物理实验衍射光栅验证光栅方程

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1、物理实验衍射光栅—验证光栅方程实训楼2209室，67791039Email:phylab@sues.edu.cn网站:phylab.sues.edu.cn上海工程技术大学实验目的1.理解光栅衍射原理与特点。2.理解掌握分光仪及光栅调节要求和方法。3.认识光栅光谱的分布规律，能正确判别衍射光谱的级次。4.能正确测量衍射角，并能验证光栅方程。实验仪器衍射光栅、分光仪、平面镜、汞灯实验原理是一种很有用的光谱分析元件，光栅有不同的种类，如透射光栅、平面反射光栅、凹光栅及全息光栅等。衍射光栅(grating)是由大量等

2、宽度、等距离的平行狭缝构成的光学元件。最典型的透射光栅，是在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划痕，刻过的地方不透光，未刻的地方透光。透射式反射式光盘的凹槽形成一个反射光栅，在白光下能观察到入射光被分离成彩色光谱。蝴蝶身上层叠的细微鳞片、鸟羽细密的羽管都形成了天然的反射光栅。生活中常见的光栅衍射现象不透明透明光栅常数:（数量级为10-5~10-6m）光栅常数与光栅单位长度的刻痕数N的关系：光栅常数例如，玻璃片上１cm宽刻有3000条刻痕，光栅常数为：出现亮纹的条件K=0，1,2,3,….任意相邻两束光的光程差为(

3、a+b)sin，如果满足：(a+b)sinabPO平行光垂直入射到光栅，产生衍射现象。则在该衍射角方向形成亮纹光栅方程K=0，则=0°，所有波长都能满足光栅方程，在该衍射角方向出现光源含有的所有颜色光的亮条纹，中央零级条纹，此处无分光作用K一定，且不为零，波长λ不同，则衍射角不同，即不同颜色的光在不同位置出现亮条纹，即光栅可以起分光作用，K级亮条纹复色光（白光）不同波长的单色光分离开不同波长的单色光分离开本实验的测量内容1.利用分光仪测量出汞灯零级光谱的角位置2.利用分光仪测量出汞灯K=±1,±2

4、,±3级光谱中绿光（λ=0.54607μm）的角位置3.计算出汞灯K=±1,±2,±3级光谱中绿光的衍射角的大小4.令sin为y，K为x，作最小二乘法拟合处理，验证光栅方程分光仪调整达到：望远镜能接收平行光，平行光管能出射平行光，而且都与分光仪主轴严格垂直。望远镜聚焦于无穷远处相互垂直平行光管光栅调整acb光栅光栅放置两者正交光栅测量零级光谱（白光）的角位置A窗读数B窗读数A窗读数B窗读数测量K=±1,±2,±3级光谱中绿光的角位置所以读数为读数示例仪器条件记录仪器型号分度值读数误差Δ分光仪JJY1'1'

5、1'令sin为y，K为x，作最小二乘法拟合处理上机拟合数据记录：相关系数r截距a，a的A类不确定度分量Ua斜率b，b的不确定度Ub谢谢！