文档介绍：工物系核11李敏93实验台号19光栅衍射实验实验目的进一步熟悉分光计的调整与使用;学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法;加深理解光栅衍射公式及其成立条件;,有一束平行光与光栅的法线成角,入射到光栅上产生衍射;出射光夹角为。从点引两条垂线到入射光和出射光。如果在处产生了一个明条纹,其光程差必等于波长的整数倍,即 (1)为衍射光谱的级次,.由这个方程,知道了中的三个量,可以推出另外一个。若光线为正入射,,则上式变为(2)其中为第级谱线的衍射角。据此,可用分光计测出衍射角,已知波长求光栅常数或已知光栅常数求波长。。入射光线与级衍射光线位于光栅法线同侧,(1)式中应取加号,即dsinφ+sinι=mλ。以Δ=φ+ι为偏向角,则由三角形公式得2dsinΔ2cosφ-i2=mλ(3)易得,当φ-i=0时,最小,记为δ,则( (4)由此可见,如果已知光栅常数d,只要测出最小偏向角δ,就可以根据(4)算出波长λ。,分光计的调节应该满足:望远镜适合于观察平行光,平行光管发出平行光,并且二者的光轴都垂直于分光计主轴。 ,调节小平台使光栅刻痕平行于分光计主轴。放置光栅时应该使光栅平面垂直于小平台的两个调水平螺钉的连线。 . (1)水银灯在使用中必须与扼流圈串接,不能直接接220V电源,否则要烧毁。 (2)水银灯在使用过程中不要频繁启闭,否则会降低其寿命。 (3)水银灯的紫外线很强,不可直视。四、 实验任务 (1)调节分光计和光栅使满足要求。 (2)测定i=0时的光栅常数和光波波长。 (3)测定i=15°时的水银灯光谱中波长较短的黄线的波长 (4)用最小偏向角法测定波长较长的黄线的波长。(选作)五、 =0时,测定光栅常数和光波波长光栅编号:;=;入射光方位=;=。波长/ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ=15°时,测量波长较短的黄线的波长光栅编号: ;光栅平面法线方位φ1n=;φ2n= 。光谱级次m游标入射光方位入射角ⅠⅡ光谱级次m游标左侧衍射光方位衍射角同(异)侧1ⅠⅡ光谱级次m游标右侧衍射光方位衍射角同(异)侧2ⅠⅡ、数据记录 见附页六、 d和不确定度的推导(1)d的不确定度(2)的不确定度由以上推导可知,测量d时,在一定的情况下,越大d的偏差越小。但是大时光谱级次高,谱线难以观察。所以要各方面要综合考虑。而对的测量,也是越大不确定度越小。综上,在可以看清谱线的情况下,应该尽量选择级次高的光谱观察,以减小误差。 求绿线的d和并计算不确定度 1)二级光谱下: 由,代入数据=19°2', 又由,=2’得 =*[2/(60*180)]/tan(19°2)= (±)nm 而实验前已知光栅为300线每毫米,可见测量结果