高中物理奧林匹克競賽復(fù)賽實驗考核課件實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)

實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)分光計是一種比較精密的光學(xué)儀器，可用來測量各種光線之間的角度。其基本原理是，讓光線通過狹縫和聚焦透鏡形成一束平行光線，經(jīng)過光學(xué)元件的反射或折射后進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡物鏡并成象在望遠(yuǎn)鏡的焦平面上，通過目鏡進(jìn)行觀察和測量各種光線的偏轉(zhuǎn)角度。許多光學(xué)量，如折射率、波長、色散率、衍射角等，都可以用分光計來測定。1/3/20251實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)【實驗?zāi)康摹?．用最小偏向角法測玻璃三棱鏡的折射率、測定光柵常數(shù)。2．學(xué)會正確調(diào)節(jié)和使用分光計。

1/3/20252實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)【實驗裝置】分光計—讀數(shù)裝置分光計—平行光管分光計—載物臺分光計—望遠(yuǎn)鏡光柵雙面鏡汞燈放大鏡1/3/20253實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)【實驗原理】

光柵是根據(jù)多縫衍射原理制成的一種分光元件。在一塊透明的光學(xué)玻璃上刻劃大量相互平行、等寬等間距的刻痕就制成了一塊透射式平面刻痕光柵（目前一般使用光的干涉原理制作這種光柵）。當(dāng)光照射在光柵面上時，刻痕處由于散射不易透光，光線只能在刻痕間的狹縫中通過。因此光柵實際上是由一排密集、均勻而又平行的狹縫組成的。如圖所示，設(shè)光柵的透光部分的寬度為?a?，不透光部分的寬度為?b?，定義d=a+b為光柵常數(shù)。當(dāng)一束平行光垂直入射到光柵面上時，按照光柵衍射理論，衍射光譜中明條紋的位置由下式?jīng)Q定：

（k=0,1,2,…）

1/3/20254實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)【實驗原理】1/3/20255實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)【實驗內(nèi)容】1.分光計的調(diào)整，包括望遠(yuǎn)鏡的水平、載物臺的水平、平行光管與望遠(yuǎn)鏡共軸等。2．測量汞燈各光柵衍射譜線的衍射角。（1）由于衍射光譜對中央明紋是對稱的，為了提高測量準(zhǔn)確度，測量第?k?級光譜時，應(yīng)測出?+k?級和?-k?級光譜線的位置，兩位置的差值之半即為??.（2）為消除分光計刻度圓盤的偏心差，測量每一條譜線時，在刻度盤上的兩個游標(biāo)都要讀數(shù)，然后取其平均值。（3）為使十字刻線精確對準(zhǔn)光譜線，必須用望遠(yuǎn)鏡微調(diào)螺絲來對準(zhǔn)。（4）測量時，可將望遠(yuǎn)鏡移至最左端，從?-2,-1?至?+1,+2?級依次測量，以免漏測數(shù)據(jù)。（5）將測得的數(shù)據(jù)代入式（19-8），計算光柵常數(shù)?d?及每毫米的光柵縫數(shù)?N?.

1/3/20256實驗十九分光計調(diào)整測光柵常數(shù)【預(yù)習(xí)思考題】1．什么是最小偏向角？如何找到最小偏向角？2．分光計的主要部件有哪四個？分別起什么作用？3．調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡光軸垂直于分光計中心軸時很重要的一項工作是什么？如何才能確保在望遠(yuǎn)鏡中能看到由雙面反射鏡反射回來的綠十字叉絲像？4．各調(diào)一半法是指分別調(diào)節(jié)哪兩個螺絲，使綠十字叉絲像