分光计调整难点的分析和探讨

大学物理

分光计调整难点的分析和探讨

周

莹

510006

广东工业大学广州市

摘要分光计的调整和使用是大学物理实验中光学实验的难点。分析分光计调整的难点，提出简单、有效、快捷的调整方法。关键词分光计调节方法载物台平面镜中图分类号

TH7

文献标识码

B

实验中往往会出现两种情况：一种是用双面反射平面镜的A、B面正对望远镜时都无法看见亮十字光标像；另一种是其中一面可见亮十字光标像，但另一面却看不见亮十字光标像。

三、解决分光计调整难点的快捷方法根据多年的实验教学经验得出，通过用平行光管狭缝的反射像作辅助参照物，能使调节过程中寻找亮十字光标像变得非常简单，从而使分光计的调整变得容易。

1.重视目测粗调

粗调时按照三个步骤进行。（1）目测并调节望远镜光轴高低调节螺钉和平行光管光轴高低调节螺钉，使望远镜和平行光管尽可能水平。同时还应调节望远镜和平行光管的水平调节螺钉，使它们的光轴尽可能地在一条直线上。

（2）调节载物台调平螺钉，将载物台的高度调整到调平螺钉的一半的高度，以便从平行光管发出的平行光能对准双面反射平面镜的中间部位。

（3）将载物台尽可能调水平，通过调节载物台下面的三个调平螺钉来调整载物台水平。

在实验中发现有的学生会旋松载物台下面的三个调平螺钉，使载物台紧贴台基或者是旋紧三个调平螺钉使载物台升到最高位置。经过实践发现这种方式不可取，应该将这三个调平螺钉调节到其自身长度一半的位置，并且三个调平螺钉的高度需一致。

经过以上三步的粗调，在载物台放上双面反射平面镜后，大多数情况下可以有一面能看到反射的亮十字光标像，有些甚至两面都能看到反射的亮十字光标像。

2.利用辅助参照物的快捷调整法

利用平行光管狭缝的反射像作为辅助参照物。在开始调节工件直径≤400mm，主轴转速≤400r/min，加工工件长度≤2m；

（62）自动搓丝机，所有规格；（63）自动卷簧机，所有规格；（64）辗环机，直径≤5000mm。

（待续）

〔编辑

W09.08-06

一、引言

分光计是精确测定光线经过棱镜、平板玻璃、光栅等光学器件后的偏转角度的仪器。通过角度测量，可以测定折射率、光栅常数、光的色散率、光的波长等物理量。也可以用于测量材料的折射率、光源的光谱，在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛应用。

分光计型号很多，任何一台分光计都由平行光管、望远镜、载物台和读数装置组成。分光计的调整和使用，是工科大学物理实验中必须掌握的基本技能。研究分光计调整中涉及的问题，有助于对其他光学实验所涉及物理问题的理解。由于分光计装置较精密、结构复杂，调节要求也较高，往往不能在规定的时间内顺利完成。

二、分光计调整的顺序和难点1.分光计调整顺序

分光计结构比较复杂，要调节的螺钉比较多，因此调整的顺序很重要。分光计的调整是按照先调整望远镜系统，再调整平行光管系统这样的先后次序进行的。即是要按照从前向后的顺序进行调整：调整望远镜使其能接收平行光（聚焦无穷远）→调整望远镜光轴与分光计中心轴相垂直→调整平行光管产生平行光，并使平行光管光轴与望远镜光轴重合。其中，最重要的调整是望远镜的光轴与分光计的中心轴垂直，其目的是使望远镜的主轴与刻度盘平行，从而能准确测量光线间的角度。

2.分光计调整的难点

调整望远镜光轴与分光计的中心轴垂直一直是学生们所面临的最大障碍。在实验过程中首先要进行粗调，也就是通过目测调节载物台水平及望远镜光轴水平后，通过对半调节法调整望远镜光轴与分光计的中心轴垂直。对半调节法的前提是双面反射平面镜旋转一周后，从望远镜中要仍能够看到亮十字光标反射像。

