“分光计调整和使用”实验常见问题讨论

发布时间：2021-06-09 21:04

　　结合"分光计调整和使用"实验教学实践,总结了教学中学生常遇到的、包含分光计的调整和实验数据分析过程中6个方面的问题:快速调节载物盘,使盘面垂直于中心转轴;避免过度使用"各半调节法";准直管所用狭缝宽度的选择;分光计调整至标准状态的确认;望远镜无法观察到三棱镜其中一个表面反射回的狭缝像;计算三棱镜顶角时测量数据"过零"的问题.在此基础之上,给出了这些问题出现原因及相应的解决方案. 

【文章来源】：物理实验. 2020,40(05)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

望远镜发出的光线经平面镜反射时，反射线无法进入望远镜视场范围的示意图

在调节“使望远镜光轴和载物盘盘面垂直于中心转轴”这一步骤时，没有仔细分析实验现象出现的原因，而过度地使用“各半调节”法，进而导致这一步骤的调节占用较多的时间．为了克服该问题，需要学生对出现的实验现象做出进一步的物理分析．如图2(a）或（b）所示，当从望远镜中观察到从平面镜或三棱镜2个表面反射回来的像均处于偏高或偏低位置时，很可能是望远镜光轴和中心转轴不垂直造成的，因此尽管利用“各半调节”法可以调整好，但如果主要调节望远镜的俯仰旋钮，即可快速完成这一步骤调整．同理，当出现如图2(c）所示的实验现象，即从望远镜中观察到从平面镜或三棱镜2个表面反射回来的像，一个表面的像偏低（高），而另一个表面的像偏高（低）时，应主要调节载物盘的俯仰旋钮．通过对出现的这些实验现象的物理原因分析，可加快分光计的调整到标准状态的速度．3 准直管所用狭缝宽度的选择

如图3所示，一般分光计准直管所用的狭缝是由2个刀口组成的．在利用宽度调节旋钮调节狭缝的宽度过程中，1个刀口（图3所示的刀口1）位置不变，且此刀口竖线位置正好为狭缝的参考位置，而另外1个刀口（图3所示的刀口2）的左右位置，可通过狭缝宽度调节旋钮进行改变，进而改变狭缝的宽度．因此，在分光计的调整和使用过程中，应保持刀口1所在位置作为判断或读数的参考位置，而不应以狭缝像中心位置为参考位置．由于狭缝的宽度并不会影响到测量定位精度，因此在分光计调节或使用过程中，如能准确分辨出刀口1所在位置，则狭缝宽度越大，狭缝像亮度越大，越便于测量．但是，在狭缝宽度调节过程中，应注意向学生强调，必须从望远镜中观察狭缝像的宽度后进行调节，避免狭缝宽度调为0时损坏刀口．

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3221311