光栅衍射实验.docx

一、 实 验 名 称 ： 光 栅 衍 射 实 验 核 5 1 粟 鹏 文
二、实验目的：
(1)进一步熟习分光计的调整与使用 ;
(2)学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法 ;
(3)


汞灯的多级衍射光谱

l)水银灯在使用中一定与扼流圈串接，不可以直接接 220V 电源，不然要烧毁。
2)水银灯在使用过程中不要屡次启闭，不然会降低其寿命。
3)水银灯的紫外线很强，不行直视。
实验步骤：
(1)调整分光计和光栅以知足丈量要求。
(2)在光芒垂直入射的情况下，即 i=0

时，测定光栅常数和光波波长。
①调整光栅平面与平行光管的光轴垂直。平行光垂直入射于光栅平面，这是式 (2)建立的条
件，所以应做认真调理，使该项要求获得知足。调理方法是 :先将望远镜的竖叉丝瞄准零级
谱线的中心，从刻度盘读进出射光的方向 (注意 :零级谱线很强，长时间察看会损害眼睛，观
察时一定在狭缝前加一两层白纸以减弱其光强 )。再测出同一 m 级左右双侧一对衍射谱线的
方向角，分别计算出它们与入射光的夹角，假如两者之差不超出入射。

a＇角度，便可以为是垂直
光栅 G在小平台上的地点
光栅调理表示图
②课前 由式 (2)推
导出 d 和 的不确立度公式。为了减少丈量偏差，应依据察看到的各级谱线的强弱及不确
定度的公式来决定丈量第几级的
m 较为合理。
A．用 d sin
m
m 推导 d 的不确立度 d
d sin
m
m
=> d
m / sin
m
B．
的不确立度
d sin
m
m
=>
d sin m / m
所以， m 越大， d 、
越小。在可能看清的状况下，
m 取的越大，测得的值偏差越小。
③测定 m 。光芒垂直于光栅平面入射时，关于同一波长的光，对应于同一
m 级左右双侧的
衍射角是相等的。为了提升精度，一般是丈量零级左右双侧各对应级次的衍射线的夹角
2 m ，如下图。丈量时应注意除去圆度盘的偏爱差。
求 d 及 。已知水银灯绿线的波长
，由测得的绿线衍射角
m 求出光栅常数 d 。
再用已求出的
d 测出水银灯的两条黄线和一条最亮的紫线的波长，并计算
d 和 的不确立
度。
（3 ）在 i 15 时，测定水银灯光谱中波长较短的黄线的波长。
①使光栅平面法线与平行光管光轴的夹角 (即入射角 )等于 15 0' ，同时记下入射光方向和光
栅平面的法线方向。调整方法自拟，课前考虑好。
能够借助用平面镜与光栅平面平前进行调理。 先固定外刻度盘转动内盘 （内盘小平台不与内
盘发生相对挪动） 。预转 15 ，而后看十字叉丝能否与叉丝对齐后读方向与初始方向的差即
为入射角的值。
②测定波长较短的黄线的