文档介绍：工物系核 11李敏 2011011693 实验台号 19 光栅衍射实验一、实验目的(1)进一步熟悉分光计的调整与使用; (2)学****利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法; (3)加深理解光栅衍射公式及其成立条件; 二、实验原理测定光栅常数和光波波长如右图所示,有一束平行光与光栅的法线成 i 角,入射到光栅上产生衍射;出射光夹角为?。从 B 点引两条垂线到入射光和出射光。如果在 F 处产生了一个明条纹,其光程差 AD CA ?必等于波长?的整数倍,即?? sin sin d i m ? ?? ?(1) m 为衍射光谱的级次, ? 3,2,1,0???.由这个方程,知道了??,,,id 中的三个量,可以推出另外一个。若光线为正入射, 0?i ,则上式变为??md m? sin (2) 其中 m?为第 m 级谱线的衍射角。据此,可用分光计测出衍射角 m?,已知波长求光栅常数或已知光栅常数求波长。用最小偏向角法测定光波波长如右图。入射光线与 m 级衍射光线位于光栅法线同侧, (1)式中应取加号,即。以为偏向角,则由三角形公式得(3) 易得,当时, ?最小,记为,则() 变为?,3,2,1,0,2 sin 2?????mmd??(4) 由此可见,如果已知光栅常数 d,只要测出最小偏向角,就可以根据( 4) 算出波长。三、实验仪器分光计在本实验中,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。光栅调节光栅时,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。水银灯 (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=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、实验数据记录与处理 =0 时,测定光栅常数和光波波长光栅编号:;?仪=; 入射光方位 10?=; 20?=。波长/ 紫衍射光谱级次 m游标ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ左侧衍射光方位?左右侧衍射光方位?右2 m ? ??? ?左右2? m? = 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=;=。光谱级次m 游标入射光方位 0?入射角 ii ⅠⅡ光谱级次m 游标左侧衍射光方位?左衍射角 m? m?同(异)侧 1 ⅠⅡ光谱级次m 游标右侧衍射光方位?右衍射角 m? m?同(异)侧 2 ⅠⅡ 1?对称谱线方位 212?????2?五、数据记录见附页六、数据处理 d和?不确定度的推导(1)d的不确定度 sin mmd ??? l