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“三全育人学业导师制”系列活动(三十三)——物理实验在物理学中的重要性

在本次活动中,我们在导师的带领下学会了分光仪的调节与使用。首先,我们将目镜调焦,把目镜视度调节手轮11旅出。然后一边旅进,一边从目镜中观察,直到观察到分划板刻线成像清晰,此时我们再慢慢旋出手轮,直到目镜中像的清晰度将被破环而未被破坏为止。接着我们将望远镜调焦,接通灯源,把望远镜倾斜和水平调节螺钉调到适中的位置,在载物平台的中央放上双面反射镜,其反射面正对望远镜物镜,且与望远镜光轴大致垂直,通过调节载物平台调平螺钉并转动载物平台,使望远镜的反射像和望远镜在同一直线上。接着从目镜中观察,此时我们看到一亮斑,松开目镜锁紧螺钉移动目镜,对望远镜进行调焦,使亮十字线成清晰像。然后,利用载物平台上的调平螺钉和游标盘微动螺钉,把这个亮十字线调节到与分划板上方的十字叉丝线重合,往返移动目镜,使亮十字线和上十字叉丝线无视差的重合。然后调整望远镜倾斜调节螺钉,使反射回来的亮十字线精确地成像在分划板上方的十字叉丝线上。当我们把游标盘连同载物平台旋转180°时,观察到的亮十字线与分划板上方的十字叉丝线有一个垂直方向的位移,发现亮十字线偏高。于是我们调整载物平台调平螺钉,使亮十字线与分划板的上十字又丝之间的距离减少一半。再调整望远镜倾斜调节螺钉,使亮十字线与分划板的上十字叉丝线重合。继续把游标盘连同载物平台再转过180°,不停调整至亮十字线和上十字叉丝线重合。将载物平台相对于望远镜旋转时,观察到亮十字线水平移动但分划板的水平刻线与亮十字线的移动方向不平行,于是转动目镜,使亮十字线的移动方向与分划板的水平刻线平行,再将目镜锁紧螺钉旋紧。下一步我们进行平行光管调焦,关掉望远镜目镜照明器上的光源,打开狭缝,用漫射光照亮狭缝.在平行光管物镜前放一张白纸,检查在纸上形成的光斑.调节光源的位置,使得在整个物镜孔径上光照均匀。移开白纸,把平行光管水平调节螺钉调到适中位置,使望远镜正对平行光管,从望远镜目镜中观察,调节望远镜转动微调螺钉和平行光管倾斜调节螺钉,使狭缝像位于视场中心。松开狭缝装置锁紧螺钉,前后移动狭缝装置,使狭缝清晰地成像在望远镜分划板上。然后调整平行光管倾斜调节螺钉,使得狭缝对目镜视场中心对称。最后我们旋转夹缝设置,使狭缝线与目镜分划板平行。

我们完成了分光仪的调节后,测定了三棱镜的顶角。把三棱镜放在载物平台上,转动载物平台,先使AB面正对望远镜,调节螺钉b1,使AB面与望远镜光轴垂直,然后使AC面正对望远镜,调节螺钉b2,使AC面与望远镜光轴垂直,此时两个侧面(AB面和AC面)反射回来的亮十字像与双十字叉丝上交点重合,三棱镜的镜面AB和AC与仪器转轴平行。转动望远镜,先使棱镜AB面反射的亮十字像与双十字叉丝上交点重合,锁紧分光计的几个制动螺钉。记下读数圆盘上左、右两边的角游标读数。然后再转动望远镜,使AC面反射的亮十字像与双十字叉丝上交点重合,记下另一组角游标读数,分别算出角位移。