主要内容
实 验 目 的 实 验 仪 器 实 验 原 理 实 验 步 骤 注 意 事 项 数 据 处 理
实验目的
1、掌握分光计的结构和调整技巧
2、学习用分光计测量三棱镜顶角的方法
3、熟悉用最小偏向角法测定物质折射率
实验仪器
光源
三棱镜
分光计
分光计的结构组成
平行光管 望远镜 目镜调焦手轮 载物台 目镜套筒锁定 小电珠
两十字像在同一水平线上：调a，b螺钮
调节载物盘螺钉a和b d d/2
使两十字像都处于上水平线：调望远镜俯仰螺钮
调节望远镜俯仰调节螺钉
注：如观察不到反射像
分析原因 平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直（望 远镜的视场）
俯视
侧视
转动载物台或望远镜
调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉
解决方法
判断十字像的位置：
狭缝宽 度调节 平行光管仰角 调节
狭缝套筒锁定
游标盘
望远镜仰角 调节
载物台锁 定旋钮
载物台调平螺钉
刻度盘 望远镜锁定 反射镜 (另侧)望远镜刻度盘锁定
分光计的调节方法
调节目的:
三个垂直：
望远镜轴线垂直中心转轴； 载物平台垂直中心转轴； 平行光管轴线垂直中心转轴
望远镜轴线、平台 与中心转轴垂直
示意图如下图所示 其中三棱镜顶角A与两个面 (AB和AC）的反射光线的夹 角 满足如下关系：
1 ' ' A [M M N N ] 2 4
平 行 光 管
A i

M , N

' ' M , N
只要测量出：
M பைடு நூலகம் ' N N '
就可求出三棱镜的顶角A
B 贴标签面 C
数据处理
数据记录表格
反射法测量三棱镜顶角
角度 M 测量次数
1 2 N M’ N’ M- M’ N- N’ α=[(M- M’)+(N- N’)]/4 α平均
3
4 5
测量最小偏向角
角度 δ 平 M N M’ N’ M- M’ N- N’ δmin=[(M- M’)+(N- N’)]/4 min 均 测量次数
2、最小偏向角法测三棱镜折射率
偏向角定义： 入射光 LD延长线与出射光 ER 反向延长线之间的夹角
最小偏向角定义： 当转动三棱镜时，入射角改变， 偏向角也会随之改变，在某个入 射角处，偏向角达到最小，称为 最小偏向角 min。 以上测量的是AC面出射光的 方向，要最终求得最小偏向 角，还需测量AB面出射光方 向，方法同上，图示如下 B
目视法 调节望远镜的仰俯螺钉
调整十字像的位置：
利用看到的十字像来移动看不到的十字像的位置， 使两个像都位于视场中
调节a和b，使绿 色十字像上移， 红像也下移
调节俯仰螺钉，使 绿像下移，则红像 也下移
注： 绿像为看得到的十字像， 红像为看不到的十字像
调节另一个方向——垂直ab方向的水平 方法：调节c点旋钮
望远镜轴线、平台与中心转轴垂直
最终效果：见右图 A面反射像 调节方法： 载物平台下的三个调节螺钮 d 两面的像变化方向相反 望远镜仰角调节螺钮 两面的像变化方向一致 调节步骤： 目视粗调 细调
B面反射像 d
目视粗调步骤：
调节仰角螺丝，使望远镜筒 基本呈水平
c
转动载物平台铜色上层，使平 台上三条线与调节螺钉一一对齐， 将螺钉编号(如abc)，并始终保持 a 一致。
注意事项
1、调节分光计时，每调好一步，调好的部件不要碰动。 2、测量时，游标盘一定要固定，望远镜和刻度盘一定要锁定。 3、在计算望远镜转过的角度时，要注意游标是否经过了刻度 盘的0o或360o刻度线。若越过，则对旋转角度的计算公式应予 以修正（思考如何修正） 4、测量时，要注意三棱镜的摆放位置，要小心转动平台，以 免将棱镜碰落摔碎 5、拿放棱镜要小心，切勿用手直接接触棱镜光学面
读出此时刻度盘的左右两个读数M’与N’
轻微移动三棱镜或平台
最小偏向角法测量三棱镜折射率 正确摆放三棱镜
转动望远镜，观察AB面折射光
转动三棱镜，改变入射角，寻找折射光最小偏向角 找到最小偏向角后，用望远镜竖直叉丝对准折射光 读出此时刻度盘的左右两个读数M与N 转动三棱镜及望远镜，观察AC面折射光 找最小偏向角，读出此时刻度盘的左右两个读数M’与N’ 重 复 测 量 5 次
平行光管轴线与 中心转轴垂直 读数系统调节 望远镜调节
调节步骤：如右图
望远镜调节
目镜调焦：
目的：使分划板上的叉丝刻线和 十字光标清晰。 方法：转动目镜调焦手轮
物镜调焦：
目的：望远镜对无穷远聚焦，绿 十字光标成像清晰 方法：将双面反射镜贴于望远镜 的物镜上，前后移动目镜套筒， 然后拧紧锁定螺丝。
②调节载物盘水平调节螺钉c使两像位于上水平线
调 节 图 示
平行光管轴线与中心转轴垂直 锁紧螺钉 狭缝
俯仰调节螺钉
①
松开螺钉，前后 移动狭缝,调清晰
②
转动狭缝，调节光 管俯仰调节螺钉
③
转动狭缝，锁住 狭缝锁紧螺钉
读数系统调节
游标窗口
M
N
游标盘 主刻度盘
233º 13΄
实验原理
1、反射法测量三棱镜顶角
B
C
E’
C R
E’
min
平行光管
L D
A
A
R’ M , N
平行光管
最小偏向角计算：
min
1 ' ' [M M N N ] 4
C
C
L D
只要测量出：
M M ' N N '
就可求出最小偏向角
A
A
min
E
E’ R’
B
B
R
' ' M , N
在两个方向上(如平行ab方向 和垂直ab方向)调节平台水平 调节a,b,c螺钉，目视平台呈水 平，并适当调节平台高度
b
细调步骤：
放置平面镜， 如图所示，先调 ab方向水平
调节ab螺钉或 望远镜仰俯螺钉 使反射镜两面的 反射像均呈于视 场中，如图所示
望远镜仰俯螺钉
平台螺钉
载物盘水平的各半调节
3、 三棱镜折射率的计算
三棱镜对入射光线的δmin 与其对入射光的折射 率n 存在单值关系：
n
sin
min
sin

2 2
只要测量出δmin 和α 的值，就可根据上式 求出三棱镜折射率n
实验 步骤 分光计调节 反射法测量三棱镜顶角
三棱镜置于平台上 找到AB面的反射光线，用望远 镜竖直叉丝对准反射光 读出此时刻度盘的左右两个读数M与N 转动望远镜，观察AC面的反射光 重 复 测 量 5 次