光栅衍射实验—光波波长的测量
光栅衍射实验是一种利用光栅条纹进行衍射的实验方法，通过测量衍射条纹的位置及
其对比度等参数，可以求出光波的波长，并且还可以用来研究光栅的特性。

一、实验原理
1.光栅的概念
光栅是一种特殊的光学元件，它是由若干个平行排列的细缝或反射率不同的条纹组成的，当光线垂直入射到光栅上时，经过衍射后，会形成一系列等间距、亮暗交替的光条纹。

这些光条纹的位置和强度是与光波的波长和光栅的特性相关的。

2.光栅衍射的原理
当一束平行光垂直入射到光栅上时，在光栅的每个细缝处都会产生不同程度的衍射，
形成多个次级光源，这些次级光源再次经过衍射后形成的干涉条纹就是我们所要研究的光谱。

在光栅衍射中，由于光栅条纹之间的间隔很小，因此形成的光谱具有非常高的分辨率。

3.衍射条纹的位置
根据衍射理论，在一般情况下，衍射条纹的位置由以下公式给出：
d*sinθ = mλ
其中，d是光栅的格距，θ是衍射角度，m是整数，表示衍射的级次，λ是光波的波长。

4.扩展光源的作用
为了使衍射条纹更加明显、清晰，实验中一般采用扩展光源的方法，不仅可以提高对
比度，减小空间干涉等因素对结果的影响，还可以使得整个光栅区域都能够有光照射，避
免产生阴影和动态散斑等现象。

二、实验步骤
1.实验器材：光栅、氢灯、狭缝、屏幕等。

2.调整光源：将氢灯放置在与狭缝相距15~20cm的位置，用狭缝筛选出单色光源。

3.调整光路：将单色光经过准直透镜后垂直入射到光栅上，同时加入扩展光源，使得
整个光栅区域都得到光照射。

4.观察条纹：将屏幕置于衍射的适当位置，观察衍射条纹，测量其位置及对比度等参数，调整前面的步骤，使得衍射条纹达到最佳状态。

5.绘制波长和强度图：用测得的衍射条纹位置和对比度计算光波的波长，组织数据，
绘制波长和强度图。

三、实验注意事项
1.实验过程中要注意安全，避免光源伤害眼睛。

2.光栅表面要保持干净，防止灰尘和污垢的影响。

3.光路的调整要耐心，确保光线的准确垂直入射到光栅上。

4.测量精度要求高，反复测量并求平均值，减小误差。

四、总结
通过本次实验，我们可以了解光栅衍射实验的原理和方法，掌握测量光波波长的技能，同时也可以加深对光栅特性的理解和应用。

实验中需要注意安全、精度和细心，加上科学
精神和实验耐心，相信可以取得理想的实验结果。