文档介绍：【实验名称】衍射光栅【实验目的】,理解光栅衍射基本规律。。、角色散率和***原子光谱部分特征波长。【实验仪器】JJY1′型分光计、光栅、低压***灯电源、平面镜等【实验原理】、光栅常数图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度,b为透明狭缝宽度。d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本参数之一。图40-1图40-2光栅衍射原理图图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度,b为透明狭缝宽度。d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本参数之一。、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为:式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b为光栅常数,若在光栅片上每厘米刻有n条刻痕,则光栅常数cm。?为衍射角。当衍射角?满足光栅方程:(k=0,±1,±2…)(40-1)时,光会加强。式中?为单色光波长,k是明条纹级数。图40-3如果光源中包含几种不同波长的复色光,除零级以外,同一级谱线将有不同的衍射角?。因此,在透镜焦平面上将出现按波长次序排列的谱线,称为光栅光谱。相同k值谱线组成的光谱为同一级光谱,于是就有一级光谱、二级光谱……之分。图40-3为低压***灯的衍射光谱示意图,它每一级光谱中有4条特征谱线:紫色?1=,绿色?2=,黄色两条?3=?4=。(简称色散率)从光栅方程可知衍射角?是波长的函数,这就是光栅的角色散作用。衍射光栅的色散率定义为:上式表示,光栅的色散率为同一级的两谱线的衍射角之差??与该两谱线波长差??的比值。通过对光栅方程的微分,D可表示成:(40-2)由上式可知,光栅光谱具有以下特点:光栅常数d愈小(即每毫米所含光栅刻线数目越多)角色散愈大;高级数的光谱比低级数的光谱有较大的角色散;衍射角?很小时,式(40-2)中的,色散率D可看作一常数,此时??与??成正比,故光栅光谱称匀排光谱。***灯特征谱线波长的测量根据方程(40-1)式可知,若已知入射光在某一级某一条光谱线的波长值,并测出该谱线的衍射角?,就可以求出所用光栅的光栅常数d。反之,若已知所用光栅的光栅常数,则可由(40-1)式测出光源发射的各特征谱线的波长。?角的测量可由分光计进行。【实验内容】光栅常数与光波波长的测量(1)以绿色光谱线的波长?=。测出其第一级(k=1)光谱的衍射角?。为了消除分光计的偏心差,应同时读出分光计左、右两游标的读数。对k=+1时,记下S1、S2;对k=-1时,记下S1′、S2′。则所测得的?为:重复测量6次,计算d值及其不确定度u(d)。(2)以绿色谱线测量计算所得的光栅常数d为已知,按上述步骤分别测出紫色和两条黄色谱线的?角,各测一次,求出各自的波长值?。***光谱的两条黄线算出??与??,求出光栅的色散率D。【数据表格与数据记录】绿光次数123456由公式分别求出,填入表格中。由公式求得紫光次数度数由公式求得:当k=1时推出于是其中次数黄内黄外由公式求得【小结与讨论】做此实验观察了光栅的衍射光谱,理解了光栅衍射的基本规律,进一步熟悉了分光计的调节与使用,测定了光栅常数,角色散率