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分光仪的调节和使用

实验目的

1. 了解分光仪的结构和原理。

2. 了解分光仪的调节和使用方法。

二、实验原理和步骤

分光仪基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线，经过反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望远镜的焦平面上,通过目镜进行观察和测量各种光线的偏转角度，从而得到光学参量。由于分光仪对角度的测量精度较高，它有时也作为一种用光学方法测量角度的精密仪器。

1.目测粗调

用眼睛从分光仪的侧面估测,使望远镜、平行光管和平面镜在同一水平面。

2.用自准法将望远镜聚焦于无限远。

调节目镜直到能清晰地看到叉丝,点亮目镜旁的小灯照亮叉丝,叉丝经望远镜的物镜被成像在无限远。在载物台上放置一平面反射镜将叉丝像反射回来作为一个无限远的物，调节平面反射镜和望远镜的俯仰使得从望远镜中能看到反射回来的叉丝像，这时对望远镜进行调焦，当反射回来的叉丝像变的最清晰,并且与叉丝之间没有视差时，叉丝与叉丝像都位于望远镜物镜的焦平面上。此时，望远镜就被调焦于无限远。在调节平面反射镜和望远镜的俯仰寻找叉丝的反射像时，应当注意的是,望远镜的视场很小，当反射镜的法线和望远镜的光轴偏离较大时，在望远镜中看不到反射的光团。此时应将望远镜对着平面反射镜，眼睛顺着望远镜的镜筒外向平面反射镜望去，调节反射镜和望远镜的俯仰，直到望远镜与其在平面反射镜中的像均在一条直线上，此时在望远镜中必定能见到反射的叉丝像。

视差就是利用目镜观测物体时，目镜犹如一个放大镜，只要像位于明视距离(约25cm)到无限远的范围内，眼睛均可以清楚地看到。在像空间25~∞的区域，对应于物空间就是在焦点附近有一个?的距离范围。即被观测的物体只要位于?区域内，通过目镜实际上都是能看清楚的。在实验中，当叉丝和叉丝像不在同一平面内，但都处在目镜的物空间的?区域内，所看到的两个清晰的像之间就存在视差。而当叉丝和叉丝像处在同一平面，所看到的两个清晰的像之间就无视差。判断有无视差，只要左右移动眼睛，观察叉丝和叉丝像之间的相对位置是否发生改变。不变化就是无视差，反之，就有视差。如果存在视差，而且任何人都不能保证始终沿同方向进行观测，这将无法利用叉丝(准线)对所观测的物进行精确的定位。所以在测量之前，一定要消除视差。

3.各半调节法使望远镜的光轴与仪器的转轴垂直。

借助平面反射镜来进行(平面镜需要放在粗调水平的载物台上，载物台下方有三个俯仰螺丝成等边三角形，平面镜放在任意两个俯仰螺丝的中垂线上即可)。在完成上步调节后，可以进一步调节反射镜和望远镜的俯仰将叉丝像和叉丝重合。这时，只能说明望远镜的光轴和反射镜的法线平行，即望远镜垂直于反射镜，但不能说明望远镜的光轴与仪器的中心转轴相互垂直。这时将平面反射镜绕仪器的中心转轴转180°，就会出现叉丝像偏离很远，甚至在望远镜中看不到反射回来的叉丝像。如果看不到反射叉丝像，必须判断望远镜的倾斜的方向。再将平面反射镜转回来使反射的叉丝像出现在望远镜的视场中，在保证反射叉丝像不脱离视场的前提下，同时调节望远镜和平面反射镜的俯仰，直到平面反射镜两面的反射像都出现在望远镜的视场中为止。再次将平面反射镜一面反射的叉丝像与叉丝调节重合。将平面反射镜转180° ，发现叉丝像与叉丝不重合，如果反射叉丝像与叉丝之间的距离为d，调节望远镜的俯仰使反射叉丝像向叉丝移动d/2的距离。在此之后，再调节平面反射镜的俯仰，使反射叉丝像与叉丝重合。这就是各半调节法。事实上凭目测很难准确判断d/2的距离，因此还需将平面反射镜再转180°，再用各半调节法进行调节。这样反复几次，直到平面反射镜两面的反射叉丝像都与叉丝重合为止。至 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 光，并且光轴与仪器的转轴垂直的要求。

5.放置光栅并微调。

将光栅放置于载物台，使之与载物台任意两个俯仰螺丝的中垂线重合。微微调焦，使屏幕上出现两条明显分开的黄某某。调节对应的平衡螺丝，调节载物台的左右水平，使屏幕上一级谱线上下平分。

三、分光仪结构示意图

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四、实验用具

分光仪、光源、显示器。

五、实验总结与分析

分光仪在用于测量前，必须达到以下状态才能用于测量：

1、望远镜的光轴与仪器的转轴垂直并能对平行光很好地成像。

2、平行光管的光轴与仪器的转轴垂直并能出射平行光。

为了达到上述要求，在调节分光仪时，应首先建立一个可以参考的标准。这个标准就是利用自准法调节望远镜，使之达到所要的状态。

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