文档介绍：用透射光栅测定光波的波长
摘要：光栅常量计算与光波波长的测量是大学光学实验里最基础和最具代表性的实验，它涉及的知识 点很多，而且实验的操作性很强，通过本实验可以让大家跟好的理解分光计的调节和光学方面的相关计算， 这两点对当代大学生是很有必定光栅常数d
用望远镜观察各条谱线，然后测量相应于k = ±1级的***灯光谱中的绿线3 = 546」nm） 的衍射角，重复测5次后取平均值，代入式（1-1）求出光栅常数d。
测定光波波长
选择***灯光谱中的蓝色和黄色的谱线进行测量，测出相应于k = ±1级谱线的衍射角，重 复5次后取平均值。将测出的光栅常数d代入式（1-1），就可计算出相应的光波波长。并与 标称值进行比较。
测量光栅的角色散
用***灯为光源，测量其1级和2级光谱中双黄线的衍射角，， 结合测得的衍射角之差△中，用式（1-2）求出角色散。
观察光栅的分辨本领
用钠灯为光源，观察其1级光谱的双黄线，在准直管和光栅之间放置一宽度可调的单缝， 使单缝的方向和准直管狭缝一致，由大到小改变单缝的宽度，直到双黄线刚刚被分辨开，反 复试几次，取下单缝，用移测显微镜测出缝宽b，则在单缝掩盖下，光栅的露出部分的刻数 N为
N =- d
由此用式（1-4）求出光栅露出部分的分辨本领R，并和由式（1-3）求出的理论值相比 较。
五、实验说明：
（1）.光栅
光栅也称衍射光栅。是利用多缝衍射原理使光发生色散（分解为光谱）的光学元件。它是 一块刻有大量平行等宽、等距狭缝（刻线）的平面玻璃或金属片。光栅的狭缝数量很大，一般 每毫米几十至几千条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、 明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通 过光栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过光栅形成光谱是单缝衍射 和多缝干涉的共同结果。
衍射光栅在屏幕上产生的光谱线的位置，可用式+ b）Sin中土 sin。）= k人表示。式中
a代表狭缝宽度，b代表狭缝间距，①为衍射角，Q为光的入射方向与光栅平面法线之间的
夹角，k为明条纹光谱级数(k=0,±1,±2……)，入为波长，a +力称作光栅常数。用此 式可以计算光波波长。光栅产生的条纹的特点是：明条纹很亮很窄，相邻明纹间的暗区很宽， 衍射图样十分清晰。因而利用光栅衍射可以精确地测定波长。衍射光栅的 分辨本领
R = 1D1 = kN。其中N为狭缝数，狭缝数越多明条纹越亮、越细，光栅分辨本领就越高。 增大缝数N提高分辨本领是光栅技术中的重要课题
螺丝上制成的。因形如栅栏，故名为“光栅”。现代光栅是用精密的刻划机在玻璃或 金属片上刻划而成的。光栅是光栅摄谱仪的核心组成部分，其种类很多。按所用光是 透射还是反射分为透射光栅、反射光栅。反射光栅使用较为广泛；按其形状又分为平 面光栅和凹面光栅。此外还有全息光栅、正交光栅、相光栅、炫耀光栅、阶梯光栅等。
.光栅的分光原理
sin 9 = kk ：d 或 d sin 0 = Ikk
， 角大，，入’，…的光，则除0 级外各级主极强位置都不同(图1-4(a)),因此用缝光源照明时，我们看到的衍射 图样中有几套不同颜色的亮线，它们各自对应一个波长(图示1-4(b)).这些主极 强亮线就是谱线， 发出的是具有边续谱的白光，则光栅光谱中除0级仍近似为一条白色亮线外，其 ，光栅光谱与棱镜光谱有 个重要区别,就是光栅光谱一般有许多级，每级是一套光谱，而棱
图1-4
(3).光栅的色散本领和色分辨本领
实际中很关心的问题之一，是对于一定波长差认的两条谱线，其角间隔80或在幕上的 距离81有多大，：D0三80书人，线色散本领 定义为：D1三8J以设光栅后面聚焦物镜的焦距为f,则81 =亢0 ,所以线色散本领与角色 散本领之间的关系是：D1 = fD0.
,取它两端的微分,得光栅的角色散本 领：D0 = kid - cos0 k和线色散本领：D1 = fkjd - cos" .上面的结果表明，光栅的角色散 本领与光栅常数d成反比，与级数k成正比，此外， ,近代光栅的缝是很密的每毫米数百 条到上千条.