“三位水平法”快速调节分光计

石延梅

（延安大学，陕西延安 716000）

“三位水平法”快速调节分光计

石延梅

（延安大学，陕西延安 716000）

分光计构造精密，它的调节技术是光学实验中的基本技术之一。应用分光计测定棱镜折射率时，仪器的调节存在两个难点。在此介绍借助圆水准泡，应用“三位水平法”快速解决这两个难点，方法简单、易操作，可在物理实验教学中应用。

圆水准泡；调节；分光计；三棱镜

分光计是光学实验中的一种基本仪器，它的调节技术也是光学实验中的基本技术之一。分光计可以精确测定光线偏转的角度，从而测定折射率、光栅常数、光的波长、波的色散率等物理量。分光计构造精密，控制部件较多，操作复杂，在物理实验中很多学生因为不能较快调节好分光计，而不能按时完成实验。在此介绍应用圆水准器快速调节分光计的方法，并称其为“三位水平法”，该方法操作简单、迅速，辅助装置仅需一个实验室常用的圆水准器即可。

1　分光计的调节要求

应用分光计进行测量时，应调节分光计满足以下两个条件［1］:望远镜聚焦于无穷远，光轴与分光计转轴垂直；准直管发出平行光，光轴与分光计转轴垂直。调节时，首先应目视粗调，使望远镜、准直管和载物台面大致垂直于分光计的转轴，进而进行细调。

2　调节分光计时存在的难点

调节中，要使望远镜的光轴与分光计的转轴垂直，则当平面镜的任意一个面对着望远镜时，绿十字像与分划板调整叉丝都重合，而要达到这一要求，首先应使平面镜的两个面分别对着望远镜时都能看到绿十字像，这步调节是分光计调节最难的一步。当平面镜的两个面分别对着望远镜时都能看到绿十字像时，则用二分之一法［2］很快可使望远镜光轴与仪器转轴垂直。

用分光计测量棱镜折射率时，需调节棱镜的两个折射面与望远镜光轴垂直，即与仪器转轴平行，调节的难点是使棱镜的两个折射面分别对着望远镜时能看到绿十字像，一旦调节使两个面对准望远镜都能看到绿十字像，则再用二分之一法反复调节，很快就可以使棱镜的两个折射面与望远镜主轴垂直。

3　快速调节的方法

分光计构造精密，各个部分的平整度很好。因此，可以应用实验室常用的圆水准器快速解决上述两个难点。

3.1“三位水平法”快速调节望远镜

所谓“三位水平”是指度盘表面、望远镜光轴、载物台表面分别水平，则可快速调节望远镜光轴与仪器转轴垂直。

（1）调节度盘表面水平。首先将圆水准器置于度盘表面，调节底座使底座处于一水平面上，即应使实验台面水平，也可以在底脚垫薄片来实现。

（2）调节望远镜光轴水平。将水准器置于望远镜镜筒上，调节望远镜主轴水平调节螺丝，当气泡处于圆圈中央时，则望远镜光轴水平。

（3）调节载物台面水平。将圆水准器置于载物台上，调节载物台水平调节螺丝，使载物台水平。

在进行了上述三部件的水平调节后，切勿调节载物台和望远镜的仰角调节螺丝，把平面镜放在载物台上，使镜面处于载物台下任意两颗螺丝的中垂线上，转动载物台使平面镜的两个面分别对着望远镜时，则都能看到绿十字像。本文在实验中，进行了大量的重复调节，每次当平面镜的两面对着望远镜时都能看到绿十字像。此后再用二分之一法调节很快就会把望远镜调好［3，4］。调节中必须先使度盘表面水平，这是基础，调节载物台面与望远镜主轴水平的次序则可任意。

3.2棱镜的调节

测定三棱镜折射率时，须使棱镜的两折射面都与望远镜光轴垂直。调节的难点是使棱镜的两个折射面分别对着望远镜时能看到绿十字像，对此也可用圆水准器调节“三位“水平来解决。

（1）调节度盘表面水平。

（2）调节望远镜主轴水平。

这两步实际上在调节分光计时已经完成。

（3）调节三棱镜上表面水平。在前述调节的基础上将三棱镜放在载物台上，将水准器放在棱镜上表面，调节载物台水平调节螺丝，使棱镜上表面水平，则当望远镜对着三棱镜的两个折射面时，都可以看到绿十字像，再用二分之一法，很快就可将三棱镜调节好。

对于该方法，实验中亦进行了大量的反复调节，重复性很好，每次都能使平面镜或三棱镜的任意一个面正对望远镜时能看到绿十字像，从而解决了调节难点。

4　仪器改进

应用本文介绍的方法调节时，要求底座水平，为了便于调节，可将仪器做一改进，三个底脚中的两个加螺旋，则可以很方便地调节底座水平，为后面的调节奠定基础。

5　结 论

在与分光计相关的实验中，很多学生因不能及时调节好分光计，而不能高效完成实验。文中介绍的方法，仅仅借助实验室中常用的圆水准器调节三个位置水平即可解决，该方法简单、易操作，可在实验教学中推广。

［1］ 杨述武.普通物理实验［M］.北京:高等教育出版社，2008:68-72.

［2］ 方建兴.江美福.物理实验［M］.苏州:苏州大学出版社，2002:24-28.

［3］ 张志东.大学物理实验［M］.北京:科学出版社，2007:12-17.

［4］ 万伟.分光计调节方法修正［J］.大学物理实验，2014，27（4）:70-72.

Quick Adjusting Spectrometer by the Three Level Method

SHI Yan-mei
（Yan’an University，Shaanxi Yan’an 716000）

Structure of spectrometer is very precise.Technique of adjusting spectrometer is one of the basic skills of optical experiment.Adjusting optical axis of the telescope is perpendicular to spectrometer’s axis of rotation is the most difficult process.When measuring prism’s index of refraction，adjusting optical axis of the telescope is perpendicular to prism’s plane of refraction is the other trouble.This paper will introduce how to solve the problem by round level bubble.The way is simple and easy to operate.

round level bubble；adjustment；spectrometer；prism

O4-33

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.02.014

1007-2934（2015）02-0053-02

2014-11-04

延安大学专项科研基金项目（YDQ2014-36）