文档介绍：实验19 光栅衍射
汤征
[实验目的]
;
;
,掌握用光栅
测定光波波长(或光栅常数)的方
法。
[实验原理]
大量等宽等间距平
行狭缝(或反射面)
构成的光学元件。
衍射光栅(透射光栅)
反射光栅(闪耀光栅)
一、光栅
光栅制作
机制光栅:在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划痕,刻过的地方不透光,未刻地方透光。
全息光栅:通过全息照相,将激光产生的干涉条纹在干板上曝光,经显影定影制成全息光栅。
通常在 1 cm 内刻有成千上万条透光狭缝。
透光缝宽度 a
不透光缝宽度 b
光栅常数:
光栅常数与光栅单位长度的刻痕数N的关系
二、光栅衍射
根据波动光学理论,当单色平行光垂直照射在光栅面上时,将产生夫琅和费衍射现象,如图所示。产生明条纹的条件为
dsink =kλ k= 0, ± 1, ± 2,……
其中d是光栅常数,k为第k级衍射角, 为入射光波长,k给出了该明纹的级次。
如果用会聚透镜将衍射后的平行光会聚起来,透镜后焦面上将出现一系列亮线----=0的方向上可以观察到零级谱线,其他级数的谱线对称分布在零级两侧.
如果已知光栅常数d,用分光计测出k级谱线对应的衍射角k,则可求出该谱线对应的入射光波长;若已知入射光的波长,则反过来可求光栅常数。
分光计一台(如图)、待测波长光源(钠光灯)一个、光栅常数已知(d=1/100mm)及未知的光栅各一块.
[实验仪器]
平行光管调焦
平行光管
倾斜调节
调焦
紧固螺钉
物镜调焦
紧固螺钉
望远镜
倾斜调节
目镜调焦
物镜调焦
载物台调节
载物台游标
盘紧固
望远镜紧固
望远镜
水平微动
游标
(共二个)
度盘
望远镜和度盘之间紧固
(此螺钉轴对称处)
[实验内容]
调整分光计处于正常工作状态。(参看实验17)
安置光栅,调节平台,使达到入射光垂直照射在光栅表面.
测量钠黄光波长.
为了消除分光计刻度盘的偏心差,对同一方位要同时读出两游标盘的读数,取其平均。例如,对+k级,左右游标读数分别为k及k,对-k级,左右游标读数分别为’k及’k (如图),则k级衍射角为

将测量数据填入表格并计算比较误差
0´
15´
30´
50˚
51˚
50˚ 00´
+ 14´
50˚ 14´
α-2
α´2
β-2
β´2
θ2=½[½∣α´2-α-2∣
+½∣β´2-β-2∣]
θ2
θ2
-2
+2
-1
+1
0