分光计虚拟实验

转动望远镜,记录两个对置游标,测量光线偏向角。

图 1 方向刻度盘与望远镜;对置游标读数列于图下

左游标 右游标

记录与角差分析

表 1 虚拟双游标测量(0 组)

身份基准左 / °基准右 / °目标左 / °目标右 / °左角差 / °右角差 / °估计偏角 / °操作

手动读数来自实际选择的望远镜方位;理想读数自动对准目标。记录保留完整精度、参数和身份,并保存在当前浏览器。

与原报告观测对照

原报告误差限1′按最终角度估计的均匀分布限值采用,未包含全部校准分量。原报告自准直、载物台水平等检验记录单独保留,当前二维平台展开角度读数计算。

模型依据

对置游标的一阶角误差建模为等幅反号的圆周谐波。两次读数分别求圆周有向最短差后再平均,可以消除该一阶分量;角差的绝对值小于180°。

$$v_1(\theta)=\theta+z+\varepsilon\cos(\theta+z),\quad v_2(\theta)=\theta+z+\pi-\varepsilon\cos(\theta+z).$$
$$\delta=\frac12\left[\operatorname{wrap}_{(-\pi,\pi)}(v_{1b}-v_{1a})+\operatorname{wrap}_{(-\pi,\pi)}(v_{2b}-v_{2a})\right].$$

式中角度使用弧度;界面用度及角分。偏心模型是独立教学的一阶扰动模型,不据此代表实际仪器完整校准误差。当前目标偏向角10–80°,零点0–360°,扰动幅度0–10′;恰好180°的差因方向不唯一而拒绝。

模型、参数与独立验证

参考文献

徐崇:《用掠入射法测量透明介质折射率的探讨》,大学物理实验,2009,22(1):9–13。DOI:10.14139/j.cnki.cn22-1228.2009.01.005。p11第2节步骤(3)/(4)和式(8)支持两定位方向分别读取双游标、再平均角差的测角程序。跨零处理与一阶反号扰动消除为本页明确假设下的独立推导,不代表完整仪器校准。

刘文晶、杨文革、金武、王心华、张水合:《改进反射法测三棱镜顶角实验的思考》,大学物理实验,2023,36(2):77–80。DOI:10.14139/j.cnki.cn22-1228.2023.02.017。p77–79讨论真实分光计调节和反射装置;本页限定二维方向与双游标读取,机械视准、平台水平和实际视场不纳入计算。