分光计是用来精确测量入射光和出射光之间偏转角度的一种仪器。用它可以测量折射率、散本领、光波波长等物理量。分光计的结构复杂、装置精密，调节要求也比较高，使用时必须严格按调节要求和步骤仔细地调节。它的调整方法和操作技能在光学仪器中具有普遍意义。分光计的结构又是其它许多光学仪器（如摄谱仪、单仪、分光光度计等）的基础。学习它的调节原理，为使用其它更复杂的光学仪器打下了基础。
[实验目的]
1. 了解分光计的结构和各部分作用，学会分光计的调整和使用方法。
2. 观察光栅的衍射光谱。用光栅测定汞原子光谱部分谱线的波长。
搜狐数码[实验原理]
光栅系由大量相互平行、等宽、等距的狭缝之组合。通常分为透射光栅和平面反射光栅。透射光栅是用金刚石刻刀在平面玻璃上刻许多平行线制成的，被刻划的线是光栅中不透光的间隙。实验室中通常使用的光栅是由上述原刻光栅复制而成，一般每毫米约250~600条线。随着激光技术的发展，现在又制造出了全息光栅。 图17-1 光栅衍射光谱示意图
当一束平行单光垂直照射到光栅平面上，则透过各狭缝的光线因衍射将向各方向传播，经透镜会聚后相互干涉，并在透镜焦平面上形成一系列锐细的明条纹（称为谱线）。入射光与光栅法线夹角为φ(称衍射角)，相邻两衍射光的光程差为
d sin
= kλ(17-1)
k
时，在透镜焦点处产生一明条纹。式中λ为入射光波长，k为谱线的级次，φκ是第k级谱线的衍射角。d称为光栅常数。
如果入射光为一束复光，经光栅衍射后，在k=0处，各光迭加在一起呈原，称为中央明纹。在中央明纹的两侧，且同一级k谱线按短波长向长波方向散开而形成彩谱线，称光栅的衍射光谱。
图17-1为低压汞灯的第一级光栅衍射光谱。它的每一级有四条特征谱线：紫435.8nm；绿546.1nm；黄577.0nm和579.0nm。
从（17-1）式可见，如果已知光栅常数d。用分光计测出第k级谱线中某一明条纹的衍射角φκ，可计算出该明条纹所对应的单光的波长。
[实验仪器]
JJ型分光计及其附件，全息光栅，汞灯
[实验内容]
一、调整分光计
分光计是用来测量入射光和出射光传播方向之间角度的仪器。根据反射和折射定律，分光计必须满足下述要求：
（1）入射光和出射光应当是平行光；
（2）入射光线、出射光线与反射面（或折射面）的法线所构成平面应当与分光计的刻度盘平行。
为此，调整分光计的要求：
1、望远镜能接收平行光；
2、平行光管能发出平行光；
3、望远镜和平行光管的光轴所组成的平面垂直于分光计的中心旋转轴。
4、望远镜光轴与平行光管光轴所组成的平面与载物台平面及刻度盘平面平行。
为此，必须按下列步骤进行调整：
1、目测粗调
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放松载物台的三个调平螺钉，使载物平台在最低处。凭眼睛观察，调节望远镜倾斜度调节螺钉（5）与平行光管倾斜度螺钉（9）（见附录），使望远镜与平行光管的主光轴大致同轴。目测是细调的前提，也是分光计能否被顺利调到可测量状态的保证。
2、调整望远镜冷凝器设计
（1）望远镜调焦
目的是将分划板上的叉丝调整到物镜的焦平面上，让望远镜调焦于无穷远，使望远镜适合于接收平行光。
调焦步骤可按下列图表程序进行：
目镜调焦
物镜调焦
望远镜与载物台联合调节
3、调整平行光管
（1）调整平行光管产生平行光
（2）使平行光管与中心旋转轴垂直
至此，调节完毕，将狭缝旋转90°，使之竖直，即可使用。
二、调节光栅
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（1）调节光栅平面与平行光管的光轴垂直。 将光栅如图17-2置于载物台上，光栅平面垂直于a 、b 连线，使望远镜与平行光管共轴，光栅光谱的中央明纹与叉丝竖线重合。以光栅平面作为反射面，仅调节载物台水平调节螺丝b 或c （注意：望远镜、平行光管的倾斜度调节螺钉5和9已调好，不能再动！）使光栅平面反射回来的绿小十字像与上十字叉丝重合。然后旋紧游标制动螺丝12，锁定游标盘。 （2）调节光栅刻线与仪器中心旋转轴平行
由于经过光栅衍射的光谱线，都处于与光栅刻痕方向相垂直的平面内（如图17-3内的平面OPQ ），所以，要使衍射角所在平面与度盘平面（图17-3内的平面OMN ）相平行，就必须使OO ´与度盘的转轴OO"（分光计中心主轴）相平行。这时衍射角φκ才与度盘读数φ´κ 相等。否则，会造成测角读数的误差。调节时，转动望远镜，观察左右两侧各级谱线分布情况。若发现两侧谱线不在同一高度上，可通过调节载物台调平螺丝a 使各级光谱线等高。这时光栅刻线即平行于仪器中心转轴。
（3）调节狭缝和光栅刻痕平行
微微旋转狭缝，使得光谱线垂直于望远镜转动方向即可。同时适当减小狭缝宽度，以 使谱线锐细，有足够亮度；以能够分辨出黄双线为准。
三、测量汞灯各谱线衍射角
将望远镜正对平行光管，可以看到中央零级条纹（为白）。将望远镜右转，可依次看到各级谱线，称+1级光谱，继续右转出现+2级光谱。在左边同样可看到-1级及-2级光谱。
M
N
P 图
a
b视频指挥调度系统
c
光栅
图17-2
网上学习系统
光栅在平台上的位置
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