大学物理实验报告系列之衍射光栅

大学物理实验报告系列之衍射光栅,大学物理实验报告,包括数据及数据处理。衍射光栅性质的研究等等,缺少什么给我说,我这都有。

大学物理实验报告

大学物理实验报告系列之衍射光栅,大学物理实验报告,包括数据及数据处理。衍射光栅性质的研究等等,缺少什么给我说,我这都有。

4.光栅常数与汞灯特征谱线波长的测量 根据方程(40-1)式可知，若已知入射光在某一级某一条光谱线的波长值，并测出该 谱线的衍射角 ,就可以求出所用光栅的光栅常数 d。反之，若已知所用光栅的光栅 常数，则可由(40-1)式测出光源发射的各特征谱线的波长。 角的测

量可由分光 计进行。

由公式

65 28 '

65 26 '

65 17 '

65 42 '

65 44 '

65 45 '

1 S 2 S1 S ' 2 S '1 分别求出 ,填入表格中。 4

由公式 d sin k 求得

【实验内容】d1 光栅常数与光波波长的测量 (1)以绿色光谱线的波长 = 546.07nm 为已知。测出其第一级(k = 1)光谱的衍 射角 。 为了消除分光计的偏心差， 应同时读出分光计左、 右两游标的读数。 k = +1 对 时，记下 S1、S2;对 k = -1 时，记下 S1′、S2′。则所测得的 为：

546 .07 10 9 660 .222 nm sin 1 0.8271 546 .07 10 9 659 .983 nm sin 2 0.8274 546 .07 10 9 659 .425 nm sin 3 0.8281

d2

[ S2 S1 S2 S1 ]重复测量 6 次,计算 d 值及其不确定度 u(d) 。 (2)以绿色谱线测量计算所得的光栅常数 d 为已知，按上述步骤分别测出紫色和两条黄 色谱线的 角，各测一次，求出各自的波长值 。 3.从汞光谱的两条黄线算出 与 ,求出光栅的色散率 D。

1 4

d3

546 .07 10 9 d4 659 .382 nm sin 4 0.8269 546 .07 10 9 d5 659 .863 nm sin 5 0.8263

【数据表格与数据记录】绿光 次数 1 2 3 4 5 6

d6

S1S2S '1

46 35 '226 35 ' 62 39 '

47 39 '225 34 ' 62 35 ''

46 33 '225 38 ' 62 34 ''

45 39 '226 32 ' 62 35 ''

45 42 '226 34 ' 62 38 ''

46 32 '227 35 ' 62 39 'Ud '

546 .07 10 9 659 .863 nm sin 6 0.8263

d

d1 d 2 d 6 659 .790 nm 6

(d d )6 5

2

0.1051 nm

S

'

2

244 37

244 34

244 36

244 38

244 39

244 35

'

紫光

大学物理实验报告系列之衍射光栅,大学物理实验报告,包括数据及数据处理。衍射光栅性质的研究等等,缺少什么给我说,我这都有。

次数 度数

S148 30 '

S2228 30 '

S '171 20 '

S '2251 12 '

内 - 外 7 19’由公式 D

外 - 内 7.89 nm '

1 1 ‘ S 2 S1 S ' 2 S '1 228 30 - 48 30 ' 251 12 ' 71 20 ' 64 59 ' 4 4

7 19 求得 D 0.0165 7.89

由公式 d sin k 求得：当 k=1 时

d sin

推出 dco s ,

【小结与讨论】(1) 做此实验观察了光栅的衍射光谱，理解了光栅衍射的基本规律，进一步熟悉 了分光计的调节与使用，测定了光栅常数，角色散率。达到了实验的预期要 求。

于是

S ( d cos ) 2 S 2 d cos S

其

中

S

( )1

5

5 4

18 .21'

(2) 讨论：对于同一光源,分别利用光栅分光和棱镜分光有什么不同? 光栅分光：光波将在每个狭缝处发生衍射，经过所有狭缝衍射的光波又彼此发 生干涉，这种由衍射光形成的干涉条纹是定域于无穷远处的。光

栅在使用面积一定 的情况下，狭缝数越多，分辨率越高；对于光栅常数一定的光栅，有效使用面积越 大，分辨率越高。 棱镜分光：棱镜也是分光系统中的一个组成部件，因棱镜色散力随波长不同而 变化，所在宽入射角宽波段偏振分光棱镜。棱镜分辨率随波长变化而变化，在短波 部分分辨率较大，即棱镜分光具有“非匀排性” ,色谱的光谱为“非匀排光谱” 。这 是棱镜分光最大的不足。

S (d cos ) 2 S 2 0.54 nm

紫 d sin 659 .790 10 9 sin 64 59 ' 480 .32 nm 紫 (480 .32 0.54)nm次数 黄内 黄外

S146 08 ' 46 29 '

S2226 3' 226 22 '

S '166 13 ' 66 20 '

S '2246 30 ' 246 11'

内

外

1 1 ‘ S 2 S1 S ' 2 S '1 226 3 - 46 08 ' 246 30 ' 66 13 ' 72 13 ' 4 4 1 1 ‘ S 2 S1 S ' 2 S '1 226 22 - 46 29 ' 246 11' 66 20 ' 64 54 ' 4 4

内 d sin 659 .790 10 9 sin 72 13 ' 567 .47 nm 外 d sin 659 .790 10 9 sin 64 54 ' 575 .36nm