大学物理实验_光栅测波长实验

光栅测波长实验

目的要求 1.进一步熟悉分光计的调整与使用。 2.了解光栅的分光作用及原理,加深对 光的衍射的理解。 3.测定光栅常数和汞灯的钠黄光的波长

目的要求： 1. 进一步熟悉分光计的调整与使用。 2. 了解光栅的分光作用及原理，加深对 光的衍射的理解。 3. 测定光栅常数和汞灯的钠黄光的波长

实验器材: 分光计,透射光栅,汞灯。 分光计

实验器材： 分光计，透射光栅，汞灯

实验原理 令a表示透光狭缝的宽度,b表示不透光部 分的宽度,则光栅常数d=a+b。当光垂直入射 到光栅面上时,透射光在满足式 sinop=k(k=0,土1,±2,… 的衍射角q方向上有亮条纹出现。对已知波长 的光波,测出其经光栅衍射后的衍射角,并 判定其级次k后,即可测出所用光栅的光栅常 数d,已知光栅常数d,就可以通过测出待测 波长对应的衍射角q后,计算出待测波长

实验原理： 令a表示透光狭缝的宽度，b表示不透光部 分的宽度，则光栅常数d=a+b。当光垂直入射 到光栅面上时，透射光在满足式 dsinφ=kλ(k=0, ±1, ±2, …) 的衍射角φ方向上有亮条纹出现。对已知波长 的光波，测出其经光栅衍射后的衍射角，并 判定其级次k后，即可测出所用光栅的光栅常 数d，已知光栅常数d，就可以通过测出待测 波长对应的衍射角φ后，计算出待测波长

射光 光栅 黄谅 级明条纹 级明条纹 K=-1 中央明条纹 K=+1 K=0 光栅衍射光谱示意图

入射光 光栅 中央明条纹 K=0 一级明条纹 K=+1 一级明条纹 K= -1 绿 黄 光栅衍射光谱示意图 黄 绿

实验内容及步骤: 、分光计调整 平行光管 望远镜 1粗调 调节望远镜、平行光管和载物台下面的螺钉, 使它们都水平。 2细调 )调节望远镜适合于观察平行光 调节望远镜目镜,看清 ”字形叉丝, 将光栅放在载物台上,缓慢转动小平台或左 右转动望远镜,找到从光栅面反射回来的比 较清晰的亮“十”的像

实验内容及步骤： 一、分光计调整 1.粗调 调节望远镜、平行光管和载物台下面的螺钉， 使它们都水平。 2.细调 (1)调节望远镜适合于观察平行光 调节望远镜目镜，看清“ ”字形叉丝， 将光栅放在载物台上，缓慢转动小平台或左 右转动望远镜，找到从光栅面反射回来的比 较 清晰的亮“十”的像。 平行光管 望远镜

(2)调节望远镜光轴垂直于分光计主轴 在望远镜的视场中看到“十”字反射像后,将载物台转180 度, 找到由光栅另一面反射的“十”像。采取渐近法,使光栅 两 个面的“十”反射像都与“”形叉丝的上交点重合。 2.调节平行光管 (1)调节平行光管使其产生平行光 调节平行光管上狭缝和透镜间的距离,直到在 条清晰的狭缝像。 (2)调节平行光管光轴垂直于分光计主轴 3调节光栅 狭缝像 4正式测量

(2)调节望远镜光轴垂直于分光计主轴 在望远镜的视场中看到“十”字反射像后，将载物台转180 度， 找到由光栅另一面反射的“十”像。采取渐近法，使光栅 两 个面的“十”反射像都与“ ”形叉丝的上交点重合。 2.调节平行光管 (1)调节平行光管使其产生平行光 调节平行光管上狭缝和透镜间的距离，直到在望远镜中看到一 条清晰的狭缝像。 (2)调节平行光管光轴垂直于分光计主轴 3.调节光栅 4.正式测量 测量绿光、黄光Ⅰ和黄光Ⅱ的衍射角 狭缝像

数据处理: 1.列出原始数据记录表格。 2.算出绿色光、黄光Ⅰ和黄光Ⅱ的衍射角。 3.将q绿代入光栅方程,计算出光栅常数d 4.根据光栅常数d,计算出黄光I和黄光 Ⅱ的波长。并算出与理论值的相对误差。 d sino=kh

数据处理： 1. 列出原始数据记录表格。 2. 算出绿色光、黄光Ⅰ和黄光Ⅱ的衍射角。 3. 将φ绿代入光栅方程，计算出光栅常数d。 4. 根据光栅常数d，计算出黄光Ⅰ和黄光 Ⅱ的波长。并算出与理论值的相对误差。 d sinφ=kλ