实验7 分光计的调整与使用
★1、本实验所用分光计测量角度的精度是多少？仪器为什么设两个游标？如何测量望远镜转过的角度？
本实验所用分光计测量角度的精度是：1＇。为了消除因刻度盘和游标盘不共轴所引起的偏心误差，所以仪器设两个游标。望远镜从位置Ⅰ到位置Ⅱ所转过的角度为??0(???)?(?_?)2121''221，注：如越过刻度零点，则必须按式
(360????)来计算望远镜的转角。
★2、假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。
反射的小十字像和平面镜转过180o后反射的小十字像的位置是一上一下，此时应该载物台下螺钉，直到两镜面反射的十字像等高，才表明载物台已调好。光路图如下：
A ★3、对分光计的调节要求是什么？如何判断调节达到要求？怎样才能调节好？ 调节要求：①望远镜、平行光管的光轴均垂直于仪器中心转轴；②望远镜对平行光聚焦（即望远调焦于无穷远）；③平行光管出射平行光；④待测光学元件光学面与中心转轴平行。 判断调节达到要求的标志是：①望远镜对平行光聚焦的判定标志；②望远镜光轴与分光计中心转轴垂直的判定标志；③平行光管出射平行光的判定标志；④平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直的判定标志。 调节方法：①先进行目测粗调；②进行精细调节：分别用自准直法和各半调节法进行调节。
4、在分光计调节使用过程中，要注意什么事项？
①当轻轻推动分光计的可转动部件时，当无法转动时，切记不能强制使其转动，应分析原因后再进行调节。旋转各旋钮时动作应轻缓。②严禁用手触摸棱镜、平面镜和望远镜、平行光管上各透镜的光学表面，严防棱镜和平面镜磕碰或跌落。③转动望远镜时，要握住支臂转动望远镜，切忌握住目镜和目镜调节手轮转动望远镜。④望远镜调节好后不能再动其仰角螺钉。
5、测棱镜顶角还可以使用自准法，当入射光的平行度较差时，用哪种方法测顶角误差较小？
1A??的成立条件是入射光是平行的，当入射光的平行度较差时，此公式已不
2再适用，应用自准直法测三棱镜的顶角，用公式A?180??来计算，误差较小。
0★6、假设平面镜反射面已经和转轴平行，而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。
反射的小十字像和平面镜转过180o后反射的小十字像的位置不变，此时应该调节望远镜仰角螺钉，使十字反射像落在上十字叉线的横线上。光路图如下
A B A或B B A B A B A 图3 望远镜光轴未与中心轴垂直的表现及调整
7、是否对有任意顶角A的棱镜都可以用最小偏向角测量的方法来测量它的材料的折射率？为什么？ 不能。
?min?2i?A?2arcsin(nsinA)2(sini1?nsinr1?nsinAA，r1?）22
8、在测角时某个游标读数第一次为343?56'，第二次为33?28'，游标经过圆盘零
点和不经过圆盘零点时所转过的角度分别是多少？ 游标经过圆盘零点：
360o?343o56'?33o28'?49o32'
o'o'o'不经过圆盘零点：34356?3328?31028
9、在实验中如何确定最小偏向角的位置？ 向一个方向缓慢的转动游标盘（连同三棱镜），并用望远镜跟踪狭缝像，在望远镜中观察狭缝像的移动情况，当随着游标盘转动而向某方向移动的狭缝像，正要开始向相反方向移动时，固定游标盘，此时确定的角度即是最小偏向角。
10、测量三棱镜折射率实验中，从对准平行光管的位置开始转动望远镜，看到的折射谱线颜色排列顺序是什么？ 黄、绿、紫
实验8 迈克尔逊干涉仪的调整与使用
1、从迈克尔逊干涉形成条纹的条件、条纹的特点、条纹出现的位置和测量波长的公式。比较等倾干涉条纹和牛顿环（等厚干涉）异同。
迈克尔孙同心圆条纹是等倾干涉形成的，中间级次高（中心级次最高），越往边缘级次越低，若光程差为半波长的奇数倍，中心暗，若光程差为半波长的偶数倍，中心明。牛顿环同心圆条纹是等厚干涉形成的，中间级次低（中心级次最低），越往边缘级次越高，从反射方向观察中心是暗斑。
