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文檔簡介
教學(xué)目標(biāo)觀察棱鏡片的成像。測量棱鏡片的棱鏡度。知識要求棱鏡片成像原理棱鏡度定義能力要求會進行棱鏡片成像實驗。通過實驗測量棱鏡片的棱鏡度素質(zhì)要求獨立學(xué)習(xí)、獨立思考發(fā)現(xiàn)和總結(jié)實驗現(xiàn)象及規(guī)律團隊合作愛護實驗儀器實驗原理實驗裝置圖帶毛玻璃的光源、光具座、品字形物屏、凸透鏡、棱鏡、帶十字刻度的接收屏。xy實驗步驟將光源、品字形物屏、透鏡、接收屏按圖順序在滑座上放好。將各滑座靠攏,調(diào)直光軸后分開。移動棱鏡和接收屏,使得接收屏上成像于十字中心。將透鏡與接收屏之間放入棱鏡(可移動或轉(zhuǎn)動),觀察成像情況。測量x和y值,計算棱鏡大小。教學(xué)目標(biāo)掌握分光計的測量原理及調(diào)節(jié)方法用最小偏向角法測量棱鏡的折射率知識要求掌握分光計的測量原理及調(diào)節(jié)方法最小偏向角法測量棱鏡的折射率能力要求掌握分光計的測量原理及調(diào)節(jié)方法會用最小偏向角法測量棱鏡的折射率素質(zhì)要求獨立學(xué)習(xí)、獨立思考發(fā)現(xiàn)和總結(jié)實驗現(xiàn)象及規(guī)律團隊合作愛護實驗儀器一、實驗?zāi)康?.掌握分光計的測量原理及調(diào)節(jié)方法2.用自準(zhǔn)法測三棱鏡的頂角(前述實驗已經(jīng)完成)3.用最小偏向角法測量棱鏡的折射率重點:分光計的調(diào)節(jié)方法難點:分光計的測量原理平行光管出射的平行光射向三棱鏡的兩個光學(xué)表面,用望遠鏡分別接收兩表面的反射光,就可計算出兩束光的夾角Φ。由幾何關(guān)系可以證明Φ與三棱鏡頂角A的關(guān)系為Φ=2A
1.反射法測三棱鏡頂角二、實驗原理2.最小偏向角法測棱鏡的折射率平行光l1射向頂角為A的三棱鏡的側(cè)面AB,經(jīng)過折射后由另一側(cè)面AC射出,入射光l1與折射光l2的夾角δ稱為偏向角。根據(jù)圖中的幾何關(guān)系與折射定理可得如下關(guān)系
由上式可知,只要測出最小偏向角δmin和三棱鏡頂角A,就可以計算出棱鏡的折射率n。2.最小偏向角法測棱鏡的折射率三、實驗儀器JJY型分光計
雙面鏡三棱鏡汞燈及電源分光計的基本構(gòu)造用反射法測量三棱鏡的頂角測量最小偏向角入射光波長
1、在實驗中,拿放光學(xué)器件時,要輕拿輕放,注意不要用手接觸光學(xué)面。
2、在轉(zhuǎn)動望遠鏡時,不要直接轉(zhuǎn)鏡筒,而是轉(zhuǎn)動望遠鏡下面的支架。
3、在測量偏轉(zhuǎn)角度時,一定要固定度盤和望遠鏡,讓它們儀器轉(zhuǎn)動。五、實驗注意事項教學(xué)目標(biāo)1、了解分光計的結(jié)構(gòu)2、學(xué)會分光計的調(diào)整和使用方法;知識要求1、分光計的結(jié)構(gòu)2、分光計的調(diào)整和使用方法;能力要求1、了解分光計的結(jié)構(gòu)2、學(xué)會分光計的調(diào)整和使用方法;素質(zhì)要求獨立學(xué)習(xí)、獨立思考發(fā)現(xiàn)和總結(jié)實驗現(xiàn)象及規(guī)律團隊合作愛護實驗儀器
分光計是比較精密的測角儀器,精度可到1’。物理學(xué)中很多的物理量都與入射光的偏轉(zhuǎn)角度有關(guān),因此,通過對角度的測量可以計算媒質(zhì)折射率、光波波長、色散關(guān)系等相關(guān)的物理量。還可以用來檢驗棱鏡的棱角是否合格、玻璃磚的兩個表面是否平行等。內(nèi)容實驗?zāi)康?實驗儀器2分光計的調(diào)節(jié)
