大学物理光学实验报告.doc

实验十:光栅衍射
一、实验目的
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二、实验仪器
分光计 光栅 钠光灯 平面反射镜
三、实验原理
光栅就是有大量的等间隔、等宽度的狭缝平行放置组成的一种光学元件。设狭缝宽度(透光部分)为,不透光部分为,则为光栅常数。
设单色光垂直照射到光栅上,光透过各个狭缝后,向各个方向发生衍射,衍射光经过透镜后会聚后相互干涉,在焦平面上形成一系列的被相当宽的暗区分开的明亮条纹。
衍射光线与光栅平面的夹角称为衍射角。设衍射角为的一束衍射光经透镜会聚到观察屏的点。在P点出现明条纹还就是暗条纹决定于这束衍射光的光程差。
由于光栅就是等宽、等间距,任意两个相邻缝的衍射光的光程差就是相等的,两个相邻狭缝的衍射光的光程差为,如果光程差为波长的整数倍,在P点就出现明条纹,即


这就就是光栅方程。
从上式可知,只要测出某一级的衍射角,就可计算出波长。
四、实验步骤
1、调整分光计。
使望远镜、平行光管与载物台都处于水平状态,平行光管发出平行光。
2、安置光栅
将光栅放在载物台上,让钠光垂直照射到光栅上。可以瞧到一条明亮而且很细的零级光谱,左右转动望远镜观察第一、二级衍射条纹。
、二级衍射条纹的衍射角,并记录。
五、数据记录
级数
次数
左边衍射条纹
右边衍射条纹
第二级
第一级
0级
第一级
第二级
第
一
次
右边读数
左边
读数
衍射角
第
二
次
右边
读数
左边
读数
衍射角
第
三
次
右边读书
左边
读书
衍射角
(右边读数)+(右边读数)]/4
(右边读数)+(右边读数)]/4
六、数据处理
将上表中的、分别代入光栅方程计算出6个波长,()

计算平均波长:
绝对误差: (取平均波长与6个波长的差中的最大者)
相对误差:
结果表示: 。
七、思考题
实验十一:迈克尔逊干涉
一、实验目的
1、掌握迈克尔逊干涉仪的干涉原理,学习其使用方法;
2、观察迈克尔逊干涉仪的等顷干涉的特点;
3、测量激光的波长。
二、实验仪器
迈克尔逊干涉仪 多光束激光电源
三、实验原理
迈克尔逊干涉仪主要光路如图,为分光板,为补偿板。由激光源S发出的光线1入到背面有镀膜的分束镜上,光线被分为光线2与光线3。光线2由反射到反射镜,再经反射,穿过到达观测屏。光线3由透射,经入射到上,经反射,穿过,由反射到。光线2,3在相遇,这两束相干光产生干涉。这两束光可以认为就是从与的虚象反射的反射光。由于与严格垂直,因此与严格平行,所有经与的反射光经透镜会聚到焦平面E上,不同入射角的光线会聚到E的不同位置,相同入射角的光线形成等倾条纹,其形状为一系列的同心圆环。当入射角为时,光程差满