2、迈克尔逊干涉仪中的补偿板、分光板各起什么作用？用钠光或激光做光源时，没有补偿板P2能否产生干涉条纹？用白光做光源呢？
补偿板起补偿光程的作用。分光板使入射光束分为振幅（或光强）近似相等的透射光束和反射光束。用钠光或激光做光源时，没有补偿板P2能产生干涉条纹，用白光做光源不能。
Na光和He—Ne激光单色性好，没有补偿板P2，移动M1，改变由M1和M2反射到达观察屏的两光束的光程差，使其小于相干长度，即可观察到干涉条纹。白光单色性差，分出的两束光只有在光程差δ≈0时，才能看到彩色干涉条纹，如果没有补偿板P2，由M1反射的光经过分光板三次，而由M2反射的光只经过分光板一次，对两束光产生不同的色散，导致不同波长的干涉条纹位置不同，使光强趋于均匀，干涉条纹会消失。只有使用补偿板，才可以使不同波长的光被分成的两束光都满足光程差δ≈0。
3、怎样准确读出可动反射镜M1的位置？
先从主尺上读出整数部分，再从粗动手轮上读出小数点后第一、第二位数，最后从微动手轮上读出小数点后第三、第四位数并加一位估计数字，即最后一位小数为估计数字。
4、在迈克尔逊干涉仪的一臂中，垂直插入折射率为1.45的透明薄膜，此时视场中观察到15个条纹移动，若所用照明光波长为500nm，求该薄膜的厚度。
插入n1透明薄膜后，光程差改变了2d（n1-1），即Δδ=2d（n1-1），所以根据Δδ=Δkλ式和Δk=ΔN，可得
d???N5001533???8.33?10?nm?，即薄膜的厚度为8.33?10nm。
2n1?121.45?1?实验9 RLC电路的稳态特性
1、测量幅频特性时，是否要保持电压Us不变？
测量幅频特性时，要保持电压Us不变。这样放大器输出电压的高低就代表着放大器的放大量，这样就可以测出幅频特性。 2、如何用实验的方法找出RLC电路的谐振频率？ 如图1所示，连接好电路，电源用函数信号发生器提供， 再利用示波器，使其同时显示电源的输出波形与电阻两 端电压的波形，接着调节示波器和函数信号发生器，使 两个波形基本上重合，则此时函数信号发生器上显示的 频率即为谐振频率。
3、改变信号源频率f时，不调节信号发生器的“输出信号幅度”旋钮，其输出电压Us是否变化？
改变信号源频率f时，不调节信号发生器的“输出信号幅度”旋钮，其输出电压
? 图1 RLC串联电路 Us会发生变化。因为频率f越接近谐振频率时，电路中的电流就会越大，而信号发生器是有一定的内阻，当电流变大时，信号源输出的电压就会变小。 4、RLC串联电路中，已知电容C耐压为50V，回路品质因数Q=100，为了保证电容C不被击穿，电源电压Us最大不能超过多少？ 由公式Uc=QUs得Us=Uc/Q=50V/100=0.5V。
5、交流电路中，如何表示电压和电流的大小和相位的变化？ 用复数及矢量图解法来表示。
6、什么是RLC串联谐振？谐振时回路参数有何特征？
RLC串联电路中，当信号的频率f为谐振频率f0?12?LC，即感抗与容抗相等
（?0L?C?0）时，电路的阻抗有最小值（Z=R），电流有最大值（I0?USUS），电?ZR0路为纯电阻，这种现象称为RLC．．．．．．．
?串联谐振。谐振时，有品质因数Q?LR，通频带
?f0.7?f2?f1?fQ0，
UL0?UC0?QUS。
7、什么是RLC串联电路的幅频特性曲线？根据幅频特性曲线怎样求通频带？
RLC串联回路电流 I 与电源的频率f（?=2?f）有关，RLC串联电路的I―f 的关系曲线称为RLC串联电路的幅频特性曲线（如图3所示）。在RLC串联幅频曲线图中，将电流I=0.707I0的两点频率f1、f2的间距定义为RLC回路的通频带?f0.7，则?8、什么是回路的品质因数?
谐振时，回路的感抗（或容抗）与回路的电阻之比成为回路的品质因数。
9、什么是RLC回路的通频带？如何比较RLC回路的滤波性能？
将电流I=0.707I0的两点频率f1、f2的间距定义为RLC回路的通频带?f0.7。电阻R越大，则品质因数Q越小，通频带?f0.7越宽，滤波性能就越差 10、电路谐振时，电感、电容的电压与品质因数Q有什么关系？ 谐振时，电感与电容的电压有最大值，是电源电压的Q倍，即
图3 RLC串联幅频曲线 f0.7?f2?f1?fQ0。