文档介绍：衍射光栅特性与光波波长的测量
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一、基本知识及应用
大量等宽、等间距、平行排列的狭缝即为衍射光栅。光线透过狭缝后会形成干涉。
根据多缝衍射的原理,复色光通过衍射光栅后会形成按波长顺序排列的谱线,称为光栅光谱,所以光栅是一种重要的分光光学元件。
在精确测量波长和对物质进行光谱分析中普遍使用的单色仪、摄谱仪就常用衍射光栅构成色散系统。
基本知识
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衍射光栅是极其精密的光谱分光元件,它的刻槽密度可达4800槽/mm。
衍射光栅是各种光谱仪器的核心元件,广泛应用于石油化工、医药卫生、食品、生物、环保等国民经济和科学研究的各个领域中。如VCD、DVD光头,各种激光器,特别是强激光核聚变,航空航天遥感成像光谱仪,同步辐射光束线等都需要各种特殊光栅。它已经成功地应用于多波段航空遥感成像光谱仪、天文望远镜、高精度光谱分析仪器。此外它还可以构成光栅干涉仪进行精密位移分辨测量。
光栅的应用
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二、学****要点
1、掌握用衍射光栅精确测量光波波长的原理和方法。
2、进一步掌握分光计的调节、使用方法。
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三、测量原理
由光栅衍射公式
可知,已知光栅常数及衍射角和级次时,可利用上述求出光波波长
同理,已知光波波长及衍射角和级次时,可利用上述求出光栅常数
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一级明条纹
一级明条纹
中央明条纹
实际的测量是对已知干涉级次衍射条纹的衍射角的精确测量。
利用分光计可观察到各级衍射条纹(实际能观察到两级),
平行光(复色)
平行光管
载物台
望远镜
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用分光计可以测出各种单色光已知衍射级次的衍射角。实际测量的为±1级衍射角,利用公式计算衍射角
根据衍射公式则可由已知量计算出待测量。
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根据波长及衍射角的变化关系可求出光栅的色散率,
实验中黄光有相差极小的衍射角,利用其变化关系计算色散率。
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四、实验装置及使用介绍
望远镜
光栅
平行光管
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平行光管:复色光经过狭缝后经透镜作用变成平行光。
光栅:复色光经过光栅衍射形成衍射(不同级次和波长其衍射角不同)。
望远镜:将各级次的单色光会聚在一定角度上,用于观察衍射光。
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