光栅衍射实验实验报告样稿.docx

工物系 核11 李敏 011693 试验台号19
光栅衍射试验
试验目标
深入熟悉分光计调整和使用；
学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数原理和方法；
加深了解光栅衍射公式及其成立条件；
试验原理

如右图所表示，有一束平行光和光栅法线成角，入射到光栅上产生衍射；出射光夹角为。从点引两条垂线到入射光和出射光。假如在处产生了一个明条纹，其光程差必等于波长整数倍，即
（1）
为衍射光谱级次，.由这个方程，知道了中三个量，能够推出另外一个。
若光线为正入射，，则上式变为
（2）
其中为第级谱线衍射角。
据此，可用分光计测出衍射角，已知波长求光栅常数或已知光栅常数求波长。

如右图。入射光线和级衍射光线在光栅法线同侧，（1）式中应取加号，即dsinφ+sinι=mλ。以Δ=φ+ι为偏向角，则由三角形公式得
2dsinΔ2cosφ-i2=mλ （3）
易得，当φ-i=0时，最小，记为δ，则()变为
（4）
由此可见，假如已知光栅常数d，只要测出最小偏向角δ，就能够依据（4）算出波长λ。
试验仪器

在本试验中，分光计调整应该满足：望远镜适合于观察平行光，平行光管发出平行光，而且二者光轴全部垂直于分光计主轴。

调整光栅时，调整小平台使光栅刻痕平行于分光计主轴。放置光栅时应该使光栅平面垂直于小平台两个调水平螺钉连线。


颜色
紫
绿
黄
红
波长/nm















（1）水银灯在使用中必需和扼流圈串接，不能直接接220V电源，不然要烧毁。
（2）水银灯在使用过程中不要频繁启闭，不然会降低其寿命。
（3）水银灯紫外线很强，不可直视。
四、 试验任务
（1）调整分光计和光栅使满足要求。
（2）测定i=0时光栅常数和光波波长。
（3）测定i=15°时水银灯光谱中波长较短黄线波长
（4）用最小偏向角法测定波长较长黄线波长。（选作）
五、 试验数据统计和处理
1．i=0时，测定光栅常数和光波波长
光栅编号： ；= ；入射光方位= ；= 。
波长／nm
黄1
黄2

紫
衍射光谱级次m
游标
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
左侧衍射光方位
右侧衍射光方位
=15°时，测量波长较短黄线波长
光栅编号：　 　 ；光栅平面法线方位φ1n= ；φ2n=　 　。
光谱级次ｍ
游标
入射光方