于立軍

（長春師范大學(xué)，吉林長春 130032）

快捷調(diào)節(jié)分光計(jì)的方法

于立軍

（長春師范大學(xué)，吉林長春 130032）

將結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一種快速調(diào)節(jié)分光計(jì)的方法。實(shí)踐證明使用該調(diào)節(jié)方法，能夠有效地加快分光計(jì)的調(diào)節(jié)速度，化繁為簡，化難為易。

分光計(jì)轉(zhuǎn)軸望遠(yuǎn)鏡；平面反射鏡；調(diào)節(jié)叉絲；十字星

以JJY1′型為例:分光計(jì)的調(diào)節(jié)是以儀器所帶的附件——L型雙面平面反射鏡為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)的，平面反射鏡面要與底座相垂直。調(diào)節(jié)的原理是平面鏡的反射原理，即入射角等于反射角。從望遠(yuǎn)鏡底部直角棱鏡發(fā)出的十字星的像調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)叉絲重疊，望遠(yuǎn)鏡的光軸x就與L型雙面平面反射鏡面垂直。在一般情況下，載物盤與游標(biāo)盤的轉(zhuǎn)軸有Δδ張角，設(shè)反射鏡的兩面分別為A面、B面，望遠(yuǎn)鏡的光軸x與游標(biāo)盤的轉(zhuǎn)軸垂直時(shí)，如果平面反射鏡A面能在望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)最上方看到十字星的像，當(dāng)載物盤旋轉(zhuǎn)180°時(shí)在平面反射鏡的B面的最下方剛能看到十字星像時(shí)，此時(shí)張角Δδ為最大值。在調(diào)節(jié)過程中，就要保證載物盤的轉(zhuǎn)軸與游標(biāo)盤轉(zhuǎn)軸的張角不能大于最大張角，否則將看不到平面反射鏡十字星的像。如圖1所示。

圖1　分光計(jì)調(diào)節(jié)示意圖

在實(shí)際操作過程中難達(dá)到調(diào)節(jié)要求的是:分光計(jì)游標(biāo)盤的轉(zhuǎn)軸與載物盤的轉(zhuǎn)軸共軸且與望遠(yuǎn)鏡的光軸x嚴(yán)格垂直。令很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中感到困擾的問題是:從望遠(yuǎn)鏡中看不到平面鏡反射回來的十字星的象，有時(shí)只能在一面看到，這是由于JJY1′型分光計(jì)的望遠(yuǎn)鏡視角很小，而且望遠(yuǎn)鏡光軸x與載物盤轉(zhuǎn)軸不垂直所造成的，如圖2所示。所以，能否通過望遠(yuǎn)鏡觀察到平面反射鏡A、B兩面的十字星的像，是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。若想順利解決這些問題，可以從以下幾個(gè)方面著手:

1　粗調(diào)載物盤與游標(biāo)盤平行

將載物臺(tái)的鎖緊螺絲鎖緊，使載物臺(tái)與游標(biāo)盤共軸，轉(zhuǎn)動(dòng)載物盤使下面三個(gè)螺絲置于盤上的三條直線下，水平直視載物盤，轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，觀察載物盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與游標(biāo)盤的平行情況，調(diào)節(jié)載物盤下三個(gè)螺絲，調(diào)節(jié)時(shí)一定要兩個(gè)螺絲、兩個(gè)螺絲地比較高低調(diào)節(jié)，直到載物盤與游標(biāo)盤平行為止。

圖2　望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)示意圖

圖3　雙面平面反射鏡放置示意圖

2　正確放置L型雙面平面反射鏡

將L型雙面平面反射鏡放入平面載物盤上，放置方向如圖3-①所示，平面鏡的鏡面所在的平面置于一個(gè)螺絲a上，同時(shí)與另兩個(gè)螺絲b、c的連線垂直且等分（即另兩螺絲距鏡面等距）。這樣放置的好處是螺絲a只控制平面鏡在鏡面上轉(zhuǎn)動(dòng)，平面鏡平面的仰角由螺絲b、c調(diào)節(jié)控制。

