分光計(jì)調(diào)節(jié)的新方法

劉斌　孔祥明　廖文

摘要：通過對分光計(jì)底腳進(jìn)行簡單改造并利用星形把手、萬向水平泡等附件，使分光計(jì)的調(diào)節(jié)步驟更利于學(xué)生的理解和掌握。通過對比試驗(yàn)證實(shí)了新方法的可行性。

關(guān)鍵詞：分光計(jì);水平泡;改造

A New Method of Adjusting Spectrometer

Liu BinKong XiangmingLiao Wenzhe

Hebei University of TechnologyTianjin300130

Abstract：Through the simple modification of the spectrometer foot and using accessories such as star handle，universal horizontal bubble and so on，adjustment step of spectrometer is more conducive to student to understand and master.The feasibility of the new method was proved by the contrast experiment.

Key words：Spectrometer;Horizontal bubble;reform

分光計(jì)是重要而精密的測角儀器，能夠開設(shè)的實(shí)驗(yàn)有很多，但是如何將分光計(jì)調(diào)節(jié)至正常的狀態(tài)一直是很多同學(xué)望而卻步的，其中最難的調(diào)節(jié)步驟在于找到兩個(gè)亮十字。人們提出過各種各樣的方法[1～12]，但不是不易于理解就是不利于掌握，本文提出的方法將有效突破這一教學(xué)難點(diǎn)。

1 正文

1.1 原因分析

分光計(jì)之所以調(diào)節(jié)困難是由于分光計(jì)的孔徑較小導(dǎo)致的視角較小造成的，如浙江光學(xué)生產(chǎn)的JJY1型分光計(jì)（如圖1）的視角只有8度，這就造成望遠(yuǎn)鏡和載物臺稍有歪斜就會找不到兩個(gè)亮十字。

本文提出使用水平泡分別調(diào)節(jié)游標(biāo)盤、載物臺和望遠(yuǎn)鏡，即可使載物臺與轉(zhuǎn)軸十分接近垂直，此時(shí)只要從望遠(yuǎn)鏡找到一個(gè)亮十字，另一面的亮十字就非常容易找到。本文提出的改造方法符合精密儀器的調(diào)節(jié)方法，先粗調(diào)后細(xì)調(diào)的基本操作規(guī)范。由于傳統(tǒng)的粗調(diào)方法都是操作者使用眼睛觀察，分光計(jì)的構(gòu)造比較復(fù)雜，位置名稱多樣，可以調(diào)節(jié)的點(diǎn)位也很多，對于初次使用人來說，分辨不清楚應(yīng)該粗調(diào)哪些地方，也不知道看什么地方。盡管老師講課很仔細(xì)，但是學(xué)生經(jīng)過老師詳細(xì)的講解后，沒有全部掌握，就是記住了幾個(gè)名詞，幾個(gè)概念，操作還是不知所措，筆者經(jīng)過深知學(xué)生操作的痛點(diǎn)，所以把粗調(diào)進(jìn)行量化、顯化，讓學(xué)生直觀了解如何操作，如何調(diào)平，大大提高了課堂效率。具體調(diào)整目標(biāo)就是把分光計(jì)調(diào)整到水平狀態(tài)或者近水平狀態(tài)。采用工具就是圓形水平泡（如圖2）。

1.2 改造方法

這種方法需對分光計(jì)進(jìn)行簡單的改造。本文以浙江光學(xué)生產(chǎn)的JJY1型分光計(jì)為例，講解改造的過程。分光計(jì)共有a、b、c三個(gè)底腳，其中a位于平行光管下方無需改造，只需將b、c兩底腳改成可調(diào)節(jié)底腳即可，調(diào)節(jié)裝置可采用M8×40mm星形把手（如圖3）。

改造方法：（1）將b、c兩底腳下螺絲和膠腳拆下。（2）用Φ5mm鉆頭順原螺絲孔鉆出引導(dǎo)孔。（3）用Φ7.3mm鉆頭擴(kuò)孔。（4）用M8mm絲錐攻絲。

注意：（1）鉆孔、攻絲時(shí)要防止金屬屑進(jìn)入轉(zhuǎn)軸影響以后使用。（2）星形把手不要太長或太短，太長會擋住望遠(yuǎn)鏡，使其無法大范圍轉(zhuǎn)動(dòng)，太短則沒有伸出量，無法調(diào)節(jié)水平。筆者采用40mm星形把手。

1.3 使用方法

（1）將水平泡（如圖4所示）放在游標(biāo)盤上，通過調(diào)節(jié)b、c兩星形把手使游標(biāo)盤達(dá)到水平;

（2）將水平泡放在載物臺上，通過調(diào)節(jié)載物臺的三個(gè)底腳螺絲使載物臺達(dá)到水平;

（3）將水平泡放在望遠(yuǎn)鏡上（可用手扶住），調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡至水平狀態(tài);

（4）將小平面鏡放到載物臺上，轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤帶動(dòng)載物臺上的小平面鏡旋轉(zhuǎn)至正對望遠(yuǎn)鏡，此時(shí)將看到亮十字（如圖5），旋轉(zhuǎn)游標(biāo)盤使小平面鏡旋轉(zhuǎn)180°，絕大多數(shù)情況下也可以看到亮十字，如看不到則重新調(diào)節(jié)前3步，盡可能使氣泡處于水平泡中央可提高調(diào)節(jié)效果。

2 教學(xué)效果

通過比對發(fā)現(xiàn)改造后的實(shí)驗(yàn)儀器能使學(xué)生清晰理解并掌握調(diào)節(jié)原理和調(diào)節(jié)方法，繼而順利達(dá)成調(diào)節(jié)目標(biāo)、自主完成調(diào)節(jié)，整體完成率提升，課堂時(shí)間縮短，大大提升了課堂效率。

3 改造心得

（1）改造方法簡便易行，稍有鉗工技能及少量鉗工工具即可實(shí)現(xiàn)。

（2）改造成本低，星形把手、水平泡只有幾元一只，且在網(wǎng)上容易買到。

（3）不宜采用高精度水平泡，因?yàn)閷W(xué)生尚不擅長調(diào)節(jié)水平泡，況且一般的水平泡足以滿足調(diào)節(jié)需求（文中使用水平泡精度為1°）。

（4）應(yīng)采用二維水平泡，相互垂直的兩個(gè)一維水平泡亦不如二維水平泡易于調(diào)節(jié)。

（5）改造后的分光計(jì)具有調(diào)節(jié)時(shí)間短，調(diào)節(jié)方法易于講解的特點(diǎn)。

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項(xiàng)目：2016年河北省高等教育教學(xué)改革研究與項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下“互聯(lián)網(wǎng)+“虛實(shí)結(jié)合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索研究（編號：2016GJJG025）

作者簡介：劉斌（1979—），男，漢族，河北保定人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究領(lǐng)域：物理實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。