用分光计测光栅常数和光波的波长.doc

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. z.
衍射光栅是一种高分辨率的光学色散元件，它广泛应用于光谱分析．随着现代技术的开展，它在计量、无线电、天文、光通信、光信息处理等许多领域中都有重要的应用．
【实验目的】
1边K＝±l、K±2的黄线亮条纹，按上述一样的方法，测出其衍射角、．由于d，将其代入(15－1)式，那么得出λ1、λ2，故
说明：为防止漏测数据，测量时也可将望远镜移至最左端，从－2、－l到＋1、＋2级依次测量．
【数据记录及处理】
1．测定光栅常数
由式(15－1)得d＝，绿光波长．
表15—1 测定光栅常数数据表
波长
λ〔nm〕
光
谱
级
数
k
衍射角位置读数
角
度
〔2φ〕
衍
射
角
〔〕
衍
射
角
〔〕
光
栅
常
数
〔d〕
读数窗
＋1
＋2
级位置
－1
－2
级位置

绿±1
A
-
. z.
B
绿±2
A
B
计算误差： =(△为衍射角的平均误差)．
结果表示d＝±△d＝±．
2．测定黄光波长
表15—2 测定黄光波长数据表
水银
黄线
衍射角位置读数
角度
〔2φ〕
衍射角
〔〕
衍射角
〔〕
波长
读数窗
+1+2级位置
-1-2级位置
黄 1
A
B
-
. z.
黄 2
A
B
计算误差：△ = [△d／d＋〔cot 〕△ ]=，
结果 = ±△ =±．
【考前须知】
1．光栅是精细光学器件，严禁用手触摸刻痕，以免弄脏或损坏．
2．水银灯的紫外线很强，不可直视，以免灼伤眼睛．
3．分光计各局部调节一定要细心、缓慢，如发现异常现象，要及时报告．
【思考题】
1．光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处"
2．用光栅观察自然光，看到什么现象"为什么紫光离中央0级条纹最近，红光离0级条纹最远"
3．光狭缝太宽或太窄时，将会出现什么现象"为什么"
4．按图15—2放置光栅有何好处"
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. z.
5．用光栅测定光波波长，对分光计的调节有什么要求"
6．利用＝5893 的纳光垂直入射到1mm有500条刻痕的平面透射光栅上时，最多能看到几级光谱"
进一步熟悉掌握分光计的调节和使用方法；
观察光线通过光栅后的衍射现象；
测定衍射光栅的光栅常数、光波波长和光栅角色散。
【实验原理】
-1 -2
假设以单色平行光垂直照射在光栅面上〔-1〕，那么光束经光栅各缝衍射后将在透镜的焦平面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹〔称光谱线〕。根据夫琅和费衍射理论，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足以下条件：
〔-1〕
式中d=a+b称为光栅常数〔a为狭缝宽度，b为刻痕宽度，-2〕，k为光谱线的级数，为k级明条纹的衍射角，是入射光波长。该式称为光栅方程。
如果入射光