3　調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡筒下螺絲e看到十字星象

學(xué)生操作時(shí)只能在望遠(yuǎn)鏡中看到平面鏡A面或B面中的一個(gè)十字星的景像，轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤到看不到十字星象的鏡面上，可通過望遠(yuǎn)鏡外面直接觀看載物盤上的平面鏡，象平時(shí)照鏡子一樣通過平面鏡向望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)觀看的十字星，如圖3-①所示。釘準(zhǔn)十字星的同時(shí)慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤眼睛向望遠(yuǎn)鏡靠近，盡可能地讓觀察者的眼睛與望遠(yuǎn)鏡筒貼緊，用眼睛的余光判斷視線在鏡筒的上邊還是下邊，通過調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡筒下螺絲e，使眼睛的視線與望遠(yuǎn)鏡處于在同一水平線上，如圖3-②，直至調(diào)到在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)能看到A、B兩面十字星的象。

4　將十字星的像調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)叉絲線重疊

具體操作過程:

（2）異側(cè)調(diào)節(jié):轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)觀察十字星象的位置，同樣以十字星距調(diào)節(jié)叉絲線最近的一面，調(diào)節(jié)載物盤下平面鏡兩側(cè)的螺絲（b或c），將十字星象調(diào)至與調(diào)節(jié)叉絲線重疊，同理又可視為同側(cè)，下一步的調(diào)節(jié)方法同上。

此步調(diào)節(jié)完成后，載物盤的平面是以平面鏡兩邊的螺絲（b、c）為連線與望遠(yuǎn)鏡的光軸平行。此時(shí)載物盤的面是以b、c兩螺絲為支點(diǎn)，以另一螺絲a為頂點(diǎn)的一斜面。游標(biāo)盤轉(zhuǎn)軸方向與螺絲a支撐載物盤的平面法線方向有一頃斜角Δδ，設(shè)為游標(biāo)盤轉(zhuǎn)軸與載物盤轉(zhuǎn)軸的Δδ張角。

（3）將張角Δδ調(diào)節(jié)為零

將L型雙面平面反射鏡轉(zhuǎn)90°度角重新放入載物盤中心位置上，使之與原來放置的位置垂直，且與b、c兩螺絲連線平行，轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)可看到一面的十字星像（只要看到十字星的象即可），只調(diào)節(jié)平面反射鏡面法線上a螺絲，直接將十字星象調(diào)至與調(diào)節(jié)叉絲線重疊。這一調(diào)節(jié)過程千萬別動(dòng)其它螺絲。否則就會(huì)前功盡棄。如果此時(shí)放置鏡面位置準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)認(rèn)真到位，轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤180°到另一面，十字星像會(huì)正好落在調(diào)節(jié)叉絲線上，分光計(jì)的載物盤調(diào)節(jié)宣告完成。

上面的調(diào)節(jié)過程中，實(shí)際上是應(yīng)用了垂直調(diào)節(jié)方法。既在一轉(zhuǎn)動(dòng)的平面內(nèi)，取過轉(zhuǎn)軸兩條相互垂直的直線，平面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)［4］，如果這兩條直線都和上方一條直線平行，則轉(zhuǎn)動(dòng)平面的轉(zhuǎn)軸必定垂直上方那條直線。所以載物盤的平面就與望遠(yuǎn)鏡的光軸平行，且又與游標(biāo)盤的轉(zhuǎn)軸共軸。

關(guān)于平行光管及狹縫的調(diào)節(jié)在實(shí)驗(yàn)中只要教師指導(dǎo)一下，學(xué)生很快就可以掌握，這里不再贅述。

［1］ 楊述武普通物理實(shí)驗(yàn)（光學(xué)）［M］.北京:高等教育出版社，2005:2.

［2］ 常大虎，王波.分光計(jì)調(diào)節(jié)難點(diǎn)解析［J］.和田師范專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008，28（2）:211.

［3］ 韓蘇陽.改進(jìn)分光計(jì)的調(diào)節(jié)提高實(shí)驗(yàn)效率［J］.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，28（6）:83.

［4］ 王仁州.三棱鏡在分光計(jì)載物臺(tái)上擺放位置的研究［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，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

國家自然科學(xué)基金（61404010）；吉林省教育科學(xué)規(guī)劃課題（GH13300）