《大学物理实验教案用透射光栅测定光波波长.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理实验教案用透射光栅测定光波波长.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、实验名称：用透射光栅测定光波波长实验目的：1、理解光栅衍射的基本原理与特点；2、掌握分光仪、光栅的调节要求与方法，掌握各步调节的目的和实现的判据；3、认识光栅光谱的分布规律，并能正确判别衍射光谱的级次；4、利用光栅测定光栅常量、光波波长。实验仪器：分光计透射光栅双面反射镜汞灯实验原理：若以单色平行光束垂直照射光栅，通过每个狭缝的光都会发生衍射，这些衍射光又在一些特殊方向上被透镜会聚于焦平面上一点后，因干涉加强而型成各级亮线，如图1，若衍射角为 的光束经透镜会聚后互相加强，则角必须满足关系式,.)3,2,1,0(,sinkkdk即光程差必须等于光波长的整数倍。式中为单色光波长，k 是亮条纹级次，
2、k为 k 级谱线的衍射角。此式称为光栅方程，它是研究光栅衍射的重要公式。汞灯的光栅光谱示意图如果入射光是复色光，由于各色光的波长各不相同，则由公式（41-1）可以看出，其衍射角k也各不相同，经过光栅后，复色光被分解为单色光。在中央0k，0k位置处，各色光仍将重叠在一起，形成 0 级亮条纹。而在中央亮条纹两侧，各种波长的单色光产生各自对应的谱线，同级谱线组成一个光带，这些光带的整体叫做衍射光谱。如图所示，它们对称地分布在中央亮条纹的两侧。1、测量光栅常数用汞灯光谱中的绿线（546.07nm）作为已知波长测量光栅常数d。测量公式sinkkd2、测量波长用上面求出的光栅常数，测量光谱线的波长。测量公
3、式sinkdk3.光栅的角色散角色散是光栅的重要参数，它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角距离。汞灯光谱中双黄线的波长差之差=2.06nm，两条谱线偏向角之差和两者波长之差之比：D对光栅方程微分可有cosdkD由上式可知，光栅光谱具有如下特点：光栅常数d 越小，色散率越大；高级数的光谱比低级数的光谱有较大的色散率。实验内容1、光栅的调节（1）调节分光计，使望远镜对准无穷远，望远镜轴线与分光计中心轴线相垂直，平行光管出射平行光。调节方法见光学实验常用仪器部分。狭缝宽度调至约1 毫米。（2）安置光栅，要求入射光垂直照射光栅表面，平行光管狭缝与光栅刻痕相平行。（3）调节光栅使其刻痕与转轴平行。注意
4、观察叉丝交点是否在各条谱线中央，如果不是，可调节螺丝予以改正，调好后，再回头检查光栅平面是否仍保持和转轴平行。如有了改变，就要反复多次，直到两个要求都满足为止。2、测定光栅常数以汞灯为光源，测出K=1 波长为 5460.7nm 绿光衍射角，求 d。但应注意：+1 与-1级的衍射角相差不能超过几分，否则应重新检查入射角是否为零。3、测定未知光波波长及色散率用上法在 K=1 时测出汞的紫、双黄线的衍射角，求出它们的波长。3、测定未知光波波长求出汞的两条黄线1 及2 的衍射角角之差，求出1 及 2 并计算出，再文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码
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11、文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8求出光栅的角色散率。实验数据处理1、测量光栅常量测量次数绿色光谱线角坐标衍射角111114LLRR衍射角平均值1K=-1 K=+1 1L1R1L1R1 2 3 1sind2、测量光波波长谱线颜色测量次数光谱线角坐标衍射角111114LLRR波长/nm平均波长/nmK=-1 K=+1 1L1R1L1R紫1 2 3 黄内1 2 3 黄外1 2 3 与教材
12、P3给出的相应波长进行比较3、测定光栅的角色散=-=1cosDDd内外外内黄（内）黄(外）将两者进行比较思考题1、光栅方程和色散率的表达式中各量的物理意义及适用条件?2、平行光管的狭缝很宽时，对测量有什么影响?文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH
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19、计调整的基础和关键？4、光计在设计上是如何消除偏心差的？文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5J5 ZH7C7K10K7I8文档编码:CP5V1Z8A3V9 HZ7N4M9B5
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