《大学物理实验》课程教学资源（操作指导）分光计的调整与使用

分光计的调整和测量三棱镜的折射率实验目的：1．熟悉分光仪的调节和使用。2．测定三棱镜的折射率。实验器材：分光计、三棱镜、光源实验原理及原理图：16Ri12-1CB图1测量三棱镜折射率原理图sinj(dmn +a)棱镜的折射率1；其中a为三棱镜顶角，d为最小偏向角（绿1singa色)。实验内容：1.调整分光仪：狭缝宽度调到约0.5mm，调焦目镜看清叉丝，并使竖直叉丝与狭缝平行。2.测量三棱镜顶角：放置三棱镜，顶角棱基本与仪器主轴重合。在I的位置观测到反射光线并记录数据f、J；在ⅡI的位置观测到反射光线并记录位置角度2、f2。3.测量最小偏向角：放置三棱镜，据折射定律，判断折射光线的出射方向，先用眼晴在此方向观摩，可看到彩色谱线即可；转过望远镜观测到谱线，固定望远镜，此时旋转载物台（先逆时针转一小角度，再顺时针转），观测彩色谱线移动情况，找到最小偏向角位置，固定载物台。测出叉丝对准绿色光线时的角度9I、9。移去三棱镜，将望远镜对准平行光管，微调望远镜，测定入射光方向，在两个游标上读得角度%%

分光计的调整和测量三棱镜的折射率 实验目的： 1. 熟悉分光仪的调节和使用。 2. 测定三棱镜的折射率。 实验器材： 分光计、三棱镜、光源 实验原理及原理图： min 1 sin ( ) 2 1 sin 2 n d a a + 棱镜的折射率 = ；其中 为三棱镜顶角， 为最小偏向角（绿 色）。 min a d 实验内容： 1. 调整分光仪：狭缝宽度调到约 0.5mm，调焦目镜看清叉丝，并使竖直叉丝与狭缝平 行。 2. 测量三棱镜顶角：放置三棱镜，顶角棱基本与仪器主轴重合。在 I 的位置观测到反 射光线并记录数据 ' 1 ' 1 2 f 、f 2 ；在Ⅱ的位置观测到反射光线并记录位置角度f 、f 。 3. 测量最小偏向角：放置三棱镜，据折射定律，判断折射光线的出射方向，先用眼睛 在此方向观摩，可看到彩色谱线即可；转过望远镜观测到谱线，固定望远镜，此时 旋转载物台（先逆时针转一小角度，再顺时针转），观测彩色谱线移动情况，找到最 小偏向角位置，固定载物台。测出叉丝对准绿色光线时的角度 。移去三棱镜， 将望远镜对准平行光管，微调望远镜，测定入射光方向，在两个游标上读得角度 。 ' 1 1 q q 、 ' 0 q q 、 0

光栅衍射及光栅常数的测定实验目的：1.观测复合光通过光栅后的衍射现象2.进一步熟悉分光计的调节和使用3.测定光栅常数及几条汞灯光谱线的波长实验原理：一束单色光照射到光栅上时会产生衍射现象，满足如下的关系：dsingk =ka (k=0,1,2...)其中，d为光栅常数，k为衍射级数，为入射光波长，k为衍射角。若入射光不是单色光，则会在零级以外的条纹中被分解，示意图如下：入射光光栅Isind(a)黄绿绿禁政盆蓝紫级明条纹一级明条纹中央明条纹K =+1K=-1K= 0(a)图1光栅衍射光谱示意图

光栅衍射及光栅常数的测定 实验目的： 1. 观测复合光通过光栅后的衍射现象 2. 进一步熟悉分光计的调节和使用 3. 测定光栅常数及几条汞灯光谱线的波长 实验原理： 一束单色光照射到光栅上时会产生衍射现象，满足如下的关系： sinϕ k = kd λ （k=0,1,2.） 其中，d 为光栅常数，k 为衍射级数，λ 为入射光波长，ϕk 为衍射角。若入射光 不是单色光，则会在零级以外的条纹中被分解，示意图如下： K = - 1 一级明条纹 K=0 中央明条纹 φ1 dsinφ1 φ1 入射光 光 栅 黄 绿 绿 蓝 蓝 紫 黄 绿 绿 蓝 蓝 紫 一级明条纹 K = + 1 b d a (a) (a) 图 1 光栅衍射光谱示意图

实验步骤：1.调整分光计：调节目镜焦距，看清十字叉丝；★调节望远镜焦距，能够清楚地看见狭缝的像：★调节狭缝的宽度，在保证亮度的条件下尽量调细。2.安置光栅，观测光栅衍射的各级条纹：放置光栅后，调节载物台下的三个螺丝，使入射光垂直照射光栅：全转动望远镜，观测汞灯光经过光栅后的衍射现象，在中央明条纹的两侧对称地找到一级和二级条纹；全若在一级条纹中只观测到一条黄光，需将狭缝调细，直到出现两条黄线。3.测量汞灯各光谱线的衍射角：?各取一级和二级明条纹中的四条谱线，测出其衍射角：?测量时按左端的二级、一级到右端的一级、二级顺序完成测量。4．计算光栅常数及谱线波长已知绿线的波长为546.07nm，计算光栅常数；?☆利用计算所得光栅常数计算其他几条谱线的波长。测衍射角数据记录表条夹角61夹角02衍射角纹谱线级颜色左游标1左游标2夹角右游标1右游标2夹角(01 + 02 )/4数蓝第绿黄2级黄1第蓝绿级黄2黄1

实验步骤： 1. 调整分光计： 调节目镜焦距，看清十字叉丝； 调节望远镜焦距，能够清楚地看见狭缝的像； 调节狭缝的宽度，在保证亮度的条件下尽量调细。 2. 安置光栅，观测光栅衍射的各级条纹： 放置光栅后，调节载物台下的三个螺丝，使入射光垂直照射光栅； 转动望远镜，观测汞灯光经过光栅后的衍射现象，在中央明条纹的两侧 对称地找到一级和二级条纹； 若在一级条纹中只观测到一条黄光，需将狭缝调细，直到出现两条黄线。 3. 测量汞灯各光谱线的衍射角： 各取一级和二级明条纹中的四条谱线，测出其衍射角； 测量时按左端的二级、一级到右端的一级、二级顺序完成测量。 4. 计算光栅常数及谱线波长 已知绿线的波长为 546.07nm，计算光栅常数； 利用计算所得光栅常数计算其他几条谱线的波长。 测衍射角数据记录表 夹角θ1 夹角θ 2 衍射角 条 纹 谱线 级 颜色 数 左游标 1 左游标 2 夹角 右游标 1 右游标 2 夹角 （θ +θ 21 ）/4 蓝 绿 第 黄 2 一 级 黄 1 第 蓝 二 绿 级 黄 2 黄 1