分光計(jì)調(diào)節(jié)方法的一些改進(jìn)

蘇海濤

摘 要 分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中一個重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，它具有一定的難度。本文對兩個調(diào)節(jié)難點(diǎn)提出了改進(jìn)方法，它們有很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 分光計(jì) 調(diào)節(jié)難點(diǎn) 改進(jìn)

中圖分類號：TH744.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Some Improvements for the Adjustment Method of Spectrometer

SU Haitao

（School of Physics and Optical Engineering， Yangtze University， Jingzhou， Hubei 434023）

Abstract The adjustment and use of the spectrometer is an important basic experiment in college physics experiment， it has a certain degree of difficulty. This paper has presented the improved method for two difficulties of adjustment； they have a good teaching effect.

Key words spectrometer； difficulties of adjustment； improvement

分光計(jì)是一種具有代表性的基本光學(xué)儀器，它可以用來精確測定光線的偏轉(zhuǎn)角度，常用來測量光波波長、棱鏡的折射率、色散率等。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，分光計(jì)的使用是一個重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，掌握分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用，對一般光學(xué)儀器具有普遍的參考和指導(dǎo)作用。

由于分光計(jì)比較精密，調(diào)節(jié)部件較多，所以正確地調(diào)節(jié)和使用分光計(jì)，對于初學(xué)者有一定的難度。在分光計(jì)的使用中，如果能把一些有難度的調(diào)節(jié)做到最簡化，則能夠?qū)Τ鯇W(xué)者起到很好的幫助作用。筆者在教學(xué)中，總結(jié)出了兩個調(diào)節(jié)難點(diǎn)的改進(jìn)方法，它們起到了很好的教學(xué)效果。

分光計(jì)調(diào)節(jié)的第一個難點(diǎn)是出現(xiàn)在調(diào)望遠(yuǎn)鏡的主光軸與分光計(jì)主軸垂直這一步中，這一難點(diǎn)是：調(diào)節(jié)雙面鏡與望遠(yuǎn)鏡的角度，使雙面鏡兩面分別對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡時，都能夠在望遠(yuǎn)鏡中看到兩面所反回的綠十字像。以前的方法都是目測估計(jì)法，即先通過目測觀察望遠(yuǎn)鏡是否與雙面鏡的兩鏡面垂直，然后再觀察望遠(yuǎn)鏡中能否看到兩面所反回的綠十字像，如果不行，再回過頭調(diào)上述的目測垂直。這種方法調(diào)節(jié)起來很不容易成功。筆者采取的方法如下：

微轉(zhuǎn)載物臺，使雙面鏡鏡面稍稍偏對望遠(yuǎn)鏡，人眼在望遠(yuǎn)鏡鏡筒外一側(cè)且與望遠(yuǎn)鏡主光軸大致等高的位置上向鏡面內(nèi)觀察，這時容易看到鏡面內(nèi)望遠(yuǎn)鏡鏡筒的像（以下簡稱鏡筒像）以及處在鏡筒像內(nèi)的綠十字像（如圖1所示）。同樣，觀察雙面鏡另一面中的鏡筒像以及其中的綠十字像。兩個綠十字像的高低位置不同，它們之間有一距離。調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺釘b或者c，改變鏡面的俯仰，使某一鏡面內(nèi)偏下或偏上的綠十字像向上或向下移動上述一半的距離。然后，將載物臺轉(zhuǎn)過180€埃鄄熗硪瘓得婺詰穆淌窒瘛1冉狹驕得嬤新淌窒竦納舷攣恢檬欠襝嗤舨煌蛟分光計(jì)調(diào)節(jié)的第二個難點(diǎn)是：調(diào)節(jié)三棱鏡的兩個光學(xué)面平行于分光計(jì)主軸。這一步的關(guān)鍵在于三棱鏡的放置方法，這對調(diào)節(jié)效果影響很大。以前各種教材中所采用的放置方法都是垂直放置法，即三棱鏡置于載物臺上時，其底邊垂直于某一調(diào)平螺釘與載物臺中心的連線。這種方法調(diào)節(jié)時，兩個調(diào)平螺釘?shù)南嗷f(xié)調(diào)很困難，往往是一個光學(xué)面調(diào)到位了，另一個又偏離了，它很不容易把握，成功率很低。筆者采取的放置方法是將三棱鏡“角對釘”放置，具體如下：

