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1、用衍射光栅测定光波波长用衍射光栅测定光波波长一一.目的目的1.了解分光计的构造、原理及其调节方法2.学会用光栅测量光波波长的方法3.观察光栅衍射现象二二.原理原理 当波长为当波长为 的的平行光垂平行光垂直光栅面直光栅面入射透明与入射透明与不透明相间的周期性不透明相间的周期性结构（光栅）时，由结构（光栅）时，由于透过的光衍射与相于透过的光衍射与相干叠加的结果，在满干叠加的结果，在满足足在方向上形成亮条纹，又称谱线。a+b为光栅常数，为衍射角，K称为级次。光栅光谱仪简介光栅光谱仪简介n n利用光栅干涉原理可制成光栅光谱仪，用于各种物质的光谱分析，通过物质特征光谱的识别，研究被分析样品中特定物质的含
2、量。例如：n n1.太阳表面物质的构成n n2.炼钢时杂质的含量n n的测定三三.仪器的调节仪器的调节调节的目的：调节的目的：（为满足前面光栅公式成立的条（为满足前面光栅公式成立的条件）件）1 1 平行光管产生平行光平行光管产生平行光2 2 平行光垂直入射光栅面平行光垂直入射光栅面3 3 望远镜适合接收平行光望远镜适合接收平行光（调整方法详见后面录像）（调整方法详见后面录像）分光计分光计分光计主要由四部分组成：1.望远镜2.平行光管3.载物平台4.刻度盘（双游标）1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4 四四.实验装置示意图实验装置示意图光源平行光管光栅望远镜K=0K=1K=2
3、K=-1K=-2望远镜结构望远镜结构光栅放置光栅放置n n调节载物平台的三个水平螺丝，使平台基本水平。调节载物平台的三个水平螺丝，使平台基本水平。按如下不同方法在平台上放置光栅，前者调节按如下不同方法在平台上放置光栅，前者调节2 2或或3 3，后者调节，后者调节1 1，即可前后倾斜，而不需动另外两，即可前后倾斜，而不需动另外两个螺丝。个螺丝。五五.游标读数游标读数1.为了消除内外转盘不同心造成角度读数误差，分光计在转盘左右两边分别有两个游标读数窗口，读数时必须左右游标都要分别读数。2.偏心差很小，因此，左右游标读数差，应在180上下，最多差几分。3.读数：先读游标“0”点所对的主盘读数，再加上
4、刻度对齐主盘刻度处的游标盘的读数。分光计测量读数分光计测量读数 用准线叉丝对准某条谱线即用准线叉丝对准某条谱线即可通过分光计两边的游标，可通过分光计两边的游标，读出该谱线的偏转角度。图读出该谱线的偏转角度。图为读汞灯绿光时的情况。为读汞灯绿光时的情况。读数：读数：游标游标0 0刻线对准的主尺读加刻线对准的主尺读加游标刻线与主尺刻线对齐的游标刻线与主尺刻线对齐的游标刻线的读数游标刻线的读数,既既读数读数=A+B=A+B=主尺主尺游标游标 精度为精度为1AB2230+2230+10=10=22402240低压汞灯主要谱线低压汞灯主要谱线n n黄：黄：576.96 579.07 576.96 579
5、.07 绿：绿：n n青：青：491.60 491.60 蓝蓝n n紫紫实验中光谱偏转角度测量实验中光谱偏转角度测量1.先用竖准线对准-K级绿光谱，读出相应的游标位置1(右游标)、1(左游标)。再对准K级绿光谱，读出相应的游标位置2(右游标)、2(左游标)。2.再利用公式求出该光谱的偏转角。数据记录和处理数据记录和处理颜颜色色 1 1(右游标右游标)1 1(左游标左游标)2 2(右游标右游标)2 2(左游标左游标)1 1-2 2 1 1-2 2 sinsin 蓝蓝绿绿黄黄1 1n n计算光栅常数（计算光栅常数（0 0绿绿nm,K=?)nm,K=?)n n n n求出蓝光波长（求出蓝光波长（0 0蓝蓝=435.83nm)=435.83nm)n n求出黄求出黄1 1光波长（光波长（0 0黄黄=576.96nm)=576.96nm)实验示范录像实验示范录像