文档介绍：大学物理实验光栅衍射
一、实验原理
1、光栅分光原理
光栅透光部分宽为a，不透光部分宽为b，d=a+b称为光栅常数。
波长为λ的单色平行光垂直照射光栅时，出射角θ满足如下光栅方程时，得到衍射主极大。
光栅常数d，波长λ大学物理实验光栅衍射
一、实验原理
1、光栅分光原理
光栅透光部分宽为a，不透光部分宽为b，d=a+b称为光栅常数。
波长为λ的单色平行光垂直照射光栅时，出射角θ满足如下光栅方程时，得到衍射主极大。
光栅常数d，波长λ以及衍射角θ三个量，已知其中两个，则第三个可由光栅方程求得。
本实验用分光计的准直管获得平行光，垂直照射光栅后的衍射图样通过望远镜的物镜聚焦到分划板上，进行观察和读数。
使用复色光源时，由光栅方程，各衍射级次中不同波长成分的衍射角θ不同，从而获得分光。
本实验使用***灯作为光源，光源中包含紫色、蓝色、绿色和黄色等多种波长成分。
-2 -1 0 +1 +2
绿+1级
绿
-1级
黄1
+1
级
黄2
+1
级
黄2
-1
级
黄1
-1
级
本实验通过测量绿光（波长已知）的衍射角可计算出光栅常数d，再通过测量双黄线的衍射角，可计算出两种黄光的波长。
2、光栅的基本特性
衍射光栅的基本特性可用分辨本领和角色散率来表征。角色散率D是两条谱线偏向角之差与两者波长差之比：
**（不作）光栅的分辨本领R表征光栅分辨光谱细节的能力。定义为两条刚可被分开的谱线的波长（平均）与他们波长差之比。
二、实验内容
调节分光计
平行光管产生平行光（平行光管的狭缝位于其物镜焦平面上），且光轴与仪器主轴垂直。
望远镜能接受平行光（分划板位于物镜焦平面上），且光轴与仪器主轴垂直。
载物台平面与仪器主轴垂直。
调节光栅
望远镜及平行光管均与光栅平面垂直（三线合一）。
望远镜对准平行光管，光栅放置于载
物台上，转动内盘和望远镜，使零级主极大、反射绿叉丝像均与分划板垂线重合，然后锁紧内盘。
B1
B3
B2
光栅刻线与仪器主轴平行。
转动望远镜，观察± 1级、 ±2级各级衍射主极大，看它们是否等高。若不等高，调节B3螺钉使它们等高。
注意，测量之前务必把望远镜与外刻度盘固定在一起。
测量衍射角
以绿光为例，转动望远镜，使-1级与分划板垂线重合，读角位置θ1和θ′1，再测+1级角位置θ2和θ′2，则1级绿光的衍射角θ为：
测量时，从最右端的黄2光开始，依次测黄2、黄1，绿光，······直到最左端的黄2光，重复测量三次。
三、数据处理
计算绿光、黄1和黄2三种波长成分的衍射角及不确定度，正确表示结果。
（分光计测量角度时，B类不确定度取1分）
以绿光的衍射角计算光栅常数d及其不确定度，正确表示结果（绿光波长为）。
使用上一步计算出的光栅常数和两条黄线的衍射角计算黄光的波长，并与已知值(p369)比较，计算定值误差。
以黄色双线的夹角计算光栅的角色散率并与理论值比较，计算定值误差。（注意单位）
谱
线
测量次数
＋1级读数
-1级读数
游标1
游标2
游标1
游标2
黄1
1
2
3
黄2
1
2
3
谢谢大家！