將三棱鏡置于載物臺上，使其每一個角對準(zhǔn)一個調(diào)平螺釘，并使其非光學(xué)面對準(zhǔn)平行光管（如圖2所示）。（下轉(zhuǎn)第90頁）（上接第59頁）圖中棱鏡的AB、AC面為光學(xué)面，BC面為非光學(xué)面。用壓桿壓緊棱鏡（壓桿的位置應(yīng)處于棱鏡的BC面一側(cè)）。轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使之對準(zhǔn)棱鏡的AB（或AC）面，這時可從望遠(yuǎn)鏡中看到AB（或AC）面所反回的綠十字像。此時的綠十字像與調(diào)節(jié)用水平線在豎直方向上有一段距離。調(diào)節(jié)AB面所背對的調(diào)平螺釘c（若望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)的是AC面，則相應(yīng)地調(diào)b），使距離減少一半，再調(diào)節(jié)棱鏡頂角所對的調(diào)平螺釘a，使剩下的一半距離減掉，這樣綠十字像就與調(diào)節(jié)用叉絲重合。然后對AC（或AB）面也作同樣的調(diào)節(jié)。如此反復(fù)調(diào)幾次，直至AB、AC面反回的綠十字像均與調(diào)節(jié)用叉絲重合為止，此時，棱鏡的兩光學(xué)面就平行于分光計(jì)主軸。

以上兩種解決分光計(jì)調(diào)節(jié)難點(diǎn)的方法準(zhǔn)確且容易掌握，成功率是百分之百。對學(xué)生來說，只要解決分光計(jì)調(diào)節(jié)過程中的上述兩個難點(diǎn)，分光計(jì)其他各個步驟的調(diào)節(jié)就相對要容易得多，這對他們掌握分光計(jì)的調(diào)節(jié)幫助很大，值得在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊長銘，田永紅，王陽恩.物理實(shí)驗(yàn)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2010：249-251.endprint

摘 要 分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中一個重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，它具有一定的難度。本文對兩個調(diào)節(jié)難點(diǎn)提出了改進(jìn)方法，它們有很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 分光計(jì) 調(diào)節(jié)難點(diǎn) 改進(jìn)

中圖分類號：TH744.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Some Improvements for the Adjustment Method of Spectrometer

SU Haitao

（School of Physics and Optical Engineering， Yangtze University， Jingzhou， Hubei 434023）

Abstract The adjustment and use of the spectrometer is an important basic experiment in college physics experiment， it has a certain degree of difficulty. This paper has presented the improved method for two difficulties of adjustment； they have a good teaching effect.

Key words spectrometer； difficulties of adjustment； improvement

分光計(jì)是一種具有代表性的基本光學(xué)儀器，它可以用來精確測定光線的偏轉(zhuǎn)角度，常用來測量光波波長、棱鏡的折射率、色散率等。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，分光計(jì)的使用是一個重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，掌握分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用，對一般光學(xué)儀器具有普遍的參考和指導(dǎo)作用。

由于分光計(jì)比較精密，調(diào)節(jié)部件較多，所以正確地調(diào)節(jié)和使用分光計(jì)，對于初學(xué)者有一定的難度。在分光計(jì)的使用中，如果能把一些有難度的調(diào)節(jié)做到最簡化，則能夠?qū)Τ鯇W(xué)者起到很好的幫助作用。筆者在教學(xué)中，總結(jié)出了兩個調(diào)節(jié)難點(diǎn)的改進(jìn)方法，它們起到了很好的教學(xué)效果。

分光計(jì)調(diào)節(jié)的第一個難點(diǎn)是出現(xiàn)在調(diào)望遠(yuǎn)鏡的主光軸與分光計(jì)主軸垂直這一步中，這一難點(diǎn)是：調(diào)節(jié)雙面鏡與望遠(yuǎn)鏡的角度，使雙面鏡兩面分別對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡時，都能夠在望遠(yuǎn)鏡中看到兩面所反回的綠十字像。以前的方法都是目測估計(jì)法，即先通過目測觀察望遠(yuǎn)鏡是否與雙面鏡的兩鏡面垂直，然后再觀察望遠(yuǎn)鏡中能否看到兩面所反回的綠十字像，如果不行，再回過頭調(diào)上述的目測垂直。這種方法調(diào)節(jié)起來很不容易成功。筆者采取的方法如下：

