光栅常数测定实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光栅常数测定实验报告　　实验十用透射光栅测定光波的波长及光栅的参数　　光在传播过程中的反射、折射、衍射、散射等物理现象都与角度有关，一些光学量如折射率、波长、衍射条纹的极大和极小位置等都可以通过测量有关的角度去确定．在光学技术中，精确测量光线偏折的角度具有十分重要的意义．本实验利用分光计通过对不同色光衍射角的测定，来实现光栅常数、光栅角色散及光源波长等物理量的测量．　　1．进一步练习掌握分光计的调节和使用；2．观察光线通

2、过光栅后的衍射现象；　　3．学习应用衍射光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法．　　分光计、双面反射镜、平面透射光栅、汞灯．分光计的结构及调节见实验三．　　汞灯可分为高压汞灯和低压汞灯，为复色光源．实验室通常选用GP20Hg型低压汞灯作为光源，其光谱如表1所示．实验室通常选择强度比较大的蓝紫色、绿色、双黄线作为测量用．汞灯在使用前要预热5-10min，断电后需冷却5-10min，因此汞灯在使用过程中，不要随意开关．　　表1GP20Hg型低压汞灯可可见光区域谱线及相对强度目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行

3、业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　衍射光栅是利用多缝衍射原理使入射光发生色散的光学元件，它由大量相互平行、等宽、等间距的狭缝或刻痕所组成．在结构上有平面光栅和凹面光栅之分，　　同时光栅分为透射式和反射式两大类．本实验所用光栅是透射式光栅，其原理如图10-1所示．　　图10-1光栅结构示意图　　若以平行光垂直照射在光栅面上，则光束经光栅各缝衍射后将在透镜的焦平　　面上叠加，形成一系列间

4、距不同的明条纹．根据夫琅禾费衍射理论，可得光栅方程：　　dsin?k??k?(k?0,1,2,3?)　　式中d=a+b称为光栅常数，k为光谱线的级数，?k为k级明条纹的衍射角，?是入射光波长．　　如果入射光为复色光，则由式可以看出，光的波长?不同，其衍射　　角?k也各不相同，于是复色光被分解，在中央k=0，?k=0处，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹，称为零级谱线．　　在零级谱线的两侧对称分布着k?1,2,3?级谱线，且同一级谱线按不同波长，依次从短波向长波散开，即衍射角逐渐增大，形成光栅光谱，如图10-2．　　图10-2光栅衍

5、射1级光谱目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　由光栅方程可看出，若已知光栅常数d，测出衍射明条纹的衍射角?k，即可　　求出光波的波长?．反之，若已知?，亦可求出光栅常数d．　　将光栅方程式对?微分，可得光栅的角色散率为：　　D?　　d?d?　　?　　kdcos?　　衍射角?k较小，为了便于估算，一般可将角色散D近似写为：　　D?

6、　　????　　角色散是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，它表示单位波长间隔内两单色　　谱线之间的角距离．由式可知，如果衍射时衍射角不大，则cos?近乎不变，光谱的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱镜的不均匀色散有明显的不同．　　一、分光计及光栅的调节　　1．按实验三中所述的要求调节好分光计．　　2．分光计调好之后，将光栅按图3放在载物台上，通过望远镜观察光栅，目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，

7、保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　发现反射回来的叉丝像与分划板的上叉丝不再重合，其原因主要是光栅平面与光栅底座不垂直，这时不能调节望远镜的仰俯，而是通过载物台下的三个螺钉来矫正．具体方法是调节螺钉a或b，直到望远镜中从光栅面反射回来的绿十字叉丝像与目镜中的上叉丝重合，至此光栅平面与分光计转轴平行，且垂直于准直管、固定载物台．　　图10-3光栅的放置　　3．调节光栅刻痕与转轴平行　　转动望远镜，观察光栅光谱线，调节栽物台螺丝c，使从望远镜中看到的叉　　丝交点始终处在各谱线的同一

8、高度．调好后，再检查光栅平面是否仍保持与转轴　　平行，如果有了改变，就要反复调节载物台下的三个螺钉，直到两个要求都满足为止．旋转载物台和望远镜，使分划板的竖线、叉丝反射像的竖线、狭缝的透光方向三线合一，锁定载物台，开始测量．二、测定光栅常数d　　方