上海交通大学物理实验报告（大二上）光栅特性的研究4.pdf

实 验验 报 告告 姓 名：张伟伟楠 班 级：F0703028 学 号：50703309108 实实验成绩： 同组组姓名： 无无 实验验日期：2008-10-20 指导老老师：助教08 批批阅日期： 光栅栅特性的研研究 【实实验目的】 1 ．进进一步熟悉光学测角仪仪的调整和使使用 2. 测测量光栅的特特性参数。 3. 掌掌握RC、RRL 串联电路的幅频特性性和相频特性性的测量方法法。 4. 从从测定钠灯和和汞灯光谱在在可见光范围内几条谱谱线的波长过过程中，观测和和研究光栅的衍 射现象象。 【实实验原理】 1. 光光栅衍射 有大量等宽宽间隔的平行行狭缝构成的的光学元件 成为为光栅．设光光栅的总缝数数为 N，缝宽宽为 a，缝间 不透透光部分为 bb，则缝距 dd = a + b，称称为光栅常 数．按夫琅和费费光栅衍射理理论，当一束束平行光垂 直入入射到光栅平平面上时，通通过不同的缝缝，光要发 生干干涉，但同时时，每条缝又又都要发生衍衍射，且 NN 条缝缝的 N 套衍射射条纹通过透透镜后将完全全重合．如 图 11 所示，当衍衍射角θ 满满足光栅方程程 dsinθ = kk λ（k = 0、、±1、± 22、 …）时，任 两缝缝所发出的两两束光都干涉涉相长，形成成细而亮的主主极大明条纹． 2．光栅光谱 单色光经过光栅衍射后形成各级主 极大的细亮线称为这种单色光的光栅 衍射谱．如果用复色光照射，由光栅方 程可知不同波长的同一级谱线（零级除 外）的角位置是不同的，并按波长由短 到长的次序自中央向外侧依次分开排 列，每一干涉级次都有这样的一组谱 线．在较高级次时，各级谱线可能相互 重叠．光栅衍射产生的这种按波长排列 的谱线称为光栅光谱． 评定光栅好坏的标志是角色散率和光栅的分辨本领． 若入射光束不是垂直入射至光栅平面（图 2），则光栅的衍射光谱的分布规律将有所变 化．理论指出：当入射角为 i 时，光栅方程变为 【实验数据记录、实验结果计算】 1、白光 编号  θ1  θ2  θ 0 级  80°55’  260°55’  170°55’  2、绿光 给出理论值 λ 546.07nm 由此算出特征参数d 绿光的测量数据 级数 θ θ φ d(条/ µm) +1 71°30’ 251°29’ 9°25’  3.33 -1 90°21’ 270°20’ 9°26’ +2 61°56’ 241°57 ’ 18°58’ 3.33 -2 100° 12’ 280° 11’ 19° 16’ 1 2 级的测量结果十分一致，接下来将 3.33 条/ µm 带入 d 值 由d 值可算出下面几种光的波长 2、蓝光 蓝光理论值 λ 435.8nm 蓝光的测量数据 级数 θ θ φ λnm 相对误差 +1 73°20’ 253°20’ 7°35’  437.1 0.3% -1 88°24’ 268°23’