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1、学生姓名：王威学号：6102114075专业班级：电子142班试验时间：16时00分第10周 星期 三 座位号:36教师编号：成绩:分光计的调整及光栅常数的测量一实验目的1了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法。2观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律。3学会测定光栅的光栅常数.二实验仪器分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等三实验原理衍射光栅、光栅常数图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度，b为透明狭缝宽度。d=a+b为相邻两 狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。它是光栅基本参数之一。Hi图40-1图40-2光栅衍射原理图图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度，b为透明狭缝宽度。d=a+
2、b为相邻两 狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。它是光栅基本参数之一。2光栅方程、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为：A = (a + b) sin 申=d sin 申式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b为光栅常数，若在光栅片上每厘米刻有n 条刻痕，则光栅常数(a + b) =1沁 申为衍射角。n当衍射角甲满足光栅方程：学生姓名：王威学号：6102114075专业班级：电子142班试验时间：16时00分第10周 星期 三 座位号:36教师编号：成绩:时，光会加强。式中九为单色光波长，k是明条纹级数。如果光源中包含几种不同波长的复色光，除零级以外，同一级谱线将有不同的
3、衍射角甲。因此，在透镜焦平面上将 出现按波长次序排列的谱线，称为光 栅光谱。相同k值谱线组成的光谱为 同一级光谱，于是就有一级光谱、二 级光谱之分。图40-3为低压汞灯 的衍射光谱示意图，它每一级光谱中 有4条特征谱线：紫色人=435. 8nm， 绿色九2=5461nm，黄色两条% = 577. Onm 和九=579 1nm。54 6ft?40 M -657 6. 6 的 90. ?3+ 1+1图 40-3四实验步骤1调节分光计（1）调整望远镜:a 目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。c调整望 远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落
4、在上十字 线中心，平面镜旋转180后，另一镜面的反射象仍落在原处。（2） 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴:将被照明的狭缝调到平行 光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。2.使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。（1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三 螺钉的连线所成三边互相垂直。（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧 面AC和AB返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上 十子线处。学生姓名：王威学号：6102114075专业班级：电子142班试验时间：16时00分第10周 星期 三 座位号:36教师编号：成绩:光栅常数与
5、光波波长的测量(1)以绿色光谱线的波长九= 546. 07nm为已知。测出其第一级(k =1)光谱的衍射角卩为了消除分光计的偏心差，应同时读出分光计 左、右两游标的读数。对k = +1时，记下S、S；对k = -1时，记1 2下s/、S2，。则所测得的申为：“ 41 s 2 - SJ+Is :-S 1重复测量4次，计算d值及其不确定度u (d)。五数据表格与数据记录次数12S1141。21145。20S2322。00323。20S1182。15204。03S 2362。15384。5065。2865。26分别求出p，填入表格中。1申 =4由公式dsin= k九求得由公式-S+ Is2 - S1
6、学生姓名：王威学号：6102114075专业班级：电子142班试验时间：16时00分第10周星期三座位号：36教师编号： 成绩:九 546.07 x 10-9sin pi0.8271九 546.07 x 10-9sin p30.8281九 546.07 x 10-9sin p40.8269九 546.07 x 10-9sin p50.8263九 546.07 x 10-9d5d3d46二 660.222nm d2 sin p2二 659.425nm二 659.382nm二 659.863nmd6sin p0.8263 二659.863nm册=659-md + d + + dd = 2=659.
7、790nm6U =上=0.1051nmd6 x 5六小结与讨论(1) 做此实验观察了光栅的衍射光谱，理解了光栅衍射的基本规律，进一步熟 悉了分光计的调节与使用，测定了光栅常数。达到了实验的预期要求。(2) 讨论：对于同一光源，分别利用光栅分光和棱镜分光有什么不同？光栅分光：光波将在每个狭缝处发生衍射，经过所有狭缝衍射的光波又彼 此发生干涉，这种由衍射光形成的干涉条纹是定域于无穷远处的。光栅在使用面 积一定的情况下，狭缝数越多，分辨率越高；对于光栅常数一定的光栅，有效使 用面积越大，分辨率越高。棱镜分光：棱镜也是分光系统中的一个组成部件，因棱镜色散力随波长不 同而变化，所在宽入射角宽波段偏振分光棱镜。棱镜分辨率随波长变化而变化， 在短波部分分辨率较大，即棱镜分光具有“非匀排性”，色谱的光谱为“非匀排 光谱”这是棱镜分光最大的不足。