（56）粉末成形压力机，公称压力≤200t；

（57）数控粉末成形压力机，公称压力≤100t；（58）旋压机（强力压旋），直径≤1000mm；（59）自动冷墩机，所有规格；

（60）热压机（用于木材、建材装潢材料加工），公称压力≤2000t；

（61）数控滚轮式收口工作站（包括封头旋压工作站），加工

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王珏〕

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设备管理与维修2009№8

维护与修理

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分光计时，可同时打开光源将狭缝照亮，此时在视场中可同时观察到亮十字光标反射像、狭缝透射像和光强稍弱的狭缝反射像，且亮十字光标反射像位于狭缝反射像的上方（图1）。此方法的原理为：由平行光管出射的光通过半透平面镜透射后，照射望远镜的物镜，成像在物镜焦平面即双十字叉丝刻线板上。双十字叉丝刻线板将其中的一部分光

平行光管，将狭缝缝宽调整为1~2mm，前后移动平行光管的狭缝装置，使在望远镜的目镜中观察到狭缝的像清晰为止。转动望远镜使平行光管狭缝像出现在望远镜视场的双十字叉丝的竖丝附近。

（4）转动载物台，在视场中可以看到另一条竖直亮线，该亮线亮度较暗，随载物台的转动而移动。这条可动的稍暗竖亮线就是作为辅助参照物的狭缝的反射像，而亮十字光标像必定在这条稍暗竖亮线的上方。接着转动载物台，使稍暗竖亮线与不动的亮线（狭缝的像）基本重合。

（5）根据可动亮线的位置，调整望远镜光轴高低调节螺钉和载物台下的螺钉，进而发现亮十字

图2双面反射平面镜

放置图

图1狭缝的反射像作辅助参照物

反射，经物镜到达平面镜，经平面镜反射后再在双十字叉丝刻线板处成像，即二次成像。经平面镜反射所成的狭缝像的光与亮十字光标像的成像光束来自同一平面，都为望远镜的焦平面产生的平行光，且亮十字光标像一定在狭缝像的上方。这是由于平面镜物和像总以平面镜法线为对称，而亮十字光标在狭缝的下方，故其反射的亮十字光标像总在狭缝像的上方。

狭缝像在竖直方向的长度较亮十字光标像长许多，容易观察到，一般情况下调节时很容易出现在视场中，这为寻找亮十字光标像提供了一个显著的辅助标记，只要找到光强较弱的狭缝反射像，就一定有亮十字光标像。

3.调整方法经过粗调后，接着细调的步骤为（必须遵循从前向后的调整顺序）：（1）旋转望远镜前端的自准目镜手轮，使双十字叉丝刻线位于目镜的焦平面上，使看到的双十字叉丝最清晰。

（2）将双面反射平面镜放在载物台上，放置时应如图2所示，镜面垂直于其中两个螺钉（例如L、H）的连线。点亮目镜筒附连的光标灯，转动载物台使平面镜对准望远镜，观察是否可从望远镜中看见经平面镜反射回来的亮十字光标像或其亮光斑；抽出或推入目镜筒，使亮十字光标像清晰且无视差。

图3望远镜光轴与分光计中心

光标的反射像。最后转动

轴垂直时的视场

平面镜，在其A、B面上都

已能观察到亮十字光标像的基础上，利用对半调节法，使亮十字光标像落在双十字叉丝刻线的第一条刻线上，即辅助水平叉线上（图3）。

四、结束语

在分光计调整的实验过程中，应用正确的调整方法可以大大缩短调节时间，提高实验成功率。但是良好的心理素质也不能忽视。实验时应注重对学生进行心理素质和科学方法教育，应向学生强调实验操作顺序的重要性。实验操作是耐心细致、循序渐近的工作，与理论有密切的联系，不可顾此失彼，急于求成。

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（3）调整平行光管与望远镜大致共轴，转动望远镜使其对准〔编辑利文〕

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