《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）11 用光栅测定光波波长

实验A19用光栅测定光波波长【实验目的】1.了解分光计的结构，熟悉分光计的调节和使用方法；2.学习用透射光栅测定光栅常数、光波波长的方法【实验仪器】平行光管分光计、光栅、汞灯望远镜【实验原理】一、分光计的结构：读数装置载物台底座

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 实验A19 用光栅测定光波波长 【实验原理】 一、分光计的结构： 望远镜 平行光管 底座 载物台 读数 装置 【实验目的】 1. 了解分光计的结构，熟悉分光计的调节和使用方法； 2. 学习用透射光栅测定光栅常数、光波波长的方法。 【实验仪器】 分光计、光栅、汞灯 1

1.底座：望远镜底座2.望远镜：由物镜、自镜和分划板（或叉丝）组成分划板分划板物锁自镜小棱镜小梭镜一小灯泡实验人拉分光计用光拥测定光波波

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 1. 底座： 2. 望远镜：由物镜、目镜和分划板(或叉丝)组成。 分划板 小棱镜 望远镜 底座 2

3.平行光管：它的作用是产生平行光当狭缝的平面调到透镜的焦平面上时，则狭缝发出的光经透镜后就成为平行光平行光管1.狭缝2.调节缝宽螺钉3.凸透镜载物台调平螺钉4.载物台：放置待测物体，可绕中心轴旋转或升降。载物台有三个调平螺钉，用来调节载物台面与中心轴相垂直

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 3. 平行光管：它的作用是产生平行光。 平行光管 当狭缝的平面调到透镜的焦平面上时，则狭缝发出的 光经透镜后就成为平行光。 3 放置待测物体，可绕中心轴旋转或升降。载物台有 三个调平螺钉，用来调节载物台面与中心轴相垂直。 4. 载物台： 载物台 调平螺钉

5.读数装置：由刻度盘和游标盘组成为了消除偏心误差游标盘在内盘上相隔180°处设折有两个游标。测量时要同时记录两个游标的读数1游标盘刻度盘116°12刻度盘分为360°，最小刻度值为0.5°游标上刻有30个分格，游标的最小分度值为1实验人付分光计用光拥测定光波波卡

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 5. 读数装置：由刻度盘和游标盘组成。 刻度盘分为360°，最小刻度值为0.5° 。 游标上刻有30个分格，游标的最小分度值为1΄ 。 116°12 ΄ 为了消除偏心误差，游标盘在内盘上相隔180°处设 有两个游标。测量时要同时记录两个游标的读数。 4 刻度盘 游标盘

衍射光栅平行光束光栅是由一组数目很多的相互平行光栅光栅常量d-等宽、等间距的狭缝（或刻痕）构成，是单a+b缝的组合体。透光狭缝宽度a衍射角b一不透光部分宽度光栅常量d=a+b当平行光垂直入射到光栅平面上时，则透一光栅过各狭缝的光线因衍射向各个方向传播，经7VVE聚光透镜Y透镜会聚后，在其焦平面上形成一系列明条纹，称为谱线。A根据光栅衍射理论，明条纹位置为1k0+1+22k =0,±1,±2,d sinp = ka..用分光计测出衍射角业，如果已知入射光波长入，可求出光栅常量d；反之，如果已知光栅常量d，可求出波长入

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 二、衍射光栅 光栅是由一组数目很多的相互平行、 等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成，是单 缝的组合体。 a — 透光狭缝宽度 b — 不透光部分宽度 d=a+b — 光栅常量 5 当平行光垂直入射到光栅平面上时，则透 过各狭缝的光线因衍射向各个方向传播，经 透镜会聚后，在其焦平面上形成一系列明条 纹，称为谱线。 根据光栅衍射理论，明条纹位置为： d sinφ = kλ k = 0,±1,±2,  用分光计测出衍射角ψ，如果已知入射光波长λ，可求出光栅 常量d；反之，如果已知光栅常量d，可求出波长λ

