文档介绍：实验名称:
光栅衍射法测定光波长
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实验目的:
熟悉分光计的调节。
理解光栅衍射现象。
学****用光栅衍射法测定光的波长或光栅常数。
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实验原理及背景知识介绍:
光栅和棱镜一样,是重要的分光光学元件,已广泛应用在光栅谱仪、光栅单色仪等。光栅是一组数目极多的等宽、等距和平行排列的狭缝,分为透射光栅和反射光栅两种。本实验中用的是平面透射光栅。
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实验原理及背景知识介绍:
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, …) (1)
的衍射角φ方向上有亮条纹出现,(如图1)。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。
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实验原理及背景知识介绍:
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
图1 光栅衍射光谱示意图
黄
绿
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实验仪器介绍:
不透光
部分
透光
狭缝
a
b
光栅由透光的狭缝和不透光部分构成,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****惯上用单位毫米里的狭缝数目N来描述光栅特征(如图2)。光栅
常数d与N的关系为:
图2 光栅结构示意图
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实验内容:
(1)把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰;
(2)把望远镜调节到适合观察平行光;
(3)把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直;
(4)把平行光管调节到能够出射平行光;
(5)把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴;
(6)把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。
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实验内容:
利用分光计装置,根据光栅衍射的光路放置好光栅并观察光栅衍射现象,把分光计的望远镜分别对准级的衍射条纹,测量出级衍射条纹两方向对应的读数和,计算出衍射角。根据公式(1)可算出光波长。
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实验步骤:
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一、调节分光计
(1)目测粗调使望远镜光轴大致水平,并
粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。
(2)调节载物台水平度调节螺丝使载物台
台面大致水平。
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