d
m d

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思考题：
1. 平行光管的狭缝太宽或太窄，会观察到什么现象？ 为什么？ 2. 试分析光栅的分辨率表达式是如何得到的？
3. 当某一单色波正入射光栅时，是否满足光栅方程 的方向就一定会发现衍射的极大值？
缺级现象
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光
右R游标 a
(m2)

1 2


1 2
| a L,2
a L,2
|
| a R,2
a R,2
|

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注意事项
1. 分光计是精密的光学仪器，要加倍爱护，不应在制动 螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭缝。
2. 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，注意轻 拿轻放。
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实验内容
1. 已知绿色谱线的波长为546.1nm，测量正负一，二 级衍射条纹的衍射角度，求光栅常数d=？
要求分别测量3次取平均值
2. 由上一步求出的光栅常数d，测量黄色条纹对应的 波长为？
要求测量3次取平均值，计算与理论值的相对误差！
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实验步骤
1. 将分光计调整到正常使用的状态。
a: 望远镜接收平行光。 b: 望远镜与平行光管同一光轴且都垂直于中心转轴。 c: 平行光管出射平行光，光轴垂直于中心转轴。
条线？
光栅的分辨率问题： R mN
可以分辨
a. 狭缝调得太宽，或平行光管发出的光并不是平行光，在望 远镜的焦平面上聚焦不清晰。重新调节平行光管。
b. 望远镜的目镜没有调好，如果是这个原因那就只有从头开 始调节了。
2. 实验中我们最多能观察到多少级次的衍射条纹？
sin m 1
3. 在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否 锁紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。
4. 测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝，以便提 高工作效率和测量准确度。
5. 分光计测角度时，注意“过零” 问题。
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常见问题及处理方法
1. 汞灯的两条黄色谱线的波长非常接近(579nm和577nm) ，
在正负1级或正负2级的衍射中光谱中，我们是否能分辨这两
•机制光栅：在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划痕,刻过的地方不透光，未刻 地方透光。
•全息光栅：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在干板上曝光，经显影定影 制成全息光栅。
实验室中通常使用的衍射光栅 ，
一般为100～600条/mm。
3
3
二、光栅衍射
根据波动光学理论，当单色平行光垂直照射在光栅面上时，将产生夫琅 和费衍射现象，如图所示。产生明条纹的条件为
光栅常数的测量
1
实验目的
1. 进一步掌握分光计的调整和使用方法。 2. 观察汞光源通过光栅后的衍射光谱。 3. 根据已知谱线的波长测定光栅常数。 4. 根据已知光栅常数的光栅测定未知波长。
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实验原理
一、光栅
大量等宽等间距平行狭缝 (或反射面)构成的光学元件。
衍射光栅 (透射光栅)
反射光栅(闪耀光栅)
4
实验原理
光栅衍射的规律:
d sin m m 0,1,2,..
光栅方程
m：衍射极次
：入射光的波长
光栅方程决定了衍射强度 极大值的位置，其只由 d 决定，与N无关。
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实验原理
光栅的衍射光谱：
d sin m
对0级： 所有波长均在同一方向
对非0级： 按波长次序依次排开
d d
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光栅光谱及分辨本领
光栅光谱
-3级
白光的光栅光谱
3级
-2级 -1级 0级 1级
2级
即将波长相差很小的两个波长 和+器
汞的特征谱线(nm)： 623.4（红） 579.0/577.0（黄） 546.1（绿） 491.6（青） 435.8（蓝） 407.8（紫） 404.7（紫）
d sink =kλ k= 0, ± 1, ± 2,……
b
其中d是光栅常数，k为第k
a
级衍射角， 为入射光波长，
k给出了该明纹的级次。
d
如果用会聚透镜将衍射后的
平行光会聚起来,透镜后焦面
上将出现一系列亮线----谱线.
在=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.
f
4
2. 将光栅置于载物台上，使平行光正入射到光栅上。
观察衍射谱线，调节使0级左右两边的谱线等高。
3. 测量绿色谱线对应的衍射角，计算光栅常数。
测量衍射角时，利用双游标方法来消除偏心差。
4. 测量黄色谱线对应的波长。
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数据表格
级次k
-2 -1 +1 +2
绿 左L游标 a 光 右R游标 a
黄 左L游标 a