光栅衍射测波长.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验题目：,光栅衍射测波长,指导教师：罗树范,注 意：,1.,明天,交实验报告，,晚交不收,。,2.,切忌手摸,或擦拭,光栅表面,实验后,交回,并接受检查。,光栅是由一组,大量、平行、等宽、等间距、紧密排列,的狭缝的一种光学元件。,过去制作光栅都是在精密的刻线机上用金刚钻在玻璃表面刻出许多平行等距刻痕做成原刻光栅。实验室中通常使用的是复制光栅和全息光栅。,一,.,实验原理,刻痕宽度为,a,，,刻痕间距为,b,，,光栅常数,d=,a+b,。,透过各狭缝的光线因多缝衍射效应，会向各方向传播。衍射光线与光栅法线之间的夹角称为衍射角。透射光在某个方向上由于光振动的加强而在该方向产生一个亮条纹（明纹）。衍射光谱中明纹的位置由光栅方程确定：,式中，入为光波波长，,为明条纹的级数，,是第 级明纹的衍射角,。,以,平行单色光垂直照射,光栅,如低压汞灯的一级衍射光谱由四条特征谱线组成：,紫色,=435.8nm,，,绿色,=546.1nm,，,黄色,=577.0nm,，,黄色,=579.1nm,，并且在中央明纹两侧对称分布。,如果入射光,不是单色光,衍射后不同波长光的零级明纹重叠在一起，形成中央明纹；,其他各级明纹在中央明纹两侧对称分布，不同波长的光的同一级明纹按波长的大小依次排列。这样就将复色光分解成了单色光。Hg,光谱,1,分光计的调节,调节望远镜聚焦于无穷远。,调节望远镜光轴与仪器中心轴线正交。,调节平行光管出射平行光且光轴与仪器转轴正交。,实验中强调：,放平面镜时，亮,“,”,字像清楚且与分划板上方的黑,“,”,字重合。去掉平面镜后，移动狭缝使亮线,清晰,且,居中,。,二,.,实验内容,2.,调节光栅,如左图，将光栅放在载物台中,部，使光栅直立在调平螺丝,G1,、,G2,连,线的中垂线上。,调节光栅平面与平行光管光轴,垂直。,正负对应谱线衍射角差值要小。,转动望远镜，观察汞灯光谱。中央零级（,k=0,）为白色亮线，两边均可看到分立的一紫、一绿、两黄共四条彩色谱线。,若发现左右两侧光谱线不在同一水平线上（如上图,1,），说明光珊刻痕与分光计中心轴不平行。可调节螺丝,G3,，使两,侧谱线处于同一水平线上（如上图,2,）。,调节,G3,的高度，使中央明纹两侧的光谱线等高。具体调节方法如下：,3,测量谱线的衍射角,转动望远镜，测量绿、黄,1,、黄,2,光的,k=2,级谱线的衍射角。重复测量一次。,2,将汞灯绿光谱线波长,546.1nm,和绿光,2,级谱线衍射角代入光栅方程，求出光栅常数（,以,mm,为单位,填入表中,）。,3,将求得的光栅常数和黄光,1,、黄光,2,的,2,级谱线衍射角代入光栅方程，求出相应的波长和相对误差，填入表中。,Hg,光谱,【,注意事项,】,1,光栅是精密光学元件，容易损坏，不要自己拧螺丝。,切忌手摸或擦拭其光学表面,。实验后交回。,2,汞灯在关闭后不要立即打开，需冷却后再开启。,