文档介绍：南昌大学物理实验报告
课程名称：普通物理实验(3)
实验名称：用小型棱镜摄谱仪测定光波波长
学院:专业班级:
学生姓名：学号：
实验地点：座位号:
实验时间：
一、 实验目得：
.了解棱镜摄谱仪得构造原理。
.掌握棱镜摄谱长得两谱线分开得角距离)。棱镜得角色散D为：
"% 2sin ^/2 dn
D =* -* -—
"J-nW^/2 ”
实际应用时，常使用线色散D1来表示相差单位波长得两谱线在光谱面上
分开得距离
(11
— ■1
彳#:
h
D. = D
COS£
式中,f2就是聚光透镜L2得焦距，e就是底片与垂直光轴平面得夹角。显然, 仪器得线色散数值越大，不同波长两谱线中心分开得距离越远
(2)分辨本领
仪器分辨本领就是指在用摄谱仪摄取波长为人附近得光谱时，刚刚能分辨
出两谱线得波长差。用R表示：
R =— dA
该式中入d为能够分辨得两谱线波长差。显然 入d值越小，摄谱仪分辨 光谱得能力越高。
根据瑞利判据，色散棱镜得理论分辨本领为：
dn
R = hM
式中,b为棱镜底边得有效宽度。可见，要提高棱镜摄谱仪得光谱分辨本领， 必须选用高色散率得材料制作色散棱镜，且底边b要宽。
(3)相对孔径
为了使照相底片上谱线能有较大得照度，缩短摄谱时间，在不计光通过摄谱 仪系统得光能损失时，谱线得照度E主要决定于进光狭缝得亮度B与照相物镜 L2。当透光孔径为D,焦距为f2时，相对孔径为D/ f2,即：
D 2
E a 9(—) f 2
因此，要增加谱线得照度，可应用聚光照明系统，提高狭缝得亮度，并选用相 对孔径大得照相物镜。
本实验将使用小型棱镜摄谱仪,通过拍摄氢式辉光与氮式激光得比较光谱, 测定氮式激光得波长。比较光谱就就是将已知波长得谱线组与待测波长得谱线组 并列记录在同一底片上，只要记录时，保持各谱线组不发生横向移动，便可使辉光 放电谱线得已知波长，利用线性内插法，测知激光谱线得波长。
假设在图5—14—5中一个较小得波长范围内，摄谱仪棱镜得色散就是均匀 得,可以认为谱线在底板上得位置与波长有线性关系，即：
式中，入1、入2、入3为已知谱线得波长，介于入1与入2之间得待测谱线波 长为入x ,它们在底板上得位置分别为n1、n2与nxo所以，待测谱线得波长为： k丐
可见，只要在底板上测出谱线得位置n1、n2与nx,就可计算出待测谱线得 波长入X。
四、实验内容：
(1 )调节共轴，将光源S置于准直物镜1 L得光轴上。
调节器时，先将***灯点亮预热，竖直放置与入射缝等高，沿摄谱仪得底座导轨
将***灯移远，从暗盒中央向摄谱仪内观察，调整光源得位置，使光源得像位于照相 物镜2 L得中央。此时，***灯已位于1 L得光轴上。
(2)在光源与狭缝1 S之间加入聚光照明透镜 L ,调节透镜L得位置，使 光源成像在入射缝上。若更换光源，只能调整光源得位置，而透镜L得位置 不应变动，以保证光源始终处在准直物镜1 L得光轴上。
(3)取掉狭缝罩盖，在放置照相底板得位置上放一块毛玻璃 ，这时可瞧到*** 灯得线光谱。调节照相物镜位置与缝宽，注意观察毛玻璃上就是否所有谱线都清 晰,若不清晰还需调节暗匣相对于系统轴线得倾角。
注意:在一般情况下尽量避免将缝宽调到零，