光栅衍射实验报告.docx

【实验目的】

1、观察光栅衍射现象”了解光栅的主要特征，加深对光栅衍射原理的理解;

2、进一步熟悉和巩固分光计的调节使用；

3、学会测量光栅常数，以及用光栅测光波的波长。【实验仪器】光栅、分光计、氮灯【实验原理】实验装置如图所示。光栅放置在分光计的载物台上，氨灯光经过分光计的平行光管垂直入射到光栅上，经光栅色散后，由分光计的望远镜光谱,由分光计的读数窗读出各衍射光谱的衍射角。凡含众多全同单元，且排列规则、取向有序的周期结构统称为光栅。维多缝光栅是一个也是最早被制成的光栅”如图42所示，其透光的缝宽为a,挡光的宽度为b,即这光栅的空间周期为d（a b）,亦称其为光栅常数。其中d是光栅常数，j为衍射角，1为入射光波长，k为该明纹的级次。该式叫做光栅衍射方程。如果用会聚透镜将衍射后的平行光会聚起来,透镜后焦面上将出现系列亮线谱线.在上0的方向上可以观察到零级谱线，其他级数的谱线对称分布在零级两侧.实验内容与步骤测量氨灯光经过光栅衍射后各个谱线的衍射角度，求出光栅的光栅常数。

1、仪器调节本实验在分光计上进行要使实验满足式

(2)成立的条件，入射光应是平行光垂直入射，衍射后要用聚焦于无穷远的望远镜观察和测量。为了保证测量准确”衍射谱线的等高面应该与分光计转轴垂直。所以,对分光计的调节要求是:平行光管产生平行光;望远镜聚焦于无穷远（即能接收平行光）;使平行光管和望远镜的光轴都垂直仪器的转轴。并要求光栅平面与平行光管光轴垂直;光栅的刻痕与仪器转轴平行。视频介绍分光计的调整方法

(1)调节光栅平面（即刻痕所在平面）与平行光管光轴垂直调节方法是：先用水银灯把平行光管的狭缝照亮，使望远镜目镜中分划板中心垂直线对准狭缝像然后固定望远镜。把光栅放置在载物台上（如图六所示），根据目测尽可能做到使光栅平面垂直平分连线，而栅平面反射回来的亮" 字像与分划板中心垂直线重合。此时光栅平面与望远镜光轴垂直应在光栅平面内，并使光栅平面大致垂直于望远镜。再用自准直法调节光栅平面，直到从光。再调节平行光管狭缝像与” ”字像重合，使光栅平面与平行光管光轴垂直,然后刻固定游标盘。

(2)调节光栅使其刻痕与仪器转轴平行目的是使各条衍射谱线的等高面垂直分光计转轴，以便从刻度圆盘上正确读出各条谱线的衍射角。调节方法是：松开望远镜的紧固螺丝，转动望远镜，找到光栅的一级和二级衍射谱线，1,土2,级谱线分别位于0级的两侧。调节各条谱线中点与分划板圆心重合，即使两边光谱等高。调好后，再返回来检查光栅平面是否仍保持与平行光管光轴垂直，若有改变，则要反复调节，直到以上两个条件均能满足。注意光路调好后,游标圆盘应固定，测量过程不要再碰动光栅。