文档介绍：衍射光栅实验
【实验目的】
. 了解分光计的原理与结构。
.学****掌握分光计的调节方法。
.观察光通过光栅后的衍射现象。
4?测透射光栅的光栅常数。
.用透射光栅测光波波长
【仪器用具】
分光讣、光源、平而反射镜、***灯光源、透的反射像，在读数时要左右 移动眼睛，当反射像与实观的数字
标记重合后再进行读数，以避免读数误差。为了消除机械加工时主刻度盘与游标盘二者的转轴
不重合所引入的读数偏心误差 （属于系统误差），在度盘同一直径（180。）两端各装一游标（二 个读数窗），读数时相当于两个坐标系，汁算转角可用二坐标系读出的转角求平均作为结果。
望远镜在I位垃接受到的光线I的角坐标分别为G （左窗读数）和已’（右窗读数），望
远镜转过0角在II位置接受到光线II的角坐标分别为&2 （左窗读数）和&2'（右窗t实数）,则 I、II光线的夹角。应由下式计算：
+施如
2
(1)
qnpi
e = A + B=25(ri2A
(b) J = 175 c40r 昌
0=/14 月=17 列 4#1 才
图4光学度盘示帝图
应该特别指出，若望远镜由I转至I【过程中，游标零线与度盘零线相遇一次，则计算公式
不是0=iq-&2l ,而应是=360° 00"一大角坐标+小角坐标，例如：由 290。0『转至15°0'0",转角（P =360 0'0”—290 0'0"+15 0'0"=85 0'0"。
角度的读法以游标盘零线为准， 先读出零刻线对应的度盘上的度值和分值 （每格20 , ） A,再 找游标盘上与度盘刚好重合的刻线（亮线），在游标上读出分值和秒值（每格 30"） B,二次数值 相加（A+B）即为读数值
. 衍射光栅
光栅是一种根据多缝衍射原理制成、将复色光分解成光谱的重要分光元件，能产生亮度 较 大、间距较宽的光谱线，常用来精确地测定光波波长及进行光谱分析。
光栅是由一系列等宽又等间距的平行狭缝所组成。一般是在一片光学玻璃上进行刻划或用
全息照像法做成刻痕或黑条纹，使光线不能通过，两刻痕或黑条纹间能透光，相当于狭缝。
设缝宽为“，间隔为b,则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， 是表征光栅特性的重要参数。
图5衍射光栅
如图5所示，一束波长为兄的单色平行光垂直入射到光栅上，透过每一狭缝的光都要发
衍射，沿同一方向传播的各狭缝的衍射光经过透镜公后会聚在焦平而上而相互干涉，在透 镜L的
焦平而E上形成一系列暗背景下的亮条纹，称为谱线。形成亮条纹的条件为：
（d + b） sin < = ±kA （k=0,l,2, ）（2）
（2）式称为光栅方程，斤为光谱线的级数，？是第k级谱线对应的衍射角。若光栅常数“ +b 已知，用分光计测出第 R级谱线相应的衍射角狼，由（4-4-1）式可求出光波波长；I；反之，若已 知波长兄，可求出光栅常数 ci+b.
如果入射光为包含多种不同波长的复色光，除零级谱线外，同一级条纹“相同）的衍 射角 P与入射光的波长有关。将各种波长的同一级次条纹合成的整体称为光栅的衍射光谱。
【实验内容及步骤】
调整分光计的目的：（1）望远镜能发出平行光弁能接受平行光束； （2）平行光管能发出 平 行光束：（3）望远镜、平行光管的光轴共轴，且均与分光计中心轴相垂直。载物台而平行于度
盘。
分光计的调整方法如下：
（1）目测粗调：沿不同方位观察，将望远镜、平行光管、载物台调成水平，弁与中心 轴 垂直，调载物台只需把三个竖直螺钉放松，旋紧台而中心的拉簧即可。
（2）用自准直法使望远镜聚焦于无穷远（能发出、接受平行光）
目镜调节：接通电源，从目镜中观察分划板准线，调目镜手轮，至分划板准线清晰为 止。
正确放苣平而镜：将双而平行平而镜立放在载物台中央，使镜面与任意两个载物台倾
平面银
图6平面镜位宜
度螺钉”、b的连线垂直，如图6所示。这样放置的好处是，若要改变平而镜倾斜度，只要 调节
心b螺钉即可，c的调节与平而镜的仰俯无关。
③ 寻找亮十字像及对亮十字像调节清楚： 把望远镜筒垂直对准平而反射镜， 使小电珠发 出
的光通过绿十字窗口经过物镜再由平面镜反射回到分划板上，这时从目镜中可看到绿色小
十字
像。若看不到此亮十字，一般是平而反射镜与望远镜光轴不垂宜， 从望远镜射出的光没 有被平而
镜反射到望远镜中，应改变反射镜相对望远镜的倾度， 使平而镜镜而与望远镜光轴 大致垂直。若
看到的是一模糊的光斑，则说明聚焦不对，应调望远镜的调肖手轮， 把十字像 调口清晰，再用同
样的方法在目镜中找到平面镜另一而反射回来的亮十字像。在目镜视场中
应既能看清准线，又
能看清亮十字像，即二者都应十分清晰