文档介绍：【实验名称】衍射光栅
【实验目的】
1．观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律。
2．进一步熟悉分光计的调节和使用。
3．学会测定光栅的光栅常数、角色散率和***原子光谱【实验名称】衍射光栅
【实验目的】
1．观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律。
2．进一步熟悉分光计的调节和使用。
3．学会测定光栅的光栅常数、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】
1．衍射光栅、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。
2．光栅方程、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：
式中光栅狭缝及刻痕宽度之和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。j 为衍射角。
当衍射角j 满足光栅方程：
( k =0，±1，±2…) （40-1）
时，光会加强。式中l 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j。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l1= 435．8nm，绿色
l2=546．1nm，黄色两条l3= 577．0nm和l4=579．1nm。
3．角色散率(简称色散率)
从光栅方程可知衍射角 j 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Dj及该两谱线波长差Dl 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j很小时，式（40-2）中的，色散率D可看作一常数，此时Dj及Dl成正比，故光栅光谱称匀排光谱。
4．光栅常数及***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j，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。j 角的测量可由分光计进行。
【实验内容】
光栅常数及光波波长的测量
（1）以绿色光谱线的波长 l = 546．07nm为已知。测出其第一级（k = 1）光谱的衍射角j。为了消除分光计的偏