一、分光计与目镜(白光 · 反射法测顶角)
望远镜对准平行光管(方位角 0°)后,向两侧转动,可在目镜中看到两条白光反射狭缝像。拖动俯视图中的望远镜或点按微调按钮,使竖缝像与叉丝竖直准线重合后记录读数。
分光计俯视图(度盘随望远镜转动,左右固定游标尺读分)
—
转望远镜
—
二、数据记录与处理(反射法测顶角)
分三次测量:位置Ⅱ对准 AC 面反射像(记 θ左、θ右),位置Ⅰ对准 AB 面反射像(记 θ′左、θ′右)。角度以「度°分′」格式记录(如 60°30′);手动输入也可用 60.30 或 60。
平均顶角 A = (A₁+A₂+A₃)/3—
结果表达式—
三、汞灯定标:最小二乘法求光栅常数 d
汞灯各已知谱线,转动望远镜分别对准 +1 级与 −1 级谱线,每条谱线各在左、右游标上读 4 个数(与顶角测量相同):+1 级记 θ左、θ右,−1 级记 θ′左、θ′右。衍射角 φ = ¼(|θ′左 − θ左| + |θ′右 − θ右|)。以 sinφ 对 λ 作过原点直线拟合(sinφ = λ/d,斜率 b = 1/d),由斜率求光栅常数 d = 1/b。
| 谱线 λ / nm |
颜色 |
θ左 |
θ右 |
θ′左 |
θ′右 |
φ(衍射角) |
sin φ |
拟合斜率 b = 1/d(sinφ = b·λ)—
光栅常数 d = 1/b—
线性相关系数 r²—
每毫米刻线数 N = 1/d—
sin φ ~ λ 拟合图(蓝点为汞灯谱线,橙线为过原点拟合直线)
四、氦灯谱线波长测定
用上一步求出的光栅常数 d,测定氦灯各分立谱线:每条谱线同样在 +1 级记 θ左、θ右、−1 级记 θ′左、θ′右(每色 4 个读数),衍射角 φ = ¼(|θ′左 − θ左| + |θ′右 − θ右|),由 λ = d·sinφ 计算波长,并与附表 6 参考值比较。
| 颜色 |
θ左 |
θ右 |
θ′左 |
θ′右 |
φ(衍射角) |
λ测 / nm |
λ参考 / nm |
相对误差 |