【种花家务·物理】4-6-06分光镜和摄谱仪『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第六章光的波动性
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿;功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳;热量的单位卡路里等于4.186焦耳;电荷的单位静库(1库伦=3×10⁹静库);电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等,但如今是不允许的,力是不能使用质量单位的。】
§6-6分光镜和摄谱仪
【01】在光的色散一节里已经讲了怎样通过棱镜的折射来获得光谱。有关光谱的结构和它在科学研究、生产实践上的应用,现在已经累积了很为丰富的知识,并且构成了一门很重要的学科——光谱学。为了观察和研究光谱的结构,人们就要用到比较精细的仪器,下面所讲的分光镜和摄谱仪就是常用的两种。

1、分光镜
【02】图6·24是分光镜的外形图。在图6·25上,管 A 叫做平行光管,在靠近棱镜 P 的那一端,有一个凸透镜 L₁ 。管的另一端附有一个宽度可以调节的狭缝 S,它的位置刚好落在透镜 L₁ 的焦平面上。光源发出的光经过狭缝射到透镜 L₁ 上,经过折射以后就成为平行光束。这束平行光经过棱镜的折射以后发生色散,红光偏折最少,在最外侧;紫光偏折最大,在最内侧。各种色光依次形成一系列的平行光束,射到管 B 里去。管 B 叫做望远镜,靠近棱镜的凸透镜 L₂ 是物镜,另一端的凸透镜是目镜。从棱镜射来各种颜色的平行光束,经过物镜 L₂ 的折射以后,就分别会聚在它的焦平面 MN 上,形成光谱。由于光谱的位置是在目镜的焦平面以内的(可以复习一下第四章光学仪器里所讲的开普勒望远镜的构造原理),经过目镜的放大以后,光谱带就拉得更宽,从目镜中看起来就格外清楚。

【03】在分光镜的另一侧,还有一个 C 管,叫做标度管。它靠近棱镜的一端有一个凸透镜 L₃,在管内 L₃ 的焦平面处有一个玻璃刻度尺,管口的另一端用一个小灯泡照亮这个刻度尺,于是刻度上的每一条标线经过 L₃ 的折射以后,就成为一束平行光线,再经过棱镜的一个折射面的反射,进入到望远镜筒 B 里(如图6·26所示),通过物镜 L₂ 的折射,又在焦平面 MN 处构成刻度尺的象。从望远镜的目镜中看去,光谱就落在刻度尺的背景上,可以很方便地确定光谱的位置。

2、摄谱仪
【04】如果在分光镜望远镜筒中的 MN 处,置放照相用的干片,就能把光谱的照片拍摄下来,供反复仔细地比较和研究。能够得到光谱并且能够拍摄光谱照片的仪器就叫做摄谱仪。