微轉(zhuǎn)載物臺，使雙面鏡鏡面稍稍偏對望遠(yuǎn)鏡，人眼在望遠(yuǎn)鏡鏡筒外一側(cè)且與望遠(yuǎn)鏡主光軸大致等高的位置上向鏡面內(nèi)觀察，這時容易看到鏡面內(nèi)望遠(yuǎn)鏡鏡筒的像（以下簡稱鏡筒像）以及處在鏡筒像內(nèi)的綠十字像（如圖1所示）。同樣，觀察雙面鏡另一面中的鏡筒像以及其中的綠十字像。兩個綠十字像的高低位置不同，它們之間有一距離。調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺釘b或者c，改變鏡面的俯仰，使某一鏡面內(nèi)偏下或偏上的綠十字像向上或向下移動上述一半的距離。然后，將載物臺轉(zhuǎn)過180€埃鄄熗硪瘓得婺詰穆淌窒瘛1冉狹驕得嬤新淌窒竦納舷攣恢檬欠襝嗤舨煌蛟分光計(jì)調(diào)節(jié)的第二個難點(diǎn)是：調(diào)節(jié)三棱鏡的兩個光學(xué)面平行于分光計(jì)主軸。這一步的關(guān)鍵在于三棱鏡的放置方法，這對調(diào)節(jié)效果影響很大。以前各種教材中所采用的放置方法都是垂直放置法，即三棱鏡置于載物臺上時，其底邊垂直于某一調(diào)平螺釘與載物臺中心的連線。這種方法調(diào)節(jié)時，兩個調(diào)平螺釘?shù)南嗷f(xié)調(diào)很困難，往往是一個光學(xué)面調(diào)到位了，另一個又偏離了，它很不容易把握，成功率很低。筆者采取的放置方法是將三棱鏡“角對釘”放置，具體如下：

將三棱鏡置于載物臺上，使其每一個角對準(zhǔn)一個調(diào)平螺釘，并使其非光學(xué)面對準(zhǔn)平行光管（如圖2所示）。（下轉(zhuǎn)第90頁）（上接第59頁）圖中棱鏡的AB、AC面為光學(xué)面，BC面為非光學(xué)面。用壓桿壓緊棱鏡（壓桿的位置應(yīng)處于棱鏡的BC面一側(cè)）。轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使之對準(zhǔn)棱鏡的AB（或AC）面，這時可從望遠(yuǎn)鏡中看到AB（或AC）面所反回的綠十字像。此時的綠十字像與調(diào)節(jié)用水平線在豎直方向上有一段距離。調(diào)節(jié)AB面所背對的調(diào)平螺釘c（若望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)的是AC面，則相應(yīng)地調(diào)b），使距離減少一半，再調(diào)節(jié)棱鏡頂角所對的調(diào)平螺釘a，使剩下的一半距離減掉，這樣綠十字像就與調(diào)節(jié)用叉絲重合。然后對AC（或AB）面也作同樣的調(diào)節(jié)。如此反復(fù)調(diào)幾次，直至AB、AC面反回的綠十字像均與調(diào)節(jié)用叉絲重合為止，此時，棱鏡的兩光學(xué)面就平行于分光計(jì)主軸。

以上兩種解決分光計(jì)調(diào)節(jié)難點(diǎn)的方法準(zhǔn)確且容易掌握，成功率是百分之百。對學(xué)生來說，只要解決分光計(jì)調(diào)節(jié)過程中的上述兩個難點(diǎn)，分光計(jì)其他各個步驟的調(diào)節(jié)就相對要容易得多，這對他們掌握分光計(jì)的調(diào)節(jié)幫助很大，值得在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊長銘，田永紅，王陽恩.物理實(shí)驗(yàn)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2010：249-251.endprint

摘 要 分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中一個重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，它具有一定的難度。本文對兩個調(diào)節(jié)難點(diǎn)提出了改進(jìn)方法，它們有很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 分光計(jì) 調(diào)節(jié)難點(diǎn) 改進(jìn)

中圖分類號：TH744.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Some Improvements for the Adjustment Method of Spectrometer

SU Haitao

（School of Physics and Optical Engineering， Yangtze University， Jingzhou， Hubei 434023）

Abstract The adjustment and use of the spectrometer is an important basic experiment in college physics experiment， it has a certain degree of difficulty. This paper has presented the improved method for two difficulties of adjustment； they have a good teaching effect.

Key words spectrometer； difficulties of adjustment； improvement

分光計(jì)是一種具有代表性的基本光學(xué)儀器，它可以用來精確測定光線的偏轉(zhuǎn)角度，常用來測量光波波長、棱鏡的折射率、色散率等。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，分光計(jì)的使用是一個重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，掌握分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用，對一般光學(xué)儀器具有普遍的參考和指導(dǎo)作用。

由于分光計(jì)比較精密，調(diào)節(jié)部件較多，所以正確地調(diào)節(jié)和使用分光計(jì)，對于初學(xué)者有一定的難度。在分光計(jì)的使用中，如果能把一些有難度的調(diào)節(jié)做到最簡化，則能夠?qū)Τ鯇W(xué)者起到很好的幫助作用。筆者在教學(xué)中，總結(jié)出了兩個調(diào)節(jié)難點(diǎn)的改進(jìn)方法，它們起到了很好的教學(xué)效果。