3測量原理4實驗內(nèi)容5注意事項6實驗?zāi)康?、了解分光計的結(jié)構(gòu)2、學(xué)會分光計的調(diào)整和使用方法;實驗儀器分光計平面反射鏡一、分光計的結(jié)構(gòu)圖1.狹縫裝置;2.狹縫裝置鎖緊螺絲;3.平行光管;4.制動架;5載物臺;6.載物臺調(diào)平螺絲;7.載物臺鎖緊螺絲;8.望遠鏡;9.望遠鏡鎖緊螺絲;10.阿貝式自準(zhǔn)直自鏡;11.目鏡視度調(diào)節(jié)手輪;12.望遠鏡光軸高低調(diào)節(jié)螺絲;13.望遠鏡光軸水平調(diào)節(jié)螺絲;14.支臂;15.望遠鏡微調(diào)螺絲;16.轉(zhuǎn)軸與刻度盤止動螺絲;17.望遠鏡止動螺絲;18.制動架;19.底座;20.轉(zhuǎn)座;21.刻度盤;22.游標(biāo)盤;23.立柱;24.游標(biāo)盤微調(diào)螺絲;25.游標(biāo)盤止動螺絲;26.平行光管光軸水平調(diào)節(jié)螺絲;27.平行光管光軸高低調(diào)節(jié)螺絲;28.狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪各部分名稱二、分光計的調(diào)節(jié)測量前應(yīng)調(diào)節(jié)分光計,達到:望遠鏡聚焦到無窮遠,望遠鏡的光軸對準(zhǔn)儀器的中心轉(zhuǎn)軸并與中心轉(zhuǎn)軸垂直。平行光管出射平行光,且光軸與望遠鏡的光軸共軸。待測光學(xué)元件的表面與中心轉(zhuǎn)軸平行。
1.目視粗調(diào)
⑤
調(diào)節(jié)望遠鏡俯仰調(diào)節(jié)螺釘平行光管俯仰調(diào)節(jié)螺釘望遠鏡支架平行光管水平調(diào)節(jié)螺釘望遠鏡水平調(diào)節(jié)螺釘④
松開望遠鏡鎖緊螺釘③松開游標(biāo)盤鎖緊螺釘鎖緊載物臺升降鎖緊螺釘②調(diào)節(jié)載物盤水平調(diào)節(jié)螺釘①
移動底座載物盤水平、望遠鏡俯仰調(diào)節(jié)的特例
平面鏡兩側(cè)面的反射像分別位于和時,只需調(diào)節(jié)望遠鏡的俯仰調(diào)節(jié)螺釘dd平面鏡兩側(cè)面的反射像同時位于或時,只需調(diào)節(jié)載物盤的水平調(diào)節(jié)螺釘dd⑵
2.用自準(zhǔn)直法將望遠鏡調(diào)焦到無窮遠叉絲像分劃板視場透光窗反射像旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)節(jié)鼓輪⑴
伸縮目鏡筒⑶
觀察不到反射像的原因目鏡中觀察到的叉絲和透光窗中綠色十字的像模糊。(轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)節(jié)鼓輪)望遠鏡沒有聚焦于無窮遠。(松開目鏡筒鎖緊螺釘,前后移動目鏡筒)平面反射鏡的鏡面與望遠鏡的光軸不垂直。
俯視側(cè)視轉(zhuǎn)動載物臺或望遠鏡調(diào)節(jié)望遠鏡俯仰或載物盤水平調(diào)節(jié)螺釘3.調(diào)節(jié)望遠鏡光軸與中心轉(zhuǎn)軸垂直
①放置平面鏡
②撥動游標(biāo)盤
③調(diào)節(jié)載物盤水平調(diào)節(jié)螺釘或望遠鏡俯仰調(diào)節(jié)螺釘
ABC載物盤水平、望遠鏡俯仰的各半調(diào)節(jié)d調(diào)節(jié)望遠鏡俯仰調(diào)節(jié)螺釘
調(diào)節(jié)載物盤水平調(diào)節(jié)螺釘d/24.調(diào)節(jié)平行光管平行光管由狹縫和準(zhǔn)直透鏡組成。松開狹縫鎖緊螺釘前后移動狹縫①
轉(zhuǎn)動狹縫調(diào)節(jié)平行光管俯仰調(diào)節(jié)螺釘
②
轉(zhuǎn)動狹縫鎖住狹縫鎖緊螺釘③
