《透射光栅测波长讲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《透射光栅测波长讲（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 用衍射光栅测光波波长用衍射光栅测光波波长光栅是使光波发生色散的光学元件。由大量等光栅是使光波发生色散的光学元件。由大量等宽、等间距的平行狭缝所组成。宽、等间距的平行狭缝所组成。衍射光栅模型衍射光栅模型衍射光栅实物衍射光栅实物全息光栅全息光栅：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在全息干板上曝光，经显影定影等过程而制成。全息光全息干板上曝光，经显影定影等过程而制成。全息光栅体积小，可以做到栅体积小，可以做到1mm1mm有几千条透光狭缝。有几千条透光狭缝。 透光缝宽度透光缝宽度 a不透光缝宽度不透光缝宽度 b光栅常数光栅常数: :相邻光缝之间的相邻光缝之间的距
2、离。距离。若在栅面上每毫米刻划若在栅面上每毫米刻划10001000条光缝，则条光缝，则d=0.001mmd=0.001mm。 【实验目的】【实验目的】 1 1熟练掌握分光计的调节和使用方法。熟练掌握分光计的调节和使用方法。 2 2观察光线通过光栅后的衍射现象。观察光线通过光栅后的衍射现象。 3 3测定衍射光栅的光栅常数、光波波长。测定衍射光栅的光栅常数、光波波长。 【实验原理】【实验原理】L2L1光栅为明条纹的级数为明条纹的级数 是第级明条纹的衍射角是第级明条纹的衍射角时时, ,对于任何，对于任何，中央明条纹中央明条纹时，时， 不同，不同， 不同不同复色光被分解复色光被分解光栅方程：光栅方程：
3、在本实验中，所用的光源为汞灯，其衍射谱线如下图在本实验中，所用的光源为汞灯，其衍射谱线如下图: :01-1-22dsin = k （ k=0,1, 2,）（）（1）v分光计一台（如图）、分光计一台（如图）、待测波长光源待测波长光源(汞光灯汞光灯)一一个、光栅常数已知个、光栅常数已知(d=1/300mm) 的光栅一的光栅一块块.实验仪器实验仪器平行光管调焦平行光管调焦平行光管平行光管倾斜调节倾斜调节调焦调焦紧固螺钉紧固螺钉物镜调焦物镜调焦紧固螺钉紧固螺钉望远镜望远镜倾斜调节倾斜调节目镜调焦目镜调焦物镜调焦物镜调焦载物台调节载物台调节载物台游标载物台游标 盘紧固盘紧固望远镜紧固望远镜紧固望远镜望远
4、镜水平微动水平微动游标游标(共二个共二个)度盘度盘望远镜和度盘之间紧固望远镜和度盘之间紧固1 1分光计的调节分光计的调节【实验装置调节】【实验装置调节】按分光计要求调节好分光计（载物台与望远镜光按分光计要求调节好分光计（载物台与望远镜光轴垂直）；调节准直管，从望远镜能看到竖直清晰的轴垂直）；调节准直管，从望远镜能看到竖直清晰的细亮线。细亮线。把光栅放置在载物台上，把光栅放置在载物台上，转动载物台，在分划转动载物台，在分划板视场中能看到绿色十字叉丝像，否则应调整光栅板视场中能看到绿色十字叉丝像，否则应调整光栅位置或倾角。位置或倾角。2 2光栅的调节光栅的调节三线合一三线合一：分划板竖线、：分划板
5、竖线、由光栅反射的绿色十字由光栅反射的绿色十字叉丝像竖线、由平行光叉丝像竖线、由平行光管过来的亮竖线，三条管过来的亮竖线，三条竖线合一竖线合一 。三线合一后，锁紧游标三线合一后，锁紧游标盘（内盘）。锁紧过程盘（内盘）。锁紧过程中三线合一不能移动。中三线合一不能移动。【实验内容】【实验内容】 测量测量绿线和绿线和双黄线的波长双黄线的波长测量测量绿线绿线、黄黄1 1线线、黄黄2 2线线的级的衍射角，重的级的衍射角，重复复2 2次。次。【数据处理】【数据处理】理论值：理论值：光栅常数光栅常数 。计算出绿谱线和两条黄谱线。计算出绿谱线和两条黄谱线的光波波长，并与理论值比较计算相对误差。的光波波长，并与
6、理论值比较计算相对误差。测量数据：测量数据：0 0级亮线，级亮线，11级绿线，级绿线，11双黄线。微动光栅位置，双黄线。微动光栅位置，重新调整三线合一后，重复测量两次。（测量一次的数据为重新调整三线合一后，重复测量两次。（测量一次的数据为1414个角度，测量三次的数据共个角度，测量三次的数据共4242个角度）个角度）谱线（1 1）衍射角位置）衍射角位置读数数（2 2）衍射角位置）衍射角位置读数数（3 3）衍射角位置）衍射角位置读数数角角度度1 1级1 1级角角度度1 1级1 1级角度角度1 1级1 1级绿线黄黄线1 1黄黄线2 20 0级亮亮线注意事项注意事项v1 分光计是较精密的光学仪器，要
7、加倍爱护，不应在分光计是较精密的光学仪器，要加倍爱护，不应在制动螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭制动螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭缝。缝。v2 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，注意轻光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，注意轻拿轻放，以免弄脏或损坏。拿轻放，以免弄脏或损坏。v3 在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否锁紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。锁紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。v 4 测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝，以便提测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝，以便提高工作效率和测量准确度。高工作效率和测量准确度。v 在游标读数过程中，由于望远镜可能位于任何方位，在游标读数过程中，由于望远镜可能位于任何方位，故应注意望远镜转动过程中是否过了刻度的零点。故应注意望远镜转动过程中是否过了刻度的零点。 附：分光计的读数方法附：分光计的读数方法主刻度盘游标盘游标窗口233 13