分光計(jì)調(diào)節(jié)的第一個難點(diǎn)是出現(xiàn)在調(diào)望遠(yuǎn)鏡的主光軸與分光計(jì)主軸垂直這一步中，這一難點(diǎn)是：調(diào)節(jié)雙面鏡與望遠(yuǎn)鏡的角度，使雙面鏡兩面分別對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡時，都能夠在望遠(yuǎn)鏡中看到兩面所反回的綠十字像。以前的方法都是目測估計(jì)法，即先通過目測觀察望遠(yuǎn)鏡是否與雙面鏡的兩鏡面垂直，然后再觀察望遠(yuǎn)鏡中能否看到兩面所反回的綠十字像，如果不行，再回過頭調(diào)上述的目測垂直。這種方法調(diào)節(jié)起來很不容易成功。筆者采取的方法如下：

微轉(zhuǎn)載物臺，使雙面鏡鏡面稍稍偏對望遠(yuǎn)鏡，人眼在望遠(yuǎn)鏡鏡筒外一側(cè)且與望遠(yuǎn)鏡主光軸大致等高的位置上向鏡面內(nèi)觀察，這時容易看到鏡面內(nèi)望遠(yuǎn)鏡鏡筒的像（以下簡稱鏡筒像）以及處在鏡筒像內(nèi)的綠十字像（如圖1所示）。同樣，觀察雙面鏡另一面中的鏡筒像以及其中的綠十字像。兩個綠十字像的高低位置不同，它們之間有一距離。調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺釘b或者c，改變鏡面的俯仰，使某一鏡面內(nèi)偏下或偏上的綠十字像向上或向下移動上述一半的距離。然后，將載物臺轉(zhuǎn)過180€埃鄄熗硪瘓得婺詰穆淌窒瘛1冉狹驕得嬤新淌窒竦納舷攣恢檬欠襝嗤舨煌蛟分光計(jì)調(diào)節(jié)的第二個難點(diǎn)是：調(diào)節(jié)三棱鏡的兩個光學(xué)面平行于分光計(jì)主軸。這一步的關(guān)鍵在于三棱鏡的放置方法，這對調(diào)節(jié)效果影響很大。以前各種教材中所采用的放置方法都是垂直放置法，即三棱鏡置于載物臺上時，其底邊垂直于某一調(diào)平螺釘與載物臺中心的連線。這種方法調(diào)節(jié)時，兩個調(diào)平螺釘?shù)南嗷f(xié)調(diào)很困難，往往是一個光學(xué)面調(diào)到位了，另一個又偏離了，它很不容易把握，成功率很低。筆者采取的放置方法是將三棱鏡“角對釘”放置，具體如下：

將三棱鏡置于載物臺上，使其每一個角對準(zhǔn)一個調(diào)平螺釘，并使其非光學(xué)面對準(zhǔn)平行光管（如圖2所示）。（下轉(zhuǎn)第90頁）（上接第59頁）圖中棱鏡的AB、AC面為光學(xué)面，BC面為非光學(xué)面。用壓桿壓緊棱鏡（壓桿的位置應(yīng)處于棱鏡的BC面一側(cè)）。轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，使之對準(zhǔn)棱鏡的AB（或AC）面，這時可從望遠(yuǎn)鏡中看到AB（或AC）面所反回的綠十字像。此時的綠十字像與調(diào)節(jié)用水平線在豎直方向上有一段距離。調(diào)節(jié)AB面所背對的調(diào)平螺釘c（若望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)的是AC面，則相應(yīng)地調(diào)b），使距離減少一半，再調(diào)節(jié)棱鏡頂角所對的調(diào)平螺釘a，使剩下的一半距離減掉，這樣綠十字像就與調(diào)節(jié)用叉絲重合。然后對AC（或AB）面也作同樣的調(diào)節(jié)。如此反復(fù)調(diào)幾次，直至AB、AC面反回的綠十字像均與調(diào)節(jié)用叉絲重合為止，此時，棱鏡的兩光學(xué)面就平行于分光計(jì)主軸。

以上兩種解決分光計(jì)調(diào)節(jié)難點(diǎn)的方法準(zhǔn)確且容易掌握，成功率是百分之百。對學(xué)生來說，只要解決分光計(jì)調(diào)節(jié)過程中的上述兩個難點(diǎn)，分光計(jì)其他各個步驟的調(diào)節(jié)就相對要容易得多，這對他們掌握分光計(jì)的調(diào)節(jié)幫助很大，值得在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊長銘，田永紅，王陽恩.物理實(shí)驗(yàn)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2010：249-251.endprint