光柵衍射

1、光柵衍射實驗報告光柵衍射實驗報告collegelife2009032216:08:05閱讀1532評論1字號：大中小學號：姓名：班級：實驗名稱：光柵衍射實驗目的：1.進一步掌握調(diào)節(jié)和使用分光計的方法。2.加深對分光計原理的理解。3.用透射光柵測定光柵常數(shù)。實驗儀器：分光鏡，平面透射光柵，低壓汞燈（連鎮(zhèn)流器）實驗原理:光柵是由一組數(shù)目很多的相互平行、等寬、等間距的狹縫(或刻痕)構(gòu)成的是單縫的組合體其示意圖如圖1所示。原制光柵是用金剛石刻刀

2、在精制的平面光學玻璃上平行刻劃而成。光柵上的刻痕起著不透光的作用兩刻痕之間相當于透光狹縫。原制光柵價格昂貴常用的是復制光柵和全息光柵。圖1中的為刻痕的寬度為狹縫間寬度為相鄰兩狹縫上相應兩點之間的距離稱為光柵常數(shù)。它是光柵基本常數(shù)之一。光柵常數(shù)的倒數(shù)為光柵密度即光柵的單位長度上的條紋數(shù)如某光柵密度為1000條毫米即每毫米上刻有1000條刻痕。圖1光柵片示意圖圖2光線斜入射時衍射光路圖3光柵衍射光譜示意圖圖4載物臺當一束平行單色光垂直照射到

3、光柵平面時，根據(jù)夫瑯和費衍射理論，在各狹縫處將發(fā)生衍射，所有衍射之間又發(fā)生干涉，而這種干涉條紋是定域在無窮遠處，為此在光柵后要加一個會聚透鏡，在用分光計觀察光柵衍射條紋時，望遠鏡的物鏡起著會聚透鏡的作用相鄰兩縫對應的光程差為（1）出現(xiàn)明紋時需滿足條件（2）（2）式稱為光柵方程，其中：為單色光波長；k為明紋級數(shù)。由（2）式光柵方程，若波長已知，并能測出波長譜線對應的衍射角，則可以求出光柵常數(shù)d。在=0的方向上可觀察到中央極強，稱為零級譜線

4、，其它譜線，則對稱地分布在零級譜線的兩側(cè)，如圖3所示。遠鏡對著平面鏡的另一面，采用同樣的方法調(diào)節(jié)，如此反復調(diào)整，直至從平面鏡兩表面反射回來的亮十字象與分劃板準線上部十字線完全重和為止。（3）調(diào)節(jié)平行光管產(chǎn)生平行光用已調(diào)好的望遠鏡作為基準，正對平行光管觀察，并調(diào)節(jié)平行光管狹縫與透鏡的距離，使望遠鏡中能看到清晰的狹縫象，且象與叉絲無視差。這時平行光管發(fā)出的光既為平行光，然后調(diào)節(jié)平行光管的斜度螺絲，使狹縫居中，上下對稱，即平行光管光軸與望遠鏡

5、光軸重合，都垂直于儀器轉(zhuǎn)軸。2調(diào)節(jié)光柵方位及測量：（1）分光計調(diào)節(jié)好后可將光柵按雙面鏡的位置放好，適當調(diào)節(jié)使從光柵面反射回來的亮十字象與分劃板準線上部十字線完全重和。（2）從中央條紋（即零級譜線）左側(cè)起沿一個方向向左移動望遠鏡，使望遠鏡中的叉絲依次與第一級衍射光譜中的綠線相重合，記下對應位置的讀數(shù)，再移動望遠鏡，越過中央條紋，依次記錄右側(cè)第一級衍射光譜中的綠線位置對應的讀數(shù)。為了減少誤差，再從右側(cè)開始，重測一次?！緮?shù)據(jù)記錄與處理】表1測

6、量光柵常數(shù)綠光波長：=546.1nm測量次數(shù)123綠光位置θ左θ右θ左θ右θ左θ右K=132845＇14850＇32739＇14745＇31846＇13853＇K=13100＇1305＇3090＇1292＇30010＇12015＇1845＇1845＇1839＇1843＇1836＇1838＇1845＇1841＇1837＇3.93＇綠光波長λ=0.546.1微米1.707微米0.038微米1.7070.038微米T(0.95)=1.6453