大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)-光柵的測量PPT

光柵常數(shù)的測量（21號(hào)報(bào)告箱）常相輝35543334@實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步掌握分光計(jì)的調(diào)整和使用方法。2.觀察汞光源通過光柵后的衍射光譜。3.根據(jù)已知譜線的波長測定光柵常數(shù)。4.根據(jù)已知光柵常數(shù)的光柵測定未知波長。3實(shí)驗(yàn)原理大量等寬等間距平行狹縫(或反射面)構(gòu)成的光學(xué)元件。衍射光柵(透射光柵)反射光柵(閃耀光柵)一、光柵機(jī)制光柵：在玻璃片上刻劃出一系列平行等距的劃痕,刻過的地方不透光，未刻地方透光。全息光柵：通過全息照相，將激光產(chǎn)生的干涉條紋在干板上曝光，經(jīng)顯影定影制成全息光柵。實(shí)驗(yàn)室中通常使用的衍射光柵，一般為100～600條/mm。4二、光柵衍射根據(jù)波動(dòng)光學(xué)理論，當(dāng)單色平行光垂直照射在光柵面上時(shí)，將產(chǎn)生夫瑯和費(fèi)衍射現(xiàn)象，如圖所示。產(chǎn)生明條紋的條件為

dsink=kλ

k=0,±1,±2,……其中d是光柵常數(shù)，k為第k級(jí)衍射角，為入射光波長，k給出了該明紋的級(jí)次。如果用會(huì)聚透鏡將衍射后的平行光會(huì)聚起來,透鏡后焦面上將出現(xiàn)一系列亮線----譜線.在=0的方向上可以觀察到零級(jí)譜線,其他級(jí)數(shù)的譜線對(duì)稱分布在零級(jí)兩側(cè).實(shí)驗(yàn)原理光柵衍射的規(guī)律:光柵方程光柵方程決定了衍射強(qiáng)度極大值的位置，其只由d決定，與N無關(guān)。m：衍射極次l：入射光的波長實(shí)驗(yàn)原理光柵的衍射光譜：對(duì)0級(jí)：所有波長均在同一方向?qū)Ψ?級(jí)：按波長次序依次排開7光柵光譜及分辨本領(lǐng)光柵光譜0級(jí)1級(jí)2級(jí)-2級(jí)-1級(jí)3級(jí)-3級(jí)白光的光柵光譜即將波長相差很小的兩個(gè)波長和+

分開的能力

實(shí)驗(yàn)儀器汞的特征譜線(nm)：623.4（紅）579.0/577.0（黃）546.1（綠）491.6（青）435.8（藍(lán)）407.8（紫）404.7（紫）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.已知綠色譜線的波長為546.1nm，測量正負(fù)一，二級(jí)衍射條紋的衍射角度，求光柵常數(shù)d=？2.由上一步求出的光柵常數(shù)d，測量黃色條紋對(duì)應(yīng)的波長為？要求分別測量3次取平均值要求測量3次取平均值，計(jì)算與理論值的相對(duì)誤差！實(shí)驗(yàn)步驟2.將光柵置于載物臺(tái)上，使平行光正入射到光柵上。觀察衍射譜線，調(diào)節(jié)使0級(jí)左右兩邊的譜線等高。a:望遠(yuǎn)鏡接收平行光。b:望遠(yuǎn)鏡與平行光管同一光軸且都垂直于中心轉(zhuǎn)軸。c:平行光管出射平行光，光軸垂直于中心轉(zhuǎn)軸。1.將分光計(jì)調(diào)整到正常使用的狀態(tài)。3.測量綠色譜線對(duì)應(yīng)的衍射角，計(jì)算光柵常數(shù)。測量衍射角時(shí)，利用雙游標(biāo)方法來消除偏心差。4.測量黃色譜線對(duì)應(yīng)的波長。數(shù)據(jù)表格級(jí)次k-2-1+1+2綠光左L游標(biāo)a

右R游標(biāo)a黃光左L游標(biāo)a右R游標(biāo)a注意事項(xiàng)1.分光計(jì)是精密的光學(xué)儀器，要加倍愛護(hù)，不應(yīng)在制動(dòng)螺絲鎖緊時(shí)強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，也不要隨意擰動(dòng)狹縫。2.光柵是精密光學(xué)器件，嚴(yán)禁用手觸摸刻痕，注意輕拿輕放。3.在測量數(shù)據(jù)前務(wù)須檢查分光計(jì)的幾個(gè)制動(dòng)螺絲是否鎖緊，若未鎖緊，取得的數(shù)據(jù)會(huì)不可靠。4.測量中應(yīng)正確使用望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的微調(diào)螺絲，以便提高工作效率和測量準(zhǔn)確度。5.分光計(jì)測角度時(shí)，注意“過零”問題。常見問題及處理方法1.汞燈的兩條黃色譜線的波長非常接近(579nm和577nm)，在正負(fù)1級(jí)或正負(fù)2級(jí)的衍射中光譜中，我們是否能分辨這兩條線？2.實(shí)驗(yàn)中我們最多能觀察到多少級(jí)次的衍射條紋？光柵的分辨率問題：可以分辨b.望遠(yuǎn)鏡的目鏡沒有調(diào)好，如果是這個(gè)原因那就只有從頭開始調(diào)節(jié)了。a.狹縫調(diào)得太寬，或平行光管發(fā)出的光并不是平行光，在望遠(yuǎn)鏡的焦平面上聚焦不清晰。重新調(diào)節(jié)平行光管。思考題：1.平行光管的狹縫太寬