用透射光栅测定光波波长_2.docx

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1、用透射光栅测光波波长一、实验目的1、进一步学习分光计的调整和使用。2.加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解3掌握用透射关光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法。二、实验仪器分光计、钠灯、光栅等三、实验原理71光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件。它不仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波。由于制造方法或用途不同，光栅的种类很多，有刻痕光栅和全息光栅之分；有透射光栅和反射光栅之分等等。本实验选用透射式平面刻痕光栅，它在光栅上每亳米刻有n条刻痕，其光栅常数d=1n.现代光栅技术可使n多达一千条以上。1.光栅衍射及光波波长的测定由夫琅和费衍射理论，当波长为人的单色光垂直入射至光栅上，满足光

2、栅方程dsin=k(k=0,1,2,3,)(1)时，8方向的光加强，其余方向的光几乎完全抵消。式中d为光栅常数，6为衍射角。若一直入,则可求d；若已知d,则可求4。2.光栅的角色散率光栅在8方向的角色散率为Daqddeos。测出d及e,可求出该方向的角色散率0。四、实验内容和步骤1.调节分光计分光计的调节要求是：望远镜聚焦于无穷远；准直管发出平行光；准直管与望远镜同轴并与分光计转轴正交.调节时，首先用目视法进行粗调。使望远镜、准直管和载物台面大致垂直于分光计转轴，然后按下述步骤和方法进行细调.(1)用自准法调节望远镜聚焦于无穷远.(2)调节望远镜主轴垂直于仪器转轴.图33-5图33-6（3）调

3、节分划板上十字叉丝水平与垂直.转动载物平台，从目镜中观察绿十字像是否沿叉丝水平线平行移动，若不平行，则可转动分划板套筒使其平行（注意不要破坏望远镜的调焦），到此，望远镜已调好，可作为基准进行其它调节.（4）调节准直管发出平行光且准直管主轴与转轴垂直2、光栅位置的调节将光栅按照上面平面镜的位置放置.，并与准直管尽量垂直。一般情况下，因为光栅片与载物小平台并不垂直，因此，光栅放在已经调好的分光计上后，还要对分光计进行调节，但此时不能调节分光计的望远镜系统，只能调节载物小平台。其要求是：亮十字反射回来的像（绿十字）及狭缝像与调整叉丝的竖直线重合，亮十字反射回的像的水平线同时与调整叉丝的水平线而合。因

4、为光栅的两面并不严格平行,因此，此时调节光栅时不必将光栅转动180。用钠灯照亮狭缝，转动望远镜观察光谱，如果左右两侧的光谱线相对于目镜中的叉丝的水平线高低不等，说明光栅的衍射面和观察面不一致，这时可调节平台上的螺钉c,使他们一致（调整a,b可否？为什么？）o3、测定光栅常数d根据（1）式，只要测出第攵级光谱中波长为4的已知谱线的衍射角6,就可以求出4值。测量钠光谱中双黄线中的/Ir=588.995加的第1级或第2级的衍射角。方法：转动望远镜使叉丝对准谱线的中心，记录两游标的读数%,必；将望远镜转到另一侧，使叉丝对准谱线的中心，记录两游标的读数匕,岭，衍射角1，=-（v1-v1）+（v2-V2）重复测量三次，计算光栅常数d及其标准不确定度。4、测量光谱中绿光的波长用以测出的光栅常数，在测量此谱线的衍射角就可以用衍射公式求出谱线的波长。衍射角的测量同上，测量三次。5、测量光栅的角色散对钠光灯，光谱中的双黄线=589.592d2=588.995w,两黄线的波长差为=0.597/2/w,测出其第1级、第2级光谱中的两黄线的衍射角仇,2,衍射角的测量同上，测量三次。根据公式（2）计算角色散率。思考题1 .本实验对分光仪的调整有何特殊要求？如何调节才能满足测量要求？2 .分析光栅和棱镜分光的主要区别。3 .如果光波波长都是未知的，能否用光栅测其波长？