衍射光栅研究.doc

光栅特性的研究衍射光栅是指平行、等宽而又等间距的多狭缝元件。光栅通常用于研究复色光谱的组成,进行光谱分析。还可以通过光栅获得特定波长的单色光。所以,光栅是一个重要的分光元件。光栅按其结构分类,可分为平面光栅,阶梯光栅和凹面光栅,按衍射条件分类,又可分为透射光栅和反射光栅。[ 实验目的]. 。[ 实验要求],测出所给衍射光栅的四个主要特性参数;光栅常数 d,角色散率ψ,分辨本领 R及和衍射效率η。 ,或汞灯谱线的各个波长,或He —Ne激光器的激光波长。要求测量结果的精确度 E λ≤ %。. (汞灯)的条件下,能观察到的光栅最高衍射级数,并用实验加以检验。 R与光栅狭缝数目 N的关系。挡住光栅的一部分,减少狭缝数目 N,观察钠光灯的钠双线随 N的减少而发生的变化. [ 实验提示]根据夫琅和费光栅衍射理论,当一束平行光垂直入射到光栅平面上时,光栅将发生衍射。衍射光波中亮条纹的位置由下列方程??kd? sin (,0(?k ±1,± 2…)决定。其中缝距 d称为光栅常数,?为衍射角,k为衍射光谱的级数,?为入射光的波长。有关光栅的几个特性参数说明如下: d。d=a+b ,a为光栅狭缝宽度, b为相邻狭缝间不透明部分宽度。 ???d d?,定义为单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距。由??kd k? sin ,可知?= kd k? cos R 。????R ,定义为两条刚可被分开的谱线的波长差除以平均波长。根据瑞利条件,所谓两条刚可被分开谱线可规定为:波长相差??的两条相邻谱线,,对于宽度一定的光栅,R 的理论极限值 d Lk kN R m??,而实测值将小于 kN ,式中, k 为光谱级数, N 片为参加衍射的光栅缝数, L 为入射光束范围内的光栅宽度, d为光栅