狹縫鎖緊螺釘俯仰調(diào)節(jié)螺釘教學(xué)目標(biāo)1.復(fù)習(xí)分光計的構(gòu)造,復(fù)習(xí)其使用方法。2.掌握用自準(zhǔn)直法測定三棱鏡的頂角。知識要求1.分光計的構(gòu)造,學(xué)習(xí)其使用方法。2.用自準(zhǔn)直法測定三棱鏡的頂角。能力要求會用自準(zhǔn)直法測定三棱鏡的頂角。素質(zhì)要求獨立學(xué)習(xí)、獨立思考發(fā)現(xiàn)和總結(jié)實驗現(xiàn)象及規(guī)律團隊合作愛護實驗儀器44【實驗?zāi)康摹?.了解分光計的構(gòu)造,學(xué)習(xí)其使用方法。2.掌握用自準(zhǔn)直法測定三棱鏡的頂角?!緦嶒瀮x器】分光計、平面鏡、三棱鏡?!痉止庥嫿Y(jié)構(gòu)描述】1.分光計的結(jié)構(gòu):通過轉(zhuǎn)動望遠鏡觀察光學(xué)現(xiàn)象,是典型的測角度的儀器。平行光管讀數(shù)系統(tǒng)望遠鏡載物臺平面鏡2.讀數(shù)方法:讀數(shù)裝置由刻度圓盤和內(nèi)盤邊相隔180°對稱安置的兩個游標(biāo)組成??潭葓A盤分成360,最小分度為半度(30′=0.5°),小于半度的讀數(shù)利用左右兩游標(biāo)讀出。游標(biāo)上有30格,故左右游標(biāo)上的最小讀數(shù)單位為1′。主刻度盤內(nèi)盤左右游標(biāo)233o
13?讀數(shù)=233°13ˊ讀數(shù)=22.5°9ˊ=22°39ˊ3.調(diào)整要求平行光管產(chǎn)生平行光,且光軸垂直于儀器主軸;望遠鏡能接收平行光,且光軸垂直于儀器主軸;載物臺平面與主軸垂直。46平行光管縫寬調(diào)節(jié)載物臺轉(zhuǎn)動固定平行光管傾斜調(diào)節(jié)平行光管調(diào)焦緊固螺釘物鏡調(diào)焦緊固螺釘目鏡調(diào)焦物鏡調(diào)焦望遠鏡傾斜調(diào)節(jié)載物臺水平調(diào)節(jié)左右兩顆固定螺釘(望遠鏡緊固,望遠鏡與內(nèi)盤之間緊固)望遠鏡水平微動載物臺47【測量三棱鏡頂角的實驗原理】毛玻璃面望遠鏡I位置望遠鏡II位置
為了減小由于分光計的內(nèi)盤和刻度盤不同心會產(chǎn)生的偏心差,分光計的讀數(shù)裝置采用雙游標(biāo)。即,望遠鏡的每個位置有兩個角坐標(biāo)讀數(shù)(θ、θˊ)。1、用自準(zhǔn)直法測定三棱鏡的頂角θθ′2、
反射法測頂角(不做)注意:每次測完后,需將三棱鏡在載物臺上微移幾度,否則三次測量數(shù)據(jù)相同。321位置2位置1測量次數(shù)θ1θ1'θ2θ2'【數(shù)據(jù)記錄及處理】計算頂角的平均值、不確定度以及正確表示實驗結(jié)果:【實驗內(nèi)容及步驟】1.完成分光計的調(diào)整要求。2.用自準(zhǔn)直法測三棱鏡頂角三次。(2)將雙面反射鏡放按圖示放在載物臺上,使雙面鏡的兩反射面與望遠鏡大致垂直。轉(zhuǎn)動內(nèi)盤,使兩面反射鏡反射的十字模糊像能進入望遠鏡的視場中。分光計的調(diào)整具體步驟1、目測粗調(diào)(1)調(diào)節(jié)載物臺下a,b,c三個螺釘,使平臺趨于水平。在視場中任意位置,可模糊平面鏡反射叉絲像物鏡分劃板目鏡燈珠小棱鏡目鏡視場2、調(diào)節(jié)望遠鏡物鏡測量角度用的讀數(shù)基準(zhǔn)線調(diào)整平行光管軸用基準(zhǔn)線調(diào)整望遠鏡軸用基準(zhǔn)線調(diào)節(jié)目鏡焦距,使分劃板清晰。調(diào)節(jié)物鏡焦距,使綠色叉絲成像清晰。此時望遠鏡就聚焦于無窮遠。反射鏡cba望遠鏡應(yīng)用各半調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)望遠鏡的光軸與儀器的主軸垂直dd/2d/2調(diào)節(jié)望遠鏡的俯仰調(diào)節(jié)螺釘,使叉絲反射像向分劃板上水平線靠近一半;再調(diào)節(jié)a或b,使叉絲反射像與分劃板上水平線重合。反復(fù)調(diào)節(jié),直到反射鏡的兩面的反射叉絲像準(zhǔn)確與分劃板上水平線重合。俯仰螺釘cba望遠鏡將平面反射鏡旋轉(zhuǎn)90度,與ab連線平行,旋轉(zhuǎn)游標(biāo)盤,在望遠鏡中找到叉絲反射像,調(diào)節(jié)c螺釘,一次性將叉絲調(diào)到分劃板上水平線上。至此,望遠鏡與載物臺均與儀器主軸垂直。cba望遠鏡3、調(diào)節(jié)平行光管取走反射鏡,將已調(diào)
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