快捷调节分光计的方法

于立军

（长春师范大学，吉林长春 130032）

快捷调节分光计的方法

于立军

（长春师范大学，吉林长春 130032）

将结合多年的经验，总结出一种快速调节分光计的方法。实践证明使用该调节方法，能够有效地加快分光计的调节速度，化繁为简，化难为易。

分光计转轴望远镜；平面反射镜；调节叉丝；十字星

以JJY1′型为例:分光计的调节是以仪器所带的附件——L型双面平面反射镜为基准调节的，平面反射镜面要与底座相垂直。调节的原理是平面镜的反射原理，即入射角等于反射角。从望远镜底部直角棱镜发出的十字星的像调节与调节叉丝重叠，望远镜的光轴x就与L型双面平面反射镜面垂直。在一般情况下，载物盘与游标盘的转轴有Δδ张角，设反射镜的两面分别为A面、B面，望远镜的光轴x与游标盘的转轴垂直时，如果平面反射镜A面能在望远镜的视场最上方看到十字星的像，当载物盘旋转180°时在平面反射镜的B面的最下方刚能看到十字星像时，此时张角Δδ为最大值。在调节过程中，就要保证载物盘的转轴与游标盘转轴的张角不能大于最大张角，否则将看不到平面反射镜十字星的像。如图1所示。

图1　分光计调节示意图

在实际操作过程中难达到调节要求的是:分光计游标盘的转轴与载物盘的转轴共轴且与望远镜的光轴x严格垂直。令很多学生在实验中感到困扰的问题是:从望远镜中看不到平面镜反射回来的十字星的象，有时只能在一面看到，这是由于JJY1′型分光计的望远镜视角很小，而且望远镜光轴x与载物盘转轴不垂直所造成的，如图2所示。所以，能否通过望远镜观察到平面反射镜A、B两面的十字星的像，是实验成败的关键。若想顺利解决这些问题，可以从以下几个方面着手:

1　粗调载物盘与游标盘平行

将载物台的锁紧螺丝锁紧，使载物台与游标盘共轴，转动载物盘使下面三个螺丝置于盘上的三条直线下，水平直视载物盘，转动游标盘，观察载物盘转动时与游标盘的平行情况，调节载物盘下三个螺丝，调节时一定要两个螺丝、两个螺丝地比较高低调节，直到载物盘与游标盘平行为止。

图2　望远镜调节示意图

图3　双面平面反射镜放置示意图

2　正确放置L型双面平面反射镜

将L型双面平面反射镜放入平面载物盘上，放置方向如图3-①所示，平面镜的镜面所在的平面置于一个螺丝a上，同时与另两个螺丝b、c的连线垂直且等分（即另两螺丝距镜面等距）。这样放置的好处是螺丝a只控制平面镜在镜面上转动，平面镜平面的仰角由螺丝b、c调节控制。

3　调节望远镜筒下螺丝e看到十字星象

学生操作时只能在望远镜中看到平面镜A面或B面中的一个十字星的景像，转动游标盘到看不到十字星象的镜面上，可通过望远镜外面直接观看载物盘上的平面镜，象平时照镜子一样通过平面镜向望远镜筒内观看的十字星，如图3-①所示。钉准十字星的同时慢慢转动游标盘眼睛向望远镜靠近，尽可能地让观察者的眼睛与望远镜筒贴紧，用眼睛的余光判断视线在镜筒的上边还是下边，通过调节望远镜筒下螺丝e，使眼睛的视线与望远镜处于在同一水平线上，如图3-②，直至调到在望远镜内能看到A、B两面十字星的象。

4　将十字星的像调节与调节叉丝线重叠

具体操作过程:

（2）异侧调节:转动游标盘从望远镜内观察十字星象的位置，同样以十字星距调节叉丝线最近的一面，调节载物盘下平面镜两侧的螺丝（b或c），将十字星象调至与调节叉丝线重叠，同理又可视为同侧，下一步的调节方法同上。

此步调节完成后，载物盘的平面是以平面镜两边的螺丝（b、c）为连线与望远镜的光轴平行。此时载物盘的面是以b、c两螺丝为支点，以另一螺丝a为顶点的一斜面。游标盘转轴方向与螺丝a支撑载物盘的平面法线方向有一顷斜角Δδ，设为游标盘转轴与载物盘转轴的Δδ张角。

（3）将张角Δδ调节为零

将L型双面平面反射镜转90°度角重新放入载物盘中心位置上，使之与原来放置的位置垂直，且与b、c两螺丝连线平行，转动游标盘，在望远镜内可看到一面的十字星像（只要看到十字星的象即可），只调节平面反射镜面法线上a螺丝，直接将十字星象调至与调节叉丝线重叠。这一调节过程千万别动其它螺丝。否则就会前功尽弃。如果此时放置镜面位置准确，调节认真到位，转动游标盘180°到另一面，十字星像会正好落在调节叉丝线上，分光计的载物盘调节宣告完成。

上面的调节过程中，实际上是应用了垂直调节方法。既在一转动的平面内，取过转轴两条相互垂直的直线，平面转动时［4］，如果这两条直线都和上方一条直线平行，则转动平面的转轴必定垂直上方那条直线。所以载物盘的平面就与望远镜的光轴平行，且又与游标盘的转轴共轴。

关于平行光管及狭缝的调节在实验中只要教师指导一下，学生很快就可以掌握，这里不再赘述。

［1］ 杨述武普通物理实验（光学）［M］.北京:高等教育出版社，2005:2.

［2］ 常大虎，王波.分光计调节难点解析［J］.和田师范专科学校学报，2008，28（2）:211.

［3］ 韩苏阳.改进分光计的调节提高实验效率［J］.齐齐哈尔大学学报，2012，28（6）:83.

［4］ 王仁州.三棱镜在分光计载物台上摆放位置的研究［J］.大学物理实验，2014，27（5）:42-43.

Method of Fast Adjusting Spectrometers

YU Li-jun
（Changchun Normal University，Jilin Changchun 130032）

This paper will combine the author′s experience，and summarize a method of fast adjusting spectrometers.The practice proves that using the method of adjusting，could effectively accelerate the speed of regulating spectrometer，and make the operation easier and simpler.

spectrometer telescope；shaft；a plane mirror adjusting fork silk；cross stars

O4-33

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.02.016

1007-2934（2015）02-0057-03

2014-12-01

国家自然科学基金（61404010）；吉林省教育科学规划课题（GH13300）