《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）光学——测量光栅常数

用分光计测光栅常数实验目的实验仪器实验原理实验内容数据记录注意事项

用分光计测光栅常数 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据记录 注意事项

（实验目的）1．进一步熟练掌握分光计的调节和使用方法。2．观察光线通过光栅后的衍射现象。3.．测定衍射光栅的光栅常数、光波波长

【实验目的】 1．进一步熟练掌握分光计的调节和使 用方法。 2．观察光线通过光栅后的衍射现象。 3．测定衍射光栅的光栅常数、光波波 长

【实验仪器】分光计，透射光栅，汞灯等光栅分光计

分光计，透射光栅，汞灯等。 【实验仪器】

【实验原理二级谱屏一级光谱复色光09x

【实验原理】 x f φ 0 屏 二级谱 复色光 一级光谱

若将平行光垂直照射在光栅上，光栅衍射明纹的条件是衍射角Φ必须满足光栅方程(a+b)sinΦ = kak =0,±1,±2,... (1式中 α+称为光栅常数,a+b=N为每毫米上狭缝数目，a为入射光波长，为谱线级数，k为k级谱线对应的衍射角。若已知入，并测出衍射角k，即可求得光栅常数d=a+b。本实验汞光灯发出六种不同波长的可见光，每一级谱线都因对应的衍射角不同而相互分开。其中有紫、绿、黄1、黄2四条强线，另一紫是中强线，兰是弱线

•若将平行光垂直照射在光栅上，光栅衍射明 纹的条件是衍射角φ必须满足光栅方程 ( )sin k a b k + =   k =   0, 1, 2, 式中 称为光栅常数， ， 为每毫米上 狭缝数目，λ为入射光波长，k为谱线级数，φk 为k级谱线对应的衍射角。若已知λ，并测出衍 射角φk，即可求得光栅常数d=a+b。 a b + 1 a b N + = N 本实验汞光灯发出六种不同波长的可见光，每 一级谱线都因对应的衍射角不同而相互分开。其 中有紫、绿、黄1、黄2四条强线，另一紫是中强 线，兰是弱线。 （1）

【实验内容）1．调节分光计按分光计的要求调节好分光计。即望远镜聚焦于无穷远；载物台、望远镜光轴处于水平；平行光管发出平行光；望远镜和平行光管共轴且与分光计转轴正交（具体过程参考分光计调整实验

【实验内容】 1．调节分光计 按分光计的要求调节好分光计。 即望远镜聚焦于无穷远；载物台、 望远镜光轴处于水平；平行光管发 出平行光；望远镜和平行光管共轴 且与分光计转轴正交。（具体过程 参考分光计调整实验）

2.测定光栅常数（1）放置光栅。将光栅光栅放在载物台上如图1所示(2)调节光栅平面与平1行光管光轴垂直。载物台(3)观察干涉条纹。图1光栅在载物台上安放的位置(4) 测衍射角

2．测定光栅常数 (2) 调节光栅平面与平 行光管光轴垂直。 图1光栅在载物台上安放的位置 (3) 观察干涉条纹。 (4) 测衍射角 （1）放置光栅。将光栅 放在载物台上如图1所示

推动支臂使望远镜和度盘一起旋转，并使分划板的十字线对准右边（=1）谱线第一级明纹，从左右两游标读取刻度，分别记为（左游标）、（右游标）。同理测出左边（=-1）谱线第一级明纹的刻度数（左游标）、（右游标），则第一级明纹的衍射角为(衍射光谱对中央明纹对称，两个位置读数之差的1/2即为衍射角)：(5)将代入(1)式，已知绿线的波长546.07nm计算光栅常数d(6)已知光栅常数d，计算其它光的波长

推动支臂使望远镜和度盘一起旋转，并使分 划板的十字线对准右边（=1）谱线第一级明 纹，从左右两游标读取刻度，分别记为（左游 标）、（右游标）。同理测出左边（=-1）谱 线第一级明纹的刻度数（左游标）、（右游 标），则第一级明纹的衍射角为(衍射光谱对 中央明纹对称，两个位置读数之差的1/2即为 衍射角)： (5)将代入(1)式，已知绿线的波长546.07nm， 计算光栅常数d。 (6) 已知光栅常数d，计算其它光的波长

【数据记录】表1测衍射角数据记录表左一级光右一级光西-一(@,+Φ)射角sinΦ光栅常数d2谱k=-1谱k=11@2-！0Φ-Φ43

【数据记录】

注意事项：1.调节过程具有顺序性2.注意光栅面的保护3.调节平行光管时再开汞灯，打开后就不要再频繁开关4.读数过0时，衍射角的计算

注意事项： 1.调节过程具有顺序性。 2.注意光栅面的保护。 3.调节平行光管时再开汞灯，打开后 就不要再频繁开关。 4.读数过0时，衍射角的计算