【2017年整理】实验2光栅常数和光栅角色散及光波波长的测定.doc

[实验二] 光栅常数和光栅角色散及光波波长的测量 [实验目的] 1．加深对光栅的干涉、衍射和光栅分光作用的基本原理的理解； 2．学会用透射光栅测定光波波长、光栅常数和光栅角色散。 [实验仪器] 光具座 （编号： ） He-Ne激光器 （编号： ） 透镜、光屏、透射光栅、单缝等 [实验原理] 光栅当组数宽狭缝栅栅两狭缝宽为a宽为b,则da+b。如图21所示。 设S为L1细长狭缝从L1线栅GL2将与栅法线角的衍射光线汇L2的像方焦平面上的P点则产条纹条为： （j=0,±1 ,±2,.....） (2-1) 上式称为栅角为为长j为谱线级数为条纹实际狭缝条锐细线称光谱线。如果光源不是单当j0时长均满2－1）式，亦及在＝0的方向上，各种波长线迭级谱对j的其它数级谱条谱线长的谱线不同出现我们将样组颜长对应长级谱线组谱线称为栅谱图22为灯级谱的谱线。栅栅常数实验测谱线对应谱级j则可求出该谱线长长则可栅常数d.将栅2－1）两边对栅D，（D是光栅、棱镜等组参数 （2－2） 上式表明，光栅常数dD越大，光谱的级数愈高D的物理意义为：对级谱，单长测长栅常数D,若用激光做光源，所用组图23所示装配钠光则图图24所示装配组两实验原由图23可知，当栅L足够时将 ,j=1时栅 （2－3） 如果用图2－4）的装， 则2－3）式改写 （2－4） （2－3）、（2－4）表明，如果値测L（或）和x后，即可求出光栅常数dd就可以求出波长値値2－2）式求出角色散D値j=0,±1 ,±2,.....等级亮点（或线）。 说明：（如果光源不是激光，要用透镜L1将光汇聚于狭缝处，使狭缝发出的光经L2成平行光，产生衍射后由透镜L3聚焦于屏上）。 2、读出光栅到屏的距离L（或透镜L3到屏的距离），测量j=±1级的两亮点（或谱线）的距离2x値3次，算出其平均值，根据（2－3）或（2－4）式计算出光波波长。 3、算出j=±1级光谱的衍射角，用（2－2）式计算出一级角色散値。 4、换上待测d値的光栅，用步骤（1）相同的方法测出L(或)和x，测3次取平均值，再用（2－3）、[或（2－4）]式计算d値，求平均后与示値比较，求其百分误差。 [数据处理] 1、测量光波波长： j=1 L（ ） X（ ） （ ） （ ） （ ） 示値0 2、测量一级角色散D： j=1 波长 3、测量光栅常数d: j=1 (可仿1表设计记录数据) 4、百分误差 [实验评价]