分光计,是种测量角度的仪器。其基本原理是,让光线通过狭缝和聚焦透镜形成束平行光线,经过反射或折射后入望远镜物镜并成像在望远镜的焦平面上,通过目镜行观察和测量各种光线的偏转角度,从而得到光学参量等
结构
分光计是测量角度的仪器,大致构如图1。
如图2所示,分光计主要由五个件组成:三角底座,平行光管、望远镜、刻度圆盘和载物台。图中各调节装置的名称及作用如下:
1--狭缝宽度调节螺丝。调节狭缝宽度,改变入射光宽度
2--狭缝装置。
3--狭缝装置锁紧螺丝。松开时,前后拉动狭缝装置,调节平行光。调好后锁紧,用来固定狭缝装置。
4--平行光管,产生平行光。
5--载物台。放置光学元件。台面下方装有三个细牙螺丝7,用来调整台面的倾斜度。松开螺丝8可升降、转动载物台。
6--夹持待测物簧片。夹持载物台上的光学元件。
7--载物台调节螺丝(3只)。调节载物台台面水平。
8--载物台锁紧螺丝。松开时,载物台可单转动和升降;锁紧后,可使载物台与读数游标盘同步转动
9--望远镜。观测经光学元件作用后的光线。
10--目镜装置锁紧螺丝。松开时,目镜装置可伸缩和转动(望远镜调焦);锁紧后,固定目镜装置。
11--阿贝式自准目镜装置。可伸缩和转动(望远镜调焦)。
12--目镜调焦手轮。调节目镜焦距,使分划板、叉丝清晰。
13--望远镜光轴仰角调节螺丝。调节望远镜的俯仰角度。
14--望远镜光轴水平调节螺丝。调节该螺丝,可使望远镜在水平面内转动。
15--望远镜支架。
16--游标盘。盘上对称设置两游标。
17--游标。分成30小格,每小格对应角度 1'
18--望远镜微调螺丝。该螺丝位于图14-1的反面。锁紧望远镜支架制动螺丝 21 后,调节螺丝18,使望远镜支架作小幅度转动。
19--刻度盘。分为360°,小刻度为半度(30′),小于半度则利用游标读数。
20--目镜照明电源。打开该电源20,从目镜中可看到绿斑及黑十字。
21--望远镜支架制动螺丝。该螺丝位于图14-1的反面。锁紧后,只能用望远镜微调螺丝18使望远镜支架作小幅度转动。
22--望远镜支架与刻度盘锁紧螺丝。锁紧后,望远镜与刻度盘同步转动。
23--分光计电源插座。
24--分光计三角底座。它是整个分光计的底座。底座中心有沿铅直方向的转轴套,望远镜件整体、刻度圆盘和游标盘可分别立绕该中心轴转动。平行光管固定在三角底座的只脚上。
25--平行光管支架。
26--游标盘微调螺丝。锁紧游标盘制动螺丝27后,调节螺丝26可使游标盘作小幅度转动。
27--游标盘制动螺丝。锁紧后,只能用游标盘微调螺丝26使游标盘作小幅度转动。
28--平行光管光轴水平调节螺丝。调节该螺丝,可使平行光管在水平面内转动。
29--平行光管光轴仰角调节螺丝。调节平行光管的俯仰角。
主要件
1.平行光管
,平行光管的作用是产生平行光。在其圆柱形筒的端装有个可伸缩的套筒,套筒末端有狭缝,筒的另端装有消色差透镜组。伸缩狭缝装置,使其恰位于透镜的焦平面上时,平行光管就出射平行光。可通过调节平行光管光轴水平调整螺丝 28 和平行光管光轴仰角调节螺丝 29 改变平行光管光轴的方向,通过调节狭缝宽度调节螺丝 1 改变狭缝宽度,改变入射光束宽度。
2.望远镜
望远镜用于观察及定位被测光线。它是由物镜、自准目镜和测量用十字刻度线所组成的个圆筒,本实验所使用的分光计带有阿贝式自准目镜,其结构如图4 所示。照明小灯泡的光自筒侧入,经小三棱镜反射后照亮分划板上的下半十字刻度线。十字刻度线方向、目镜及物镜间的距离皆可调,当叉丝位于物镜焦平面上时,叉丝发出的光经物镜后成为平行光。该平行光经双面反射镜反射后,再经物镜聚焦在分划板平面上,形成十字叉丝的像(绿色)。
望远镜调好后,从目镜中可同时看清十字刻度线和叉丝的"十"字像,且两者间无视差。另外,可通过调节望远镜光轴仰角调节螺丝13和望远镜光轴水平调节螺丝14改变望远镜光轴的方向。
3.刻度圆盘
分光计出厂时,已经将刻度盘平面调到与仪器转轴垂直并加以固定。刻度圆盘被分成360度,小分度值是半度(30¢)。小于半度的数值可在游标上读出,两个游标在黑色内盘边缘对径方向,游标分成30小格。游标盘般与载物台固连,可绕仪器转轴转动,有螺钉可以止动游标盘。
刻度圆盘读数方法与游标卡尺的读数方法相似,如图5所示读数为116012¢。为了消除刻度盘与分光计中心轴线之间的偏心差,在刻度盘同直径的两端各装有个游标。测量时,两个游标都应读数,然后算出每个游标两次读数的差,再取平均值。这个平均值可作为望远镜(或载物台)转过的角度,并且消除了偏心差。
【注意事项】
各条谱线不会同时出现小偏向位置,因此,当测条谱线后,对另条谱线行小偏向角测量时,均应再转动小平台,严格确定它的小偏向角方位。