杭州电子科技大学：《大学物理》课程实验指导（基础物理）实验41 光栅特性的研究（PPT讲稿）

物理实验教单示范中心 大学物理实验 光栅特性的研究（设计) 杭州电子科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 1 大学物理实验 光栅特性的研究（设计）

物理实验教单示范中心 实验目的 实验要求 实验提示 实验仪器 注意事项 思考题 杭州电学科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 2 实验目的 实验要求 实验提示 实验仪器 注意事项 思考题

物理奥验煞掌示范中心 实验目的 1.学习如何选择实验方法测定光学元件特性参数。 2.学习如何通过实验加深对理论规律的理解。 3 杭州电子科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 3 实验目的 1. 学习如何选择实验方法测定光学元件特性参数。 2 . 学习如何通过实验加深对理论规律的理解

物理实验敛堂示范中心 实验要求 1.0 选择一定的方法和仪器，测出所给衍射光栅的 些主要特性参数；光栅常数d,角色散率少和 分辨本领R 。 2.利用所给光栅测量钠光灯的钠双线波长或汞灯 谱线的各个波长，要求测量结果的精确度E≤0.1 %。 3.在给定的光栅和波长（汞灯）的条件下从理论 上算出，能观察到的光栅最高衍射级数，并用实验 加以检验。 4.观察分辨本领R与光栅狭缝数目N的关系.挡 住光栅的一部分，减少狭缝数日N,观察钠光灯的 钠双线随N的减少而发生的变化。 杭州电乎科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 4 实验要求 1 ．选择一定的方法和仪器，测出所给衍射光栅的 一些主要特性参数；光栅常数 d ，角色散率 Ψ 和 分辨本领 R 。 2 ．利用所给光栅测量钠光灯的钠双线波长或汞灯 谱线的各个波长，要求测量结果的精确度 E  ≤0.1 ％。 3 ．在给定的光栅和波长 ( 汞灯 ) 的条件下从理论 上算出，能观察到的光栅最高衍射级数，并用实验 加以检验 。 4 ．观察分辨本领 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

物理验效堂示萸中心 实验提示 根据夫琅和费衍射理论，当一束平行 光垂直入射到光栅平面上时，将发生衍射 衍射光谱中亮条纹的位置由衍射方程 din0=k2k=0,士1，±2，.）决定。其 中缝间距d称为光栅常数，p为衍射角， k为衍射光谱线的级数，入为入射单色光 的波长。关于光栅的几个特性参数说明如 下： 5 杭州电子科技大

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 5 根据夫琅和费衍射理论，当一束平行 光垂直入射到光栅平面上时，将发生衍射 。 衍射光谱中亮条纹的位置由衍射方程 dsinφ= kλｋ=0,±1, ±2,. ）决定 。 其 中缝间距ｄ 称为光栅常数， φ 为衍射角， ｋ 为衍射光谱线的级数，  为入射单色光 的波长 。关于光栅的几个特性参数说明如 下： 实验提示

物理实验示范中心 光栅常数d:d=a+b,a为光栅任一狭 缝的宽度，b为相邻狭缝间不透光部分的 宽度。 角色散率：v阳，定义为单位波长间隔 内两单色谱线之间的角间距 由 d$inp=k入，.可得 k 3. 分辨本领R:=，定义为两条刚可被分 辨开的谱线的波长差除以它们的平均波长。 根据瑞利条件，两条刚可被分辨开的谱线 被定义为：波长相差△)的两条相邻谱线， 6 杭州电乎科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 6 1. 光栅常数 ｄ ：ｄ=a+b ， a 为光栅任一狭 缝的宽度， b 为相邻狭缝间不透光部分的 宽度。 2. 角色散率 Ψ ： ，定义为单位波长间隔 内 两 单 色 谱 线 之 间 的 角 间 距 。 由 dsinφ=k ，可得 。 3. 分辨本领 R ： ，定义为两条刚可被分 辨开的谱线的波长差除以它们的平均波长 。 根据瑞利条件，两条刚可被分辨开的谱线 被定义为：波长相差的两条相邻谱线，    d d =

物理奥验煞学示萸中化 其中一条谱线的最亮处应落在另一条谱线的最 暗处。可以证明，对于宽度一定的光栅，R 的理论极限值为R==号，而实测值将小于 KN。式中K为光谱级数，W为光栅参与 衍射的狭缝数日，L为入射光束照亮的光栅 宽度，d为光栅常数。 杭州电子科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 7 其中一条谱线的最亮处应落在另一条谱线的最 暗处 。 可以证明，对于宽度一定的光栅， Ｒ 的理论极限值为 ，而实测值将小于 ＫN。 式中 Ｋ 为光谱级数， Ｎ 为光栅参与 衍射的狭缝数目， L 为入射光束照亮的光栅 宽度， d 为光栅常数

物理实验敦学示范中心 实验仪器 (X 不同光栅常数的全息光栅， 分光计， 光源（钠光灯或汞灯，激光） 8 杭州电手科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 8 实验仪器 不同光栅常数的全息光栅， 分光计， 光源（钠光灯或汞灯，激光）

物理实验煞掌示范中心 注意事项 1.预习报告要写明实验方法及所需的仪 器设备。 2.拟出实验具体程序，列出数据记录表格。 9 杭州电子科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 9 注意事项 1. 预习报告要写明实验方法及 所需的仪 器设备。 2. 拟出实验具体程序，列出数据记录表格

物理实验敦单示萸中心 预习思考题 1.同一光栅对不同波长的光，其最高衍射级数 是否相同？ 2.用分光计测光栅常数时，若光源距分光计较 远(0.5米以上)，会有什么影响？ 10 杭州电乎科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 10 预习思考题 1.同一光栅对不同波长的光，其最高衍射级数 是否相同？ 2.用分光计测光栅常数时，若光源距分光计较 远（0.5米以上），会有什么影响？