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1、用分光计和光栅测纳光波长2009.11.18Shanghai Jiao Tong University实验目的学会分光计的调整和使用方法（时间70-80%）学会用分光计测量波长的方法。（时间20-30%）Shanghai Jiao Tong University实验仪器 分光计分光计Shanghai Jiao Tong University双面镜Shanghai Jiao Tong University实验内容实验内容分光计的调整分光计的调整一一.调整望远镜调整望远镜目目镜镜调节目镜调节目镜, ,看清叉丝看清叉丝望远镜中的叉丝望远镜中的叉丝Shanghai Jiao Tong Universi
2、ty调节物镜调节物镜, ,看清反光十字架看清反光十字架目镜定位螺丝目镜定位螺丝调节调节平面镜平面镜反光十字架反光十字架Shanghai Jiao Tong University二二. . 两个垂直度的调节两个垂直度的调节 仪器主轴和望远镜主轴及载物平台垂直仪器主轴和望远镜主轴及载物平台垂直缝隙缝隙1缝隙缝隙2粗调：粗调：调节望远镜调节螺调节望远镜调节螺丝，使缝隙达丝，使缝隙达12mm左左右；调节三个平台调节螺右；调节三个平台调节螺丝，使缝隙丝，使缝隙2均匀。均匀。望远镜调节螺丝望远镜调节螺丝三个三个平台调节螺丝平台调节螺丝仪器主轴仪器主轴望远镜主轴望远镜主轴平台平台游标盘固定螺丝游标盘固定螺丝
3、（载物平台）（载物平台）角度盘固定螺丝角度盘固定螺丝（望远镜）（望远镜）游标盘游标盘角度盘角度盘Shanghai Jiao Tong University细调：二分之一调节法细调：二分之一调节法1.1.平面镜如图放置在载物平台上，转动游标盘（载平面镜如图放置在载物平台上，转动游标盘（载物平台），在望远镜视野中找到反光十字架。物平台），在望远镜视野中找到反光十字架。1234望远镜视野中望远镜视野中1、2、3.平台调节螺丝平台调节螺丝 4.平面镜平面镜载物台三颗螺丝载物台三颗螺丝Shanghai Jiao Tong University2.采用二分之一调节法，调节采用二分之一调节法，调节望远镜调节
4、螺丝望远镜调节螺丝和和平台调节螺平台调节螺丝丝，使望远镜视野中反光十字架移动到正确位置，使望远镜视野中反光十字架移动到正确位置. .所谓二分所谓二分之一调节法就是调节上述两个位置，各使反光十字架移动之一调节法就是调节上述两个位置，各使反光十字架移动h/h/2,2,使之移动到正确位置。使之移动到正确位置。h望远镜调节螺丝望远镜调节螺丝平台调节螺丝平台调节螺丝Shanghai Jiao Tong University3.3.重复上述过程，直到平重复上述过程，直到平面镜放在任何位置，面镜放在任何位置，转动游标盘，都能在转动游标盘，都能在正确位置上找到反光正确位置上找到反光十字架。十字架。如果两次都偏
5、高或偏低，首如果两次都偏高或偏低，首先调节望远镜光管倾角；然先调节望远镜光管倾角；然后配合调节载物台倾角后配合调节载物台倾角（1/21/2方法）；方法）；如果两次一高一低，首先调如果两次一高一低，首先调节载物台倾角；然后配合调节载物台倾角；然后配合调节望远镜光管倾角节望远镜光管倾角(1/2(1/2方法）方法） 。Shanghai Jiao Tong University逆向分解法调节仅光管倾斜，则两次仅光管倾斜，则两次像保持水平位置。像保持水平位置。仅双面镜倾斜，则两仅双面镜倾斜，则两次像关于上面基准线次像关于上面基准线保持对称。保持对称。光管和双面镜都倾斜的情况光管和双面镜都倾斜的情况Sha
6、nghai Jiao Tong University三三. .调节平行光管调节平行光管 打开低压汞灯，预热五分钟，转动望远镜（角度盘），使打开低压汞灯，预热五分钟，转动望远镜（角度盘），使望远镜和平行光管成一条直线，松开固定螺丝，调节平望远镜和平行光管成一条直线，松开固定螺丝，调节平行光管，使在望远镜中能看到一条清晰的白光。调节平行光管，使在望远镜中能看到一条清晰的白光。调节平行光管调节螺丝，使白光位于视场中央。调节狭缝，使行光管调节螺丝，使白光位于视场中央。调节狭缝，使白光粗细合适。白光粗细合适。角度盘角度盘平行光管调节螺丝平行光管调节螺丝固定螺丝固定螺丝移动调节移动调节狭狭缝缝调调节节螺螺
7、丝丝Shanghai Jiao Tong University Shanghai Jiao Tong University分光计上的角游标分光计上的角游标Shanghai Jiao Tong University分光计上的角游标读数方法分光计上的角游标读数方法对齐对齐Shanghai Jiao Tong University光栅衍射角的测量光栅衍射角的测量A A测量示意图测量示意图望远镜位置望远镜位置1+1级衍射像级衍射像望远镜位置望远镜位置2-1-1级衍射像级衍射像载物平台载物平台光栅光栅单方向、缓慢搜单方向、缓慢搜索观察衍射像索观察衍射像Shanghai Jiao Tong Univers
8、ity测量装置实景测量装置实景1望远镜望远镜平行光管平行光管角度盘角度盘游标盘游标盘三棱镜底边三棱镜底边Shanghai Jiao Tong University实景实景2 2Shanghai Jiao Tong University白光和垂直叉丝重合，白光和垂直叉丝重合，读出读出0 0（1 1）、）、0 0（2 2）Shanghai Jiao Tong University利用光栅测波长利用光栅测波长实验原理实验原理 令令a a表示透光狭缝的宽度，表示透光狭缝的宽度，b b表示不透光表示不透光部分的宽度，则光栅常数部分的宽度，则光栅常数d=a+bd=a+b。当光垂直入。当光垂直入射到光栅面上
9、时，透射光在满足式射到光栅面上时，透射光在满足式 dsindsin= =kk(k=0, 1, 2, (k=0, 1, 2, ) )的衍射角的衍射角方向上有亮条纹出现。对已知波长方向上有亮条纹出现。对已知波长的光波，测出其经光栅衍射后的衍射角，并判的光波，测出其经光栅衍射后的衍射角，并判定其级次定其级次k k后，即可测出所用光栅的光栅常数后，即可测出所用光栅的光栅常数d d，已知光栅常数，已知光栅常数d d，就可以通过测出待测波长，就可以通过测出待测波长对应的衍射角对应的衍射角后，计算出待测波长。后，计算出待测波长。Shanghai Jiao Tong University入射光入射光光栅光栅中
10、央明条纹中央明条纹K=0K=0一级明条纹一级明条纹K=-1K=-1一级明条纹一级明条纹K= +1K= +1黄黄光栅衍射光谱示意图光栅衍射光谱示意图黄黄Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University实验注意事项及各种错误操作粗调环节不要漏掉双面镜准确、科学放置旋转载物平台时，十字叉丝像斜向上或斜向下（十字叉丝发光物没有放置水平，需要调整）采用单向转动望远镜光管测量光栅衍射角找到+1、-1级像，不要找成+2、-2级像角度计算不能错误不能用铅笔记录原始数据对准和狭缝像对称须经确认数据现场简单处理，整理好自己的实验器材，盖章后才能离开