【实验内容】分光计的调节、1. 调节要求（1）望远镜聚焦无穷远，使之能够接收平行光（2）望远镜、平行光管光轴与仪器中心轴垂直。（3）平行光管发出平行光平行光管载物台望远镜目镜紧锁螺钉狭缝装置锁紧螺钉目镜调节手轮阿贝式自准直目镜狭缝宽度调节手轮望远镜水平度调节螺钉平行光管水平度调节螺钉平行光管左右偏斜度调节螺钉望远镜左右偏斜度调节螺钉游标盘止动螺钉刻度盘游标盘照明器插座望远镜与刻度盘联结螺钉载物台调平螺钉

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 一、分光计的调节 1. 调节要求 (1) 望远镜聚焦无穷远，使之能够接收平行光。 (2) 望远镜、平行光管光轴与仪器中心轴垂直。 (3) 平行光管发出平行光。 【实验内容】 6

2.调节步骤与方法(1)目测粗调使望远镜、平行光管、载物台大致水平；载物台调节到适当的高度，且其两层小圆板之间，留有适当的间隙。平行光管载物台望远镜目镜紧锁螺钉狭缝装置锁紧螺钉目镜调节手轮-阿贝式自准直目镜狭缝宽度调节手轮望远镜水平度调节螺钉平行光管水平度调节螺钉平行光管左右偏斜度调节螺钉望远镜左右偏斜度调节螺钉游标盘止动螺钉刻度盘游标盘照明器插座望远镜与刻度盘联结螺钉载物台调平螺钉验A分光计用光圳测定光波波

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 2. 调节步骤与方法 (1) 目测粗调： 使望远镜、平行光管、载物台大致水平；载物台调节 到适当的高度，且其两层小圆板之间，留有适当的间 隙。 7

（2）望远镜聚焦于无穷远①点亮照明小灯，转动目镜筒，使分划板上的叉丝清晰像清晰②调节物镜，使分划板上的“十”将平面镜放在载物台上，使镜面+大致与望远镜垂直。平面镜单远镜转动载物台从目镜中观察到亮的为“十”像如果像有些模糊，松开望远镜筒简上面的“目镜锁紧螺钉”，前后移动目镜筒，使像清晰，再旋紧螺钉。实验人付分光计用光拥测定光波波卡

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 (2) 望远镜聚焦于无穷远 ① 点亮照明小灯，转动目镜筒，使 分划板上的叉丝清晰。 ② 调节物镜，使分划板上的“十”像清晰。 将平面镜放在载物台上，使镜面 大致与望远镜垂直。 如果像有些模糊，松开望远镜筒上面的 “目镜锁紧螺钉”，前后移动目镜筒，使 像清晰，再旋紧螺钉。 转动载物台从目镜中观察到亮的“十”像； 平面镜 8

(3）调节望远镜光轴与分光计主轴垂直当望远镜内出现清晰的亮“十”字后，如果“十”像不与分划板上方的叉丝重合，如图（a）调节。采用月“各半调节法”调“望远镜水平螺钉”，使其距离减小一半，如图(b);h(b)(c)再调“载物台调平螺钉B或A”使像与上方叉丝重合，如图（c)；。0望远镜实验A1分光计三物国

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 调“望远镜水平螺钉”，使其距离减小一半，如图 (b); 再调“载物台调平螺钉B或A”， 使像与上方叉丝重合，如图(c); 。 当望远镜内出现清晰的亮“十”字后，如果 “十”像不与分划板上方的叉丝重合，如图(a)； 9 (3) 调节望远镜光轴与分光计主轴垂直 采用“各半调节法”调节

（4）调节平行光管发出平行光并垂直仪器主轴取下平面镜，使望远镜平行光管和汞灯一个窗口的中央在一条线上。8E平行光管望远镜再旋转狭缝呈竖直状，使狭缝亮线与望远镜分划板竖直刻线重合，如图（b）。实验人功分光计用光物测定光波波卡

大学物理实验 实验A19 分光计 用光栅测定光波波长 (4) 调节平行光管发出平行光并垂直仪器主轴 取下平面镜，使望远镜、平行光管和汞灯一个 窗口的中央在一条线上。 再旋转狭缝呈竖直状，使狭缝亮线与望远镜分划 板竖直刻线重合，如图(b)。 10