光柵衍射_最終版1

1、4.104.10光柵的衍射光柵的衍射【實驗目的】(1)進一步熟悉分光計的調整與使用(2)學習利用衍射光柵測定光波波長及光柵常數的原理和方法(3)加深理解光柵衍射公式及其成立條件?！緦嶒炘怼垦苌涔鈻藕喎Q光柵，是利用多縫衍射原理使光發(fā)生色散的一種光學元件。它實際上是一組數目極多、平行等距、緊密排列的等寬狹縫，通常分為透射光柵和平面反射光柵。透射光柵是用金剛石刻刀在平面玻璃上刻許多平行線制成的，被刻劃的線是光柵中不透光的間隙。而平面反射光柵

2、則是在磨光的硬質合金上刻許多平行線。實驗室中通常使用的光柵是由上述原刻光柵復制而成的，一般每毫米約250~600條線。由于光柵衍射條紋狹窄細銳，分辨本領比棱鏡高，所以常用光柵作攝譜儀、單色儀等光學儀器的分光元件，用來測定譜線波長、研究光譜的結構和強度等。另外，光柵還應用于光學計量、光通信及信息處理。1測定光柵常數和光波波長測定光柵常數和光波波長光柵上的刻痕起著不透光的作用，當一束單色光垂直照射在光柵上時，各狹縫的光線因衍射而向各方向傳播

3、，經透鏡會聚相互產生干涉，并在透鏡的焦平面上形成一系列明暗條紋。如圖1所示，設光柵常數d=AB的光柵G，有一束平行光與光柵的法線成i角的方向，入射到光柵上產生衍射。從B點作BC垂直于入射光CA，再作BD垂直于衍射光AD，AD與光柵法線所成的夾角為?。如果在這方向上由于光振動的加強而在F處產生了一個明條紋，其光程差CAAD必等于波長的整數倍，即：??sinsindim????（1）式中，?為入射光的波長。當入射光和衍射光都在光柵法線同側時

4、，（1）式括號內取正號，在光柵法線兩側時，（1）式括號內取負號。如果入射光垂直入射到光柵上，即i=0，則（1）式變成：（2）sinmdm???這里，m=0，1，2，3，…，m為衍射級次，?m第m級譜線的衍射角。?圖1光柵的衍射ABCGFi柵平面垂直于小平臺的兩個調水平螺釘的連線。3水銀燈水銀燈1水銀燈譜線的波長水銀燈譜線的波長顏色紫綠黃紅404.7491.6577.0607.3407.8546.1579.1612.3波長nm410.86

5、23.4433.9690.7434.8435.82.水銀燈光譜圖汞燈的多級衍射光譜3.使用水銀燈注意事項l)水銀燈在使用中必須與扼流圈串接，不能直接接220V電源，否則要燒毀。2)水銀燈在使用過程中不要頻繁啟閉，否則會降低其壽命。3)水銀燈的紫外線很強，不可直視?！緦嶒瀮热輰嶒瀮热荨?1)調整分光計和光柵以滿足測量要求。(2)在光線垂直入射的情形下，即i=0時，測定光柵常數和光波波長。①調整光柵平面與平行光管的光軸垂直。平行光垂直入射于