镜和平行光管尽可能水平。同时还应调节望远镜和平行光管的水平调节螺钉,使它们的光轴尽可能地在一条直线上。
(2)调节载物台调平螺钉,将载物台的高度调整到调平螺钉的一半的高度,以便从平行光管发出的平行光能对准双面反射平面镜的中间部位。
(3)将载物台尽可能调水平,通过调节载物台下面的三个调平螺钉来调整载物台水平。
在实验中发现有的学生会旋松载物台下面的三个调平螺钉,使载物台紧贴台基或者是旋紧三个调平螺钉使载物台升到最高位置。经过实践发现这种方式不可取,应该将这三个调平螺钉调节到其自身长度一半的位置,并且三个调平螺钉的高度需一致。
经过以上三步的粗调,在载物台放上双面反射平面镜后,大多数情况下可以有一面能看到反射的亮十字光标像,有些甚至两面都能看到反射的亮十字光标像。
2. 利用辅助参照物的快捷调整法
利用平行光管狭缝的反射像作为辅助参照物。在开始调节分光计时,可同时打开光源将狭缝照亮,此时在视场中可同时观察到亮十字光标反射像、狭缝透射像和光强稍弱的狭缝反射像,且亮十字光标反射像位于狭缝反射像的上方(图1)。
此方法的原理为:由平行光管出射的光通过半透平面镜透射后,照射望远镜的物镜,成像在物镜焦平面即双十字叉丝刻线板上。双十字叉丝刻线板将其中的一部分光反射,经物镜到达平面镜,经平面镜反射后再在双十字叉丝刻线板处成像,即二次成像。经平面镜反射所成的狭缝像的光与亮十字光标像的成像光束来自同一平面,都为望远镜的焦平面产生的平行光,且亮十字光标像一定在狭缝像的上方。这是由于平面镜物和像总以平面镜法线为对称,而亮十字光标在狭缝的下方,故其反射的亮十字光标像总在狭缝像的上方。
狭缝像在竖直方向的长度较亮十字光标像长许多,容易观察到,一般情况下调节时很容易出现在视场中,这为寻找亮十字光标像提供了一个显著的辅助标记,只要找到光强较弱的狭缝反射像,就一定有亮十字光标像。
3. 调整方法
经过粗调后,接着细调的步骤为(必须遵循从前向后的调整顺序):
(1)旋转望远镜前端的自准目镜手轮,使双十字叉丝刻线位于目镜的焦平面上,使看到的双十字叉丝最清晰。
(2)将双面反射平面镜放在载物台上,放置时应如图2所示,镜面垂直于其中两个螺钉(例如L、H)的连线。点亮目镜筒附连的光标灯,转动载物台使平面镜对准望远镜,观察是否可从望远镜中看见经平面镜反射回来的亮十字光标像或其亮光斑;抽出或推入目镜筒,使亮十字光标像清晰且无视差。
(3)调整平行光管与望远镜大致共轴,转动望远镜使其对准平行光管,将狭缝缝宽调整为1~2mm,前后移动平行光管的狭缝装置,使在望远镜的目镜中观察到狭缝的像清晰为止。转动望远镜使平行光管狭缝像出现在望远镜视场的双十字叉丝的竖丝附近。
(4)转动载物台,在视场中可以看到另一条竖直亮线,该亮线亮度较暗,随载物台的转动而移动。这条可动的稍暗竖亮线就是作为辅助参照物的狭缝的反射像,而亮十字光标像必定在这条稍暗竖亮线的上方。接着转动载物台,使稍暗竖亮线与不动的亮线(狭缝的像)基本重合。
(5)根据可动亮线的位置,调整望远镜光轴高低调节螺钉和载物台下的螺钉,进而发现亮十字光标的反射像。最后转动平面镜,在其A、B面上都已能观察到亮十字光标像的基础上,利用对半调节法,使亮十字光标像落在双十字叉丝刻线的第一条刻线上,即辅助水平叉线上(图3)。
四、结束语
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