实验9 分光计的调整和使用

                 

一、实验内容和数据处理

1.分光计的调整

（1）调整分光计的目的

分光计通常用来测量线光源光线经各种光学元件（如狭缝、光栅、棱镜等）后的偏转角度。测量时，转动望远镜，使之对准偏转光线，由读数窗所得读数变化即得角度。所以，实验测量前调整仪器目的为了小件系统误差。

①  望远镜调焦到无穷远，平行光能成像清晰；

②  望远镜的光轴与分光计中心轴垂直，载物台平面垂直于分光计中心轴；

③  平行光管发射平行光，其光轴与分光计中心轴垂直。

2.分光计的使用---测量三棱镜棱角

  用一束平行光入射到三棱镜的棱角，光线经两反射面反射，两反射光线的夹角为a，a与棱角A的关系为∠A=

标准偏差S=1.5'

仪器误差为△_仪=1′

U==1.5'

∠A==1.5'

二、分析与讨论

1.在调整分光计时，如果没有达到要求就会出现一下两种情况：⑴若载物台平面与分光计中心轴垂直，而与望远镜光轴不垂直，则当转动载物台时，无论哪个反射面对准望远镜，在望远镜中看到的叉丝像总是偏上或总是偏下。⑵若望远镜光轴与分光计中心轴垂直，而载物台平面不垂直，则当转动载物台，使一个反射面正对望远镜时若叉丝像偏下；转过180°，使另一个反射面正对望远镜，叉丝像必偏上。这时可以调整载物台调整螺母a、b、c中任选两个。

 

第二篇：实验7分光计的调整与使用

实验7 分光计的调整与使用

1． 本实验所用分光计测量角度的精度是多少？仪器为什么设两个游标？如何测量望远镜转过的角度？

2．假设平面镜反射面已经和转轴平行，而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β，则反射的小十字像和平面镜转过180⁰后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。

3．假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β，则反射的小十字像和平面镜转过180⁰后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。

4.对分光计的调节要求是什么？如何判断调节达到要求？怎样才能调节好？

5.是否对有任意顶角A的棱镜都可以用最小偏向角测量的方法来测量它的材料的折射率？为什么？

 6.在测角时某个游标读数第一次为343°56'，第二次为33°28'，游标经过圆盘零点和不经过圆盘零点时所转过的角度分别是多少？

7．在实验中如何确定最小偏向角的位置？

8. 测量三棱镜折射率实验中，从对准平行光管的位置开始转动望远镜，看到的折射谱线颜色排列顺序是什么？

实验8迈克尔逊干涉仪的调整与使用

1. 试从形成条纹的条件、条纹特点、条纹出现的位置和测量波长的公式来比较牛顿环和等倾干涉同心圆条纹异同。

2. 等倾干涉图样与等厚干涉图样各定域在何处？

3. 怎样准确读出可动反射镜M₁的位置？

4． 迈克尔逊干涉仪中的补偿板、分光板各起什么作用？用钠光或激光做光源时，没有补偿板P₂能否产生干涉条纹？用白光做光源呢？

5． 在迈克尔逊干涉仪的一臂中，垂直插入折射率为1.45的透明薄膜，此时视场中观察到15个条纹移动，若所用照明光波长为500nm，求该薄膜的厚度。

实验9  RLC电路的稳态特性

1．交流电路中，如何表示电压和电流的大小和相位的变化？

2．什么是RLC串联谐振？

3．什么是RLC串联电路的幅频特性曲线？根据幅频特性曲线怎样求通频带？

4．什么是回路的品质因数?

5．什么是RLC回路的通频带？如何比较RLC回路的滤波性能？

6．电路谐振时，电感、电容的电压与品质因数Q有什么关系？

7．RLC串联电路的相频特性是什么？

8．测量幅频特性时，当改变信号发生器输出信号频率，其输出信号幅度（电压）有否改变？为什么？

9．使串联电路发生谐振的方法有几种？怎样确定电路呈电感性还是呈电容性？

10.  RLC串联电路中，已知电容C耐压（峰峰值）为50V，回路品质因数Q=100，为了保证电容C不被击穿，电源电压U_S最大不能超过多少？

实验14非平衡直流电桥原理与应用

1．平衡电桥与非平衡电桥有哪些不同？

2．什么时候用平衡电桥测电阻较好？什么时候用非平衡电桥测电阻较好？

3．非平衡电桥中立式桥为什么比卧式桥测量范围大？

4．“非平衡直流电桥原理与应用”实验中卧式电桥预调平衡的目的是什么？

5. 掌握卧式电桥的有关公式，掌握求电阻温度系数的方法。

实验16 用分光计研究光栅光谱

1．光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?在上述两种光谱中，哪种颜色的光偏转最大?
2.如果在望远镜中观察到的谱线是倾斜的，应如何调整？

3．如何测量光栅的衍射角？根据测量数据怎样计算谱线的衍射角和光栅常数？

4．用白光照射光栅时，形成什么样的光谱？

5．如果平行光并非垂直入射光栅片，而是斜入射，衍射图样会有何变化？

6．实验中当狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象？为什么？

7．当用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射到每毫米具有500条刻痕的平面透射光栅上时，最多能观察到第几级谱线？

实验17    等厚干涉实验
1.何谓等厚干涉？ 如何应用光的等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径？（掌握求曲率半径的数据处理方法）
2.试比较牛顿环和劈尖的干涉条纹的异同点.

3. 用读数显微镜测量出来的牛顿环直径是真实大小的牛顿环直径吗？
4．从牛顿环装置的下方透射上来的光，能否形成干涉条纹？如果能的话，它和反射光形成的干涉条纹有何不同？

5．假如在测量过程中，叉丝中心未与牛顿环中心重合，测得的是弦而不是直径，则对R的结果有无影响？为什么？

6．如果待测透镜是平凹透镜，观察到的干涉条纹将是怎样的？

7．观察牛顿环时将会发现，牛顿环中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑，为什么？对透镜曲率半径R的测量有无影响? 为什么？

8. 牛顿环的干涉条纹各环间的间距是否相等? 为什么?

实验26   霍尔效应传感器测量杨氏模量

1．实验中有什么方法可以间接测出微小的长度变化？

2．什么是杨氏模量？如何用弯曲法测金属的杨氏模量？

3．什么现象称为霍尔效应？写出霍尔电压测量微小长度变化量的表达式。

4．霍尔位置传感器定标的目的是什么？

5．如果有一几何尺寸与待测横梁完全相同，但用另一种材料做成的金属横梁，且已知其杨氏模量的精确值，你能否借助此横梁的杨氏模量，测出待测横梁的杨氏模量，方法如何？

6．本实验对霍尔位置传感器定标时，要求首先要将毫伏表读数调为零，请问读数显微镜的初始读数是否也一定要调为零呢？为什么？

               太阳能电池特性的测量

1． 掌握太阳能电池的基本原理。

2． 无光源的条件下，太阳能电池施加正向偏压时的伏安特性？怎样求常数和的值？

3． 恒定光照下，太阳能电池在不加偏压时伏安特性？如何求短路电流；开路电压；最大输出功率；填充因子FF？

4．如何对太阳能电池基本特性进行测量？电路图？

5．温度会对太阳能电池带来